机械装备虚拟现实设计及实例分析 课件汇 第1-6章 整体概述-基于物理引擎的仿真

第一章整体概述重型高端装备制造目录CONTENTS1.1机械装备虚拟现实设计概述1.1.1虚拟现实技术简介1.1.2机械装备虚拟设计的基本概念1.1.3机械装备虚拟现实设计的应用1.2常用虚拟现实开发工具1.3

Unity3d开发基础知识1.4典型机械装备虚拟现实设计对象第1章整体概述1.1.1虚拟现实技术简介战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3教育医疗工业达摩克利斯之剑综合性技术虚拟世界实时交互第1章整体概述1.1.1虚拟现实技术简介战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4“3I特征”第1章整体概述1.1.1虚拟现实技术简介战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5虚拟现实桌面式虚拟现实分布式虚拟现实增强式虚拟现实沉浸式虚拟现实第1章整体概述1.1.2机械装备虚拟设计的基本概念战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6提供多媒体、交互式的三维设计环境沉浸性简便性实时性多信息通道多交互手段第1章整体概述1.1.3机械装备虚拟现实设计的应用战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6空客公司RHEA实验室西门子ProcessSimulate虚拟现实应用第1章整体概述1.1.3机械装备虚拟现实设计的应用战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6徐工集团基于MapleSim的高空作业平台开发郑煤机虚拟仿真技术平台第1章整体概述1.1.3机械装备虚拟现实设计的应用战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6虚拟现实技术在机械装备设计中的应用不断拓展，无论是在国内外，虚拟设计都为产品的研发、制造、装配和维护等环节带来了显著的效率提升。通过虚拟现实，设计团队可以在虚拟环境中模拟和优化各个设计阶段的细节，提升产品的质量，同时降低成本和风险。目录CONTENTS1.1机械装备虚拟现实设计概述1.2常用虚拟现实开发工具1.2.1常用虚拟现实开发工具及特点1.2.2Unity3d与UnrealEngine的对比与选择1.3

Unity3d开发基础知识1.4典型机械装备虚拟现实设计对象第1章整体概述1.2常用虚拟现实开发工具战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3工欲善其事必先利其器工具选择是虚拟现实开发的关键第1章整体概述1.2.1常用虚拟现实开发工具及特点战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4Unity3dBlenderCRYENGINEUnrealEngineA-FrameMaya建模与动画的专业之选细分场景工具高端图形渲染之王灵活高效的跨平台引擎游戏引擎Web框架建模工具第1章整体概述1.2.1常用虚拟现实开发工具及特点战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5光线追踪Lumen全局光照可视化脚本ChaosPhysicsUnrealEngine界面视觉盛宴：超凡的图形渲染能力高效开发：蓝图可视化编程跨平台兼容：一键部署，多元发布社区支持与资源丰富实时协作与版本控制前沿技术的集成与支持ControlRig第1章整体概述1.2.1常用虚拟现实开发工具及特点战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6图形渲染跨平台支持功能PhysX物理引擎Timeline动画工具Unity3d界面强大的图形渲染能力多平台支持和强大的跨平台兼容性强大的物理引擎丰富的动画工具提供了VR开发优化工具XRInteractionToolkit第1章整体概述1.2.1常用虚拟现实开发工具及特点战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7粒子特效曲面建模Eevee和Cycles流体模拟Python脚本Arnold渲染器运动捕捉Python和MEL脚本动画建模工具强大内置渲染引擎物理模拟特效功能支持脚本编写骨骼绑定第1章整体概述1.2.1常用虚拟现实开发工具及特点战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8简单易用HTML和JavaScriptAPI有助于快速上手组件丰富生态系统完善，满足多样化应用场景跨平台桌面、移动和VR头显都能顺畅运行灵活开发适用于培训展示、远程协作等多种场景视觉逼真高质量材质系统呈现超真实画面实时编辑基于Sandbox编辑器实时编辑预览交互真实流体模拟和物理交互营造真实虚拟环境高效兼容具备跨平台兼容性和性能优化工具第1章整体概述1.2.2Unity3d与UnrealEngine的对比与选择战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9Unity3d跨平台支持和开发成本编程语言和开发工具VR和AR生态系统资源和社区支持3D建模和动画制作UnrealEngineUnity3d具有更好的跨平台支持，可轻松部署开发应用至多种平台;Unity3d的开发成本更低，学习曲线更为平缓Unity3d使用C#作为主要的编程语言，易学易用；UE使用C++作为主要的编程语言，具有更高的学习曲线和复杂性。Unity3d对VR和AR的生态系统支持更加全面；UnrealEngine的VR和AR支持也很强大，但生态系统不够成熟。Unity3d开发者社区更庞大、资源库丰富;UnrealEngine的社区规模较小，可用的资源和插件相对较少，开发存在挑战。Unity3d建模较弱，但对机械设备能够满足需求，且可以创建高质量的动画效果;UnrealEngine的建模工具更强大。目录CONTENTS1.1机械装备虚拟现实设计概述1.2常用虚拟现实开发工具1.3

Unity3d开发基础知识1.3.1Unity3d主界面1.3.2游戏对象与组件1.3.3场景与资源管理1.3.4脚本编辑1.3.5图形与效果1.4典型机械装备虚拟现实设计对象第1章整体概述1.3Unity3d开发基础知识战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3跨平台支持良好编程语言易学易用资源和社区支持丰富VRAR第1章整体概述1.3.1Unity3d主界面战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4场景面板属性面板层次面板项目面板第1章整体概述1.3.1Unity3d主界面战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5可通过右上角的“Layout”选项更改Unity3d主界面的布局第1章整体概述1.3.2游戏对象与组件战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6GameObject(游戏对象)Light(光源)Camera(相机)Effects(效果)UI(用户界面)3DObject(3D对象)平行光源点光源放射光源区域光源粒子系统拖尾线条Canvas(画布),Image(图片),Text(文本),Button(按钮)等立方体球体胶囊体外部模型第1章整体概述1.3.2游戏对象与组件战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7(1)Transform

(变换)所有游戏对象都有一个Transform组件，它包括位置、旋转和缩放信息。通过变换，可以控制3D对象在三维空间中的位置、方向和大小第1章整体概述1.3.2游戏对象与组件战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8(2)Renderer

(渲染器)用于处理游戏对象的可视化，包括模型、材质和光照用于处理游戏对象之间的碰撞检测，影响物体之间的物理交互(3)Collider

(碰撞器)第1章整体概述1.3.2游戏对象与组件战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9(4)Rigidbody

(刚体)添加刚体组件可以使游戏对象收到物理引擎的影响，例如受到重力的作用第1章整体概述1.3.2游戏对象与组件战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造10(5)Scripts

(脚本)通过脚本可以添加自定义的逻辑和行为，脚本通常使用C#语言编写第1章整体概述1.3.3场景与资源管理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11(1)场景场景是Unity3d中组织内容的基本单位，包含各种元素，如游戏对象、相机、光照等，如左图所示场景中的元素与层次面板中的物体一一对应，可以在层次面板中进行管理，如右图所示。相机光源游戏物体第1章整体概述1.3.3场景与资源管理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造12(2)资源资源是Unity3d中用于构建场景的各种元素，如模型、材质、纹理、音频、动画等。资源可以通过Unity3d中的资源管理器导入到项目中。模型材质纹理第1章整体概述1.3.4脚本编辑战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造13(1)选择脚本语言C#JavaScriptBooUnity3d支持多种脚本语言，包括C#、JavaScript、Boo等。其中，C#是官方推荐的语言，也是最常用的选择(2)创建脚本第1章整体概述1.3.4脚本编辑战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造14(3)编辑脚本将编辑器设置为VisualStudio跳转到VisualStudio中进行编辑第1章整体概述1.3.4脚本编辑战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造15(4)编写代码在VisualStudio中编写脚本代码挂载脚本后的实际运行效果第1章整体概述1.3.5图形与效果战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造15(1)渲染引擎(2)材质和着色器(3)光照和阴影(4)粒子系统(5)后期处理目录CONTENTS1.1机械装备虚拟现实设计概述1.2常用虚拟现实开发工具1.3

Unity3d开发基础知识1.4典型机械装备虚拟现实设计对象1.4.1煤矿综采装备的典型性1.4.2综采三机的结构与功能第1章整体概述1.4典型机械装备虚拟现实设计对象战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3农业机械建筑机械工业机器人交通运输第1章整体概述1.4.1煤矿综采装备的典型性战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4煤矿综采装备，是指在煤矿开采过程中使用的成套自动化机械设备系统。其核心装备群为由滚筒采煤机、液压支架、刮板输送机构成的“综采三机”第1章整体概述1.4.1煤矿综采装备的典型性战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4液压支架具有四连杆机构，能够实现直线运动、旋转运动等多种运动形式之间的转换，同时也和能够传递和转换力量，在多个领域具有典型性。直线运动传递和转换能量连杆机构旋转运动第1章整体概述1.4.1煤矿综采装备的典型性战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4采煤机结构中涉及的链传动、减速箱、油缸等在机械装备中均十分常见，也能够在一定程度上代表具有类似结构的机械装备。第1章整体概述1.4.1煤矿综采装备的典型性战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4浮动推移机构，具有类似机械臂的复杂结构，能够简化为图中展示的工业机器人模型。工业机器人模型的广泛应用对于研究对于其他机械装备具有很强的借鉴价值。第1章整体概述1.4.2综采三机的机构与功能战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4综采三机并不是各自独立运行的，它们之间存在着一定的耦合运行关系。第1章整体概述1、液压支架战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4液压支架主要由执行元件、承载结构件、推移装置、控制系统和其他辅助装置组成。液压支架的动作通过液压系统将机械能转化为液压能，再通过执行元件将液压能转化为机械能。第1章整体概述2、滚筒采煤机战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4采煤机主要由电动机、牵引部、截割部、和附属装置组成。此外，采煤机内的调高油缸还可使摇臂连同滚筒升降，调节采煤机的采高。第1章整体概述3、刮板输送机战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4刮板那输送机作为一种运送煤和物料的设备，同时也是采煤机的运行轨道，浮动连接机构是刮板输送机的主要部分。第1章整体概述思考题战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7请根据你的理解给虚拟现实技术下一个定义。虚拟现实技术的“3I”特性分别是什么？每一种特性的含义又是什么？虚拟现实设计能够在机械装备设计的哪些阶段发挥重要作用？在机械装备中，煤矿综采装备的结构原理为什么具备高度的代表性？请根据你的理解阐述Unity3d在机械装备虚拟现实设计中有什么独有的优势。

THANKS第二章建模与模型转换关键技术重型高端装备制造目录CONTENTS2.1

模型调研与分析2.2模型构建方法2.3

CAD模型与Unity3d模型的

转换关键技术2.1模型调研与分析主要步骤战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2确定模型需求收集数据建立模型模型验证模型应用模型分析目录CONTENTS2.1模型调研与分析2.2模型构建方法2.2.1基本CAD软件的建模2.2.2UnigraphicsNX介绍2.2.3SolidWorks介绍2.2.43dsMax介绍2.2.5实例分析2.3

CAD模型与Unity3d模型的

转换关键技术2.2模型构建方法2.2.1基于CAD软件的建模步骤战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3（1）确定设计需求和参数：明确机械装备的设计需求和参数。（2）创建零件模型：根据设计需求和参数，创建单个零件3D模型。（3）组装零件模型：按设计要求和组装顺序组合装配零件模型，确保零件间协调连接。（4）添加材质和纹理：对零件模型进行材质和纹理的添加与编辑，使其更加真实生动。（5）生成工程图纸：对3D模型进行投影和剖视，生成工程图纸和零件列表。（6）检查和优化模型：检查修正建模错误和不足，确保模型符合设计要求。2.2模型构建方法2.2.2UnigraphicsNX介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4标题栏工作窗口菜单栏资源条功能区工作区状态栏坐标系全屏按钮2.2模型构建方法2.2.2UnigraphicsNX介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5新建装配图添加组件装配组件2.2模型构建方法2.2.3SolidWorks介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6设计树工作窗口菜单栏状态栏操控面板任务窗格标准工具栏辅导视图工具栏2.2模型构建方法2.2.3SolidWorks介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7新建装配图添加组件装配组件2.2模型构建方法2.2.43dsMax介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8状态栏工作窗口功能区时间尺主工具栏命令面板视口导航动画控件快速访问视口场景资源管理器2.2模型构建方法2.2.5案例分析——煤机装备建模战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9采煤机：MG250/600刮板输送机：SGZ764-630液压支架：ZY10000/28/382.2模型构建方法2.2.5案例分析——煤机装备建模战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造10目前常用的建模软件有UG、SolidWorks、Pro/E等。为展示部件内部结构、实现人机交互虚拟操作及采掘运场景仿真，所需建模精度要求极高，因而常采用UG、Pro/E等软件。2.2模型构建方法2.2.5案例分析——煤机装备建模战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11通过对比CAD软件构建的三维模型与虚拟模型的特性分析可知，CAD软件中对于机械装备的真实性渲染较差，因此常用UG软件进行三维建模及装配，然后利用3dsMax对模型进行转换，最后在虚拟仿真软件中对模型进行渲染及位置安放。

CAD软件虚拟现实软件运动遵循约束计算机图形学定位遵循约束绝对或相对位置坐标识别自动识别特征无法自动识别造型机械产品造型艺术、曲线造型显示无材料丰富的材质目录CONTENTS2.1模型调研与分析2.2模型构建方法2.3

CAD模型与Unity3d模型的

转换关键技术2.3.1模型修补技术2.3.2模型参数设置2.3.3模型格式转换2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.1模型修补技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1模型修补技术是在CAD三维建模中常用的一种方法，用于处理模型中的缺陷、错误或不完整性。如图所示，以液压支架为例在UG中完成建模并进行模型修补，主要是针对运动关系的旋转中心点，建立销轴，以此对运动中心点进行标记。2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.1模型修补技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2以刮板输送机中部槽为例，具体添加销轴如图所示，其在添加销轴之后具有以下功能：（1）在Z方向旋转：主要用于向煤壁侧推进；（2）在X方向旋转：主要用于底板不平整的情况。2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.1模型修补技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3模型修补技术不仅仅包括销轴添加，同时也包括采用3DSource零件库等方式对一些零部件的缺失问题进行修补，3DSource零件库支持所有主流的三维CAD平台：Pro/E、UGNX、CATIA、SolidWorks等。例如掘进机铲板部驱动部分的驱动马达，在模型中就没有显示出来，其修补效果如下图所示。2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.2模型参数设置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4在三维建模软件UG中导出STL格式时，具体操作流程为：点击“文件”，然后点击“导出”，接着选择“STL”，在导出界面选择要导出的对象并选择导出位置，并将弦公差设置为0.08，角度公差设置为18，最后选择确定。2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.2模型参数设置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5在SolidWorks软件中导出STL格式时，具体操作流程为：点击“文件”，然后点击“另存为”，接着选择“导出位置并文件命名”，然后点击保存类型，选择“STL”，点击“选项”，在选项界面根据自己的需求选择合适的单位，其余选择默认。2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.2模型参数设置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6转换为STL格式之后，接下来将其导入到过渡软件3dsMax时需要设置合理的转换参数。在导入时，“焊接阈值”设置为0.01，“平滑角度”设为30，取消勾选“移除双面”和“统一法线”。经过反复测试，综合考虑选取以下参数作为各个软件导出STL格式的转换参数：1）UG：弦公差为0.08，角度公差为18.0；2）SolidWorks：需要根据需求选择合适的单位；3）Pro/E：弦高0.5，角度0.5；2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.2模型参数设置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7模型修补结束后，将修补好的模型导出为FBX格式，导出参数选择系统默认，如图所示，然后将转换后的FBX格式导入到Unity3d中。2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.3模型格式转换战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8Unity3d并不具备独立、完善的三维建模功能，因而需要从外部软件完成建模后进行导入。Unity3d模型格式主要为FBX，这种格式需要中间软件进行格式转换，常采用3dsMax进行格式转换。格式转化过程如图所示。从UG转换到3dsMax可以接受的格式有IGS、DWG、WRL、STL，经过多次试验对比发现，选择STL格式进行转换较为合适，该格式转换时间较快，模型所占内存较小，且转换后能够保持原有模型的真实感官，适应虚拟装配与场景仿真的基本需求。2.3

CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术2.3.3模型格式转换战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9首先在UG中对链轮进行三维建模，然后将模型以STL格式导入到过渡软件3dsMax中，接着在3dsMax中将煤层以FBX格式导出，最后将FBX格式导入到Unity3d中。以链轮为例，采用UG建模并进行格式转换，整个格式转换流程如图所示。THANKS第三章场景布置与渲染关键技术重型高端装备制造目录CONTENTS3.1空间坐标体系3.2位置布置3.3材质与纹理3.4光照与阴影材质与纹理3.5实时渲染与性能优化3.6粒子系统与特效设计3.7相机设置与视角控制3.8场景组织与层级管理第三章

场景布置与渲染关键技术3.1

空间坐标系—世界坐标系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3

世界坐标是场景中所有对象的通用坐标系。它以场景的原点为基准，使用X、Y和Z轴表示模型在三维空间中的位置。

例如，当模型的世界坐标是(5,2,8)，则它在X轴上距离原点5个单位，在Y轴上距离原点2个单位，在Z轴上距离原点8个单位。

当从Unity3d中新建一个模型对象，它所具有的Transform参数所采用的就是世界坐标系，该坐标系分为左手坐标系和右手坐标系，如右图所示。其中左手坐标系代表的是世界坐标系。左右手法则第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4

Unity3d中一个模型的坐标信息，通过Transform.position来存储，它是一个Vector3变量，是一个三维向量，存储了X、Y、Z的位置信息。操作界面如右图所示。坐标位置信息3.1

空间坐标系—世界坐标系第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5

屏幕坐标系是一个二维坐标系统，原点位于屏幕的左下角，水平轴向右延伸，垂直轴向上延伸。

屏幕坐标系的单位是像素，X轴表示水平方向的像素位置，Y轴表示垂直方向的像素位置，所以又叫做像素坐标系。通过屏幕坐标系，可以在场景开发中方便地进行屏幕上的位置定位、用户输入处理以及屏幕空间的渲染效果控制。如右图所示。屏幕坐标系3.1

空间坐标系—屏幕坐标系第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6

为了方便设计，可以使用Camera.ScreenToWorldPoint和Camera.WorldToScreenPoint等方法实现屏幕坐标和世界坐标之间的转换，便于模型对象在屏幕上的交互和呈现。3.1

空间坐标系—屏幕坐标系例如：Vector3worldPosition=newVector3(3,2,5);Vector3screenPosition=Camera.main.WorldToScreenPoint(worldPosition);Vector3worldPositionAgain=Camera.main.ScreenToWorldPoint(screenPosition);这使得开发者能够轻松地将模型的位置从世界坐标转换为屏幕坐标，或者反向转换。第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7

视口坐标系是相对于摄像机视角的坐标系统。它使用归一化的坐标值，X和Y轴的范围是[0,1]，表示在相机视口内的位置。视口坐标系常用于处理摄像机的渲染效果或在相机中进行一些特殊的定位。相机视角坐标系3.1

空间坐标系—视口坐标系

视口坐标系和屏幕坐标系类似：

视口坐标通过使用Camera.ViewportToWorldPoint和Camera.WorldToViewportPoint函数，实现世界坐标和视口坐标之间转换。第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8GUI坐标系主要用于创建和管理2DGUI元素。它使用像素坐标，原点位于屏幕左上角。在GUI坐标系中，开发者可以使用GUI类的函数来控制元素的位置、大小和交互。3.1

空间坐标系—GUI坐标系

例如，通过以下代码可以设置一个GUI按钮的位置：GUI.Button(newRect(10,10,100,50),"Clickme!");

案例中，按钮的左上角在GUI坐标系中的坐标是(10,10)，宽度和高度分别为100和50。GUI坐标系设置目录CONTENTS3.1空间坐标体系3.2位置布置3.3材质与纹理3.4光照与阴影材质与纹理3.5实时渲染与性能优化3.6粒子系统与特效设计3.7相机设置与视角控制3.8场景组织与层级管理第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造10平移操作界面其操作方法主要包括：(1)在Unity3d编辑器中，选择要平移的模型。(2)在工具栏中选择移动工具（快捷键：W）。(3)按住鼠标左键拖动移动工具的箭头，即可沿着对应轴线进行平移。也可在Transform组件中直接修改模型的Position属性，手动输入平移的距离。3.2

位置布置——平移操作

平移是指沿着模型的轴线移动模型，使其改变位置而不改变方向。第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11代码操作：使用Transform.Translate方法实现模型的平移，通过传入一个位移向量来指定平移的距离和方向。例如：TransformcubeTransform=GetComponent<Transform>();floatzMovement=Time.deltaTime*speed;cubeTransform.Translate(Vector3.forward*zMovement);}其中transform.Translate(Vector3.forward)表示将模型沿着Z轴正方向移动。3.2

位置布置—平移操作第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造12其操作方法主要包括：（1）在Unity编辑器中，选择要旋转的模型。（2）在工具栏中选择旋转工具（快捷键：E）。（3）按住鼠标左键拖动旋转工具的圆圈，即可绕着对应轴线进行旋转。也可以在Transform组件中直接修改模型的Rotation属性，手动输入旋转的角度。旋转操作界面3.2

位置布置—旋转操作

旋转是指改变模型的朝向，使其绕着一个中心点旋转。第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造13代码操作：使用Transform.Rotate方法也可以实现模型的旋转，通过传入一个旋转向量来指定旋转的角度和轴。3.2

位置布置—旋转操作例如：transform.Rotate(Vector3.up*Time.deltaTime*rotationSpeed)该函数用来将模型绕着Y轴正方向旋转。第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造14其操作方法主要包括：(1)在Unity编辑器中，选择要缩放的模型。(2)在工具栏中选择缩放工具（快捷键：R）。(3)按住鼠标左键拖动缩放工具的方块，即可沿着对应轴线进行缩放。也可以在Transform组件中直接修改模型的Scale属性，手动输入缩放的比例。缩放操作界面3.2

位置布置—缩放操作

缩放是指改变模型的大小，使其变得更大或者更小。第三章

场景布置与渲染关键技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造15代码操作：使用Transform.localScale属性实现模型的缩放，通过传入一个缩放向量来指定各个轴的缩放比例。例如：transform.localScale=newVector3(2,2,2)该函数用来将模型在X、Y、Z轴方向上都放大为原来的2倍。3.2

位置布置—缩放操作目录CONTENTS3.1空间坐标体系3.2位置布置3.3材质与纹理3.4光照与阴影材质与纹理3.5实时渲染与性能优化3.6粒子系统与特效设计3.7相机设置与视角控制3.8场景组织与层级管理第三章

场景布置与渲染关键技术3.3

材质与纹理—材质类型选择战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1785(1)漫反射材质：漫反射材质是在模型表面均匀地反射光线，不会产生镜面反射的效果。(2)镜面反射材质：镜面反射材质具有光泽和反射效果，在表面产生明亮的光斑，能够模拟金属等光滑表面的特性。(3)透明材质：透明材质允许部分光线穿过表面，而不是完全反射或吸收。部分材质球选择第三章

场景布置与渲染关键技术3.3

材质与纹理—材质选择原则战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造188686

在选择合适的材质类型时，需要考虑场景需求、效果目标以及渲染性能等因素。以下是一些基本的材质选择最优方法：(1)根据模型属性选择：根据模型的表面特性和反射属性选择合适的材质类型。(2)考虑光照环境：考虑场景中的光照情况，选择能够与光照环境相匹配的材质，以达到更加真实的效果。在低光环境下，适合使用镜面反射材质，而在高光环境下，漫反射材质更为合适。(3)调节材质参数：根据具体需求调节材质的参数，如反射强度、透明度、光泽度等，以达到理想的视觉效果。模型属性光照环境材质参数选择原则第三章

场景布置与渲染关键技术3.3

材质与纹理—材质添加方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1987

下面在Unity3d中创建一个新材质。首先，在Materials中右击鼠标找到Creat，在Creat列表中选择Material,完成材质创建，具体操作如右图所示。

材质球创建第三章

场景布置与渲染关键技术3.3

材质与纹理—材质添加方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2088

将创建完成的材质球拖拽到需要渲染的模型中，对模型进行材质添加，如右图所示，对液压支架立柱进行材质添加。

材质球添加第三章

场景布置与渲染关键技术3.3

材质与纹理—材质参数调节战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造218989针对不同的材质类型，可以调节一系列参数来控制其外观和表现效果。打开需要调节的材质球，在Inspector中调节相关参数。材质球参数调节第三章

场景布置与渲染关键技术3.3

材质与纹理—纹理贴图与调整战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2290

UV映射是一种将二维纹理映射到三维模型表面的技术。在UV映射中，每个顶点都会分配一个UV坐标，用于确定纹理在模型表面的位置和方向。在虚拟现实应用中，需要对纹理进行调整和编辑，以满足场景特定的需求和效果。(1)缩放：调整纹理大小比例，使其适应模型表面尺寸。(2)旋转：旋转纹理的方向，改变其在模型表面上的布局。(3)偏移：在UV坐标空间中对纹理进行平移，调整其在模型表面上的位置。(4)镜像：对纹理进行水平或垂直镜像，改变其在模型表面上的对称性。缩放旋转偏移纹理调整措施镜像第三章

场景布置与渲染关键技术3.3

材质与纹理—纹理添加方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2391在Unity3d中进行纹理调整的基本步骤：导入纹理：将所需纹理图像导入Unity3d项目中。创建材质：在Unity3d中创建一个新的材质，并将导入的纹理应用到该材质上。调整纹理参数：在材质属性面板中，调整纹理的缩放、旋转、偏移等参数，以达到最佳视觉效果。纹理贴图添加第三章

场景布置与渲染关键技术3.3

材质与纹理—纹理添加方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2492在Unity3d场景视图中，可以实时预览纹理在模型表面上的效果，并根据需要进行调整，右图为纹理贴图前后的效果对比。纹理贴图对比图（a）贴图前（b）贴图后目录CONTENTS3.1空间坐标体系3.2位置布置3.3材质与纹理3.4光照与阴影材质与纹理3.5实时渲染与性能优化3.6粒子系统与特效设计3.7相机设置与视角控制3.8场景组织与层级管理第三章

场景布置与渲染关键技术3.4

光照与阴影—光照模式战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造269494

光照模式是描述光源在场景中产生光照效果的模式。在虚拟环境中，常见的光照模式包括平行光、点光源和环境光等。在Unity3d等虚拟环境开发平台中，通过调整光源组件的参数来实现光照设置。具体操作包括添加光源对象、调整光源的位置、方向和强度等。光源选择第三章

场景布置与渲染关键技术3.4

光照与阴影—光照模式与选择战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2795951.平行光

平行光是指来自远处并且光线方向平行的光源。其特点是光线平行且方向固定，适用于模拟室外场景和整体光照效果。2.点光源

点光源是指从一个点发出的光源，光线向所有方向辐射。其特点是光线发散且强度随距离递减，适用于模拟室内场景和局部光照效果。3.环境光

环境光是指在场景中通过多次反射和折射产生的间接光照效果。其特点是柔和且均匀，能够增强场景的整体感和真实感。不同光照环境下效果图第三章

场景布置与渲染关键技术3.4

光照与阴影—阴影模式与选择战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造289696

阴影是指光线被模型遮挡而产生的暗影效果，是增强虚拟环境真实感的重要元素之一。在虚拟环境中，常见的阴影类型包括实时阴影和静态阴影。

在Unity3d中，通过调整阴影的参数来改善阴影效果，包括阴影的分辨率、强度和软硬度等。具体操作包括调整阴影的分辨率以提高阴影的清晰度和细节、调整阴影的强度以控制阴影的明暗程度、以及调整阴影的软硬度以改变阴影的边缘过渡效果。通过合理调整阴影参数，可以使场景中的阴影效果更加真实和自然，增强场景的真实感和立体感。实时阴影：实时阴影是在运行时动态生成的阴影效果，适用于动态模型和光源的场景。静态阴影：静态阴影是在场景构建阶段预先计算和存储的阴影效果，适用于静态模型和光源的场景。目录CONTENTS3.1空间坐标体系3.2位置布置3.3材质与纹理3.4光照与阴影材质与纹理3.5实时渲染与性能优化3.6粒子系统与特效设计3.7相机设置与视角控制3.8场景组织与层级管理第三章

场景布置与渲染关键技术3.5

实时渲染与性能优化战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3098实时渲染是指在场景或应用程序中即时生成并呈现图像的过程，其核心目标是在有限的时间内生成高质量的图像以实现流畅的用户体验。屏幕空间反射环境光遮挡光照与阴影实时渲染措施粒子系统图像特效第三章

场景布置与渲染关键技术3.5

实时渲染与性能优化战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3199（1）屏幕空间反射屏幕空间反射是一种用于模拟模型表面反射的高级渲染技术，通过对屏幕上的像素进行采样，计算其对应的反射结果，从而实现真实感的反射效果。（2）环境光遮挡环境光遮挡是一种用于模拟光线在环境中传播时受到遮挡而产生的阴影效果的渲染技术。在真实世界中，模型之间存在着各种微小的间隙和遮挡，这些遮挡会导致光线在模型表面聚集较少，从而在阴影区域产生暗淡的效果。第三章

场景布置与渲染关键技术3.5

实时渲染与性能优化战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造32100（3）光照与阴影光照和阴影会直接影响着场景的逼真程度和用户体验。光照模拟了光线在场景中的传播和作用过程，而阴影则模拟了光线被模型遮挡而产生的暗影效果。（4）粒子系统粒子系统可以模拟各种特殊环境，如火焰、烟雾、水流等。通过调整粒子的参数和特性，可以实现丰富多彩的视觉效果，增强场景的真实感和动态性。（5）图像特效图像特效可以通过后期处理来增强场景的视觉效果，如景深效果、运动模糊、色彩校正等。图像特效可以使场景更加生动、美观，提升用户的视觉体验。第三章

场景布置与渲染关键技术3.5

实时渲染与性能优化战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造33101GPU特性对渲染性能的影响：GPU（GraphicsProcessingUnit，图形处理器）的特性对渲染性能有着重要的影响。其中包括并行处理能力、显存带宽、纹理单元数等。除此之外，GPU的特性还包括以下五个方面。CUDA核心数图形存储器类型显存容量GPU特性GPU频率图像特效第三章

场景布置与渲染关键技术3.5

实时渲染与性能优化战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造34102渲染管线的基本流程

渲染管线是指渲染引擎中图形数据处理的流程。在现代图形渲染中，通常包括顶点处理、光栅化、片元处理等阶段。顶点处理阶段用于对顶点进行变换和投影，光栅化阶段将三维模型转化为二维像素，并确定每个像素的位置，片元处理阶段则对像素进行着色、光照等计算。(1)顶点处理；

(4)片元处理；(2)几何处理；

(5)像素输出；(3)光栅化；渲染管线的基本流程包括多个阶段，每个阶段都有特定的功能，负责处理不同的图形数据。第三章

场景布置与渲染关键技术3.5

实时渲染与性能优化战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造35103(1)顶点处理：功能：顶点处理阶段负责对输入的顶点数据进行变换和投影，将三维空间中的顶点坐标转换为屏幕空间中的二维坐标。(2)几何处理：功能：几何处理阶段对顶点数据进行进一步处理，生成几何图元（如三角形）以供后续的光栅化处理。(3)光栅化：功能：光栅化阶段将几何图元转换为屏幕上的像素，并确定每个像素的位置。(4)片元处理：功能：片元处理阶段对光栅化阶段生成的每个像素进行处理，包括着色、光照计算、纹理采样等。(5)像素输出：功能：像素输出阶段将经过片元处理后的像素数据输出到帧缓冲区。第三章

场景布置与渲染关键技术3.5

实时渲染与性能优化战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造36104减少场景性能消耗的优化方法：性能优化在场景开发和图形渲染中至关重要。它不仅可以提高场景的帧率和流畅度，还可以减少资源消耗，延长设备电池寿命，提升用户体验。

优化资源使用减少渲染负荷利用硬件加速优化方法使用延迟渲染技术避免过度绘制第三章

场景布置与渲染关键技术3.5

实时渲染与性能优化战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造37105(1)优化资源使用：合理管理场景资源，包括纹理、模型等，避免过度使用高分辨率或冗余资源，以减少内存和存储占用。(2)减少渲染负荷：通过减少多边形数量、使用简化模型、减少光源数量等方式，降低渲染复杂度，提高渲染性能。(3)利用硬件加速：充分利用GPU的硬件加速功能，如图形API的特性、着色器的优化、GPU实例化等，以提高渲染效率。(4)使用延迟渲染技术：延迟渲染技术可以将光照和材质计算延迟到后期阶段进行，从而减少对GPU的压力，提高渲染性能。(5)避免过度绘制：通过合理使用裁剪和遮挡技术，避免在不可见区域绘制对象，减少不必要的渲染占用。目录CONTENTS3.1空间坐标体系3.2位置布置3.3材质与纹理3.4光照与阴影材质与纹理3.5实时渲染与性能优化3.6粒子系统与特效设计3.7相机设置与视角控制3.8场景组织与层级管理第三章

场景布置与渲染关键技术3.6

粒子系统与特效设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造39107

粒子系统能够模拟各种故障现象和场景特效，为场景增添动态感和丰富度。不同类型的粒子系统可以应用于各种不同的场景，根据需求进行选择和调整，以实现理想的视觉效果。火焰粒子效果烟雾粒子效果水流粒子效果常见粒子特效第三章

场景布置与渲染关键技术3.6

粒子系统与特效设计—火焰粒子效果战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造40108(1)火焰形态：火焰通常具有柔软、流动的形态，具有一定的透明度和明亮度，根据火焰的大小和形状调整粒子系统的尺寸参数。(2)火焰颜色：火焰的颜色通常为橙红色至黄色，通过调整粒子的颜色和透明度，使其更加逼真和生动。(3)火焰运动：火焰通常具有不规则的运动轨迹，通过调整粒子的速度、方向和角度，模拟火焰的燃烧过程。火焰效果第三章

场景布置与渲染关键技术3.6

粒子系统与特效设计—烟雾粒子效果战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造41109(1)烟雾形态：烟雾通常呈现出薄薄的、弥散的形态，具有一定的不透明度和随机性，根据场景需求调整粒子的参数。(2)烟雾颜色：烟雾的颜色通常为灰色或白色，通过调整粒子的颜色和透明度，使其更加逼真和立体。(3)烟雾漂浮：烟雾通常具有漂浮的效果，通过调整粒子的速度和运动轨迹，模拟烟雾在空气中的扩散和流动。烟雾效果第三章

场景布置与渲染关键技术3.6

粒子系统与特效设计—水流粒子效果战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造42110(1)水流形态：水流通常具有流动、涓涓流淌的形态，具有一定的透明度和波动性，根据水流的大小和速度调整粒子系统的尺寸参数。(2)水流颜色：水流的颜色通常为蓝色或透明色，通过调整粒子的颜色和透明度，使其更加逼真和清澈。(3)水流涌动：水流通常具有涌动和波动的效果，通过调整粒子的速度和运动轨迹，模拟水流在地形上的流动和流溢。水流效果目录CONTENTS3.1空间坐标体系3.2位置布置3.3材质与纹理3.4光照与阴影材质与纹理3.5实时渲染与性能优化3.6粒子系统与特效设计3.7相机设置与视角控制3.8场景组织与层级管理第三章

场景布置与渲染关键技术3.7

相机设置与视角控制—投影方式战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造44（1）透视投影

透视投影是一种仿照人眼视觉特性设计的投影方式，具有近大远小、景深感强的特点。在透视投影中，模型距离相机越远，其在视野中的大小越小，而且远处的模型会呈现出明显的遮挡关系，使得场景更加真实。（a）远距离视角（b）近距离视角透视投影视角图第三章

场景布置与渲染关键技术3.7

相机设置与视角控制—投影方式战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造45（a）远距离视角（b）近距离视角正交投影视角图（2）正交投影

在正交投影中，模型无论距离相机多远，其在视野中的大小保持不变。正交投影不考虑模型与相机之间的距离，所有模型在视野中的大小都是固定的，没有景深感。第三章

场景布置与渲染关键技术3.7

相机设置与视角控制—模式选择与设置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造46如何选择和设置相机模式？(1)创建相机：在场景中创建一个相机对象。可以通过在Hierarchy面板右键点击选择“Camera”来创建相机对象。(2)选择投影模式：选择创建的相机对象，在Inspector面板中找到相机组件的“Projection”属性。通过下拉菜单选择“Perspective”或“Orthographic”，分别对应透视投影和正交投影。Camera创建属性选择第三章

场景布置与渲染关键技术3.7

相机设置与视角控制—模式选择与设置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造47(3)调整投影参数（可选）：根据具体需求，可以调整相机的其他参数，如视场角、正交大小等，以达到预期的渲染效果。通过以上步骤，就可以在Unity3d中选择和设置相机的投影模式。根据具体的项目需求和场景特点，选择适合的相机模式将有助于实现更好的视觉效果。参数选择第三章

场景布置与渲染关键技术3.7

相机设置与视角控制—相机视角控制战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造48在虚拟场景中，相机的基本视角控制是用户与场景互动的核心之一。通过旋转、平移和缩放等基本操作，用户可以灵活地观察和操控场景，增强交互体验。相机视角操作指示图第三章

场景布置与渲染关键技术3.7

相机设置与视角控制—相机视角控制战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造49（1）平移平移是指沿着相机的轴线移动相机，使其改变位置而不改变方向。通过平移可以调整观察位置，从不同的角度和距离观察场景中的模型和环境。相机视角平移第三章

场景布置与渲染关键技术3.7

相机设置与视角控制—相机视角控制战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造50（2）旋转旋转是指改变相机的朝向，使其绕着一个中心点旋转。通过旋转，用户可以调整观察角度和方向，以便更好地观察场景中的模型和环境。相机视角旋转第三章

场景布置与渲染关键技术3.7

相机设置与视角控制战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造51（3）缩放缩放是指改变相机的视野范围，使其呈现出不同的视角大小。通过缩放可以调整视野范围，以适应不同大小和距离的模型和环境。相机视角缩放目录CONTENTS3.1空间坐标体系3.2位置布置3.3材质与纹理3.4光照与阴影材质与纹理3.5实时渲染与性能优化3.6粒子系统与特效设计3.7相机设置与视角控制3.8场景组织与层级管理第三章

场景布置与渲染关键技术3.8

场景管理与层级管理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造53通过结构化管理虚拟场景中的对象，场景布局变得更加合理和易于控制。层级管理通过建立父子关系，使得复杂场景中的对象操作更加简便，如移动父对象时同时影响其子对象。其次，这种组织方式提高了开发效率和维护性，使开发者能够快速定位和修改特定对象。此外，场景组织与层级管理通过按需加载和卸载不同层级的对象，有效减少资源消耗，提高渲染效率。因此，场景组织与层级管理在场景布置与渲染中不仅提升了开发和管理的便利性，还显著优化了系统性能。第三章

场景布置与渲染关键技术3.8

场景管理与层级管理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造54（1）单一场景单一场景是指将所有的虚拟环境元素都集成到一个场景中，包括支架、采煤机、刮板输送机等。这种场景结构简单，所有内容都在一个场景文件中管理，方便统一控制和修改。（2）多场景多场景是指将虚拟环境拆分成多个独立的场景文件，每个场景负责不同的功能或区域，便于管理和优化。第三章

场景布置与渲染关键技术3.8

场景管理与层级管理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造55在选择场景结构与布局策略时，需要综合考虑以下几个方面的因素：应用类型与规模性能和资源要求用户体验与交互设计场景因素考虑开发与维护成本第三章

场景布置与渲染关键技术3.8

场景管理与层级管理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造56单一场景：如果智慧综采工作面要求功能较少，只包含少量设备和交互内容，且展示方式比较简单，可以考虑采用单一场景结构。所有的设备、交互界面和场景布局都集中在一个场景文件中管理，方便统一管理和修改。多场景：如果智慧综采工作面的规模较大，包含全部设备，且要求多种模式运行。可以考虑采用多场景结构。将不同的仿真模式分成独立的场景文件，每个场景负责展示特定的内容，便于管理和优化。综采工作面数字孪生平台第三章

场景布置与渲染关键技术3.8

场景管理与层级管理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造57选择合适的场景结构与布局策略是虚拟现实应用开发中的重要环节。在实际应用中，需要根据应用类型与规模、性能和资源要求、用户体验与交互设计以及开发与维护成本等因素综合考虑，灵活选择单一场景或多场景结构，以实现最佳的用户体验和性能优化。多场景布置THANKS第四章装备虚拟装配关键技术重型高端装备制造目录CONTENTS4.1

Transform组件4.1.1基本属性介绍4.1.2数学相关概念4.1.3运动方式与控制方法4.2装配模型操控技术4.3虚拟装配演示4.4自动约束定位技术第4章装备虚拟装配关键技术4.1Transform组件战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1装配路径工艺规划碰撞检测第4章装备虚拟装配关键技术4.1Transform组件战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2牵引部传动牵引部整体截割部传动第4章装备虚拟装配关键技术4.1.1基本属性介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3（1）位置Position组件（2）旋转Rotation组件（3）比例Scale组件虚拟产品真实产品Unity3d部分界面第4章装备虚拟装配关键技术4.1.1基本属性介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4（1）Position（x,y,z）//示例代码transform.position=newVector3(l.0.0)//将游戏对象的位置设置为(1.0,0)第4章装备虚拟装配关键技术4.1.1基本属性介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5（2）Rotation//示例代码transform.rotation=Quaternion.Euler(0,0,90)//将游戏对象绕Z轴旋转90°第4章装备虚拟装配关键技术4.1.1基本属性介绍战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6（3）Scale//示例代码transform.localScale=newVector3(2,2,2);//将游戏对象放大为原来的两倍第4章装备虚拟装配关键技术4.1.2数学相关概念战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7

四元数：作为有序对，可以表示为以下形式：s为实数，V为三维空间中的向量

将v用i,

j,

k表示：

Unity中的表示方法：Vector3(0,0,0)Unity中的表示方法：Quaternion(0,0,0,1)第4章装备虚拟装配关键技术4.1.3运动方式与控制方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8（1）移动（1）直接修改Transform组件的position属性：//将物体移动到目标位置transform.position=targetPosition;（2）使用Translate函数：//在世界坐标系中平滑地移动物体到目标位置transform.Translate(targetPosition-transform.position,Space.World);//在局部坐标系中平滑地移动物体到目标位置transform.Translate(targetPosition-transform.localPosition,Space.Self);第4章装备虚拟装配关键技术4.1.3运动方式与控制方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9（2）旋转（1）直接修改Transform组件的rotation属性：//将物体旋转到目标角度transform.rotation=Quaternion.Euler(targetEulerAngles);（2）使用Rotate函数：//在世界坐标系中平滑地旋转物体到目标角度transform.Rotate(Vector3.up,targetAngle,Space.World);//在局部坐标系中平滑地旋转物体到目标角度transform.Rotate(Vector3.forward,targetAngle,Space.Self);第4章装备虚拟装配关键技术4.1.3运动方式与控制方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造10（3）缩放（1）直接修改Transform组件的Scale属性：//将物体缩放到目标大小transform.localScale=targetScale;（2）使用Scale函数：//在世界坐标系中平滑地缩放物体到目标大小transform.localScale=Vector3.Lerp(transform.localScale,targetScale,Time.deltaTime);//在局部坐标系中平滑地缩放物体到目标大小transform.localScale=Vector3.Lerp(transform.localScale,targetScale,Time.deltaTime);目录CONTENTS4.1Transform组件4.2装配模型操控技术4.2.1基本操作方法4.2.2模型路径记录与回放4.3虚拟装配演示4.4自动约束定位技术第4章装备虚拟装配关键技术4.2.1基本操作方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11平移以选择、平移、旋转等操作实现模型的组装和调整装配效率精度可操作性选择旋转第4章装备虚拟装配关键技术4.2.1基本操作方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造12点击高亮框选高亮命令输入高亮选择移动修改删除&&交互反馈碰撞检测第4章装备虚拟装配关键技术4.2.1基本操作方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造13

//鼠标左键点击时触发if(Input.GetMouseButtonDown(0)){//射线从鼠标当前位置发射Rayray=Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);RaycastHithit;//检测射线是否与物体发生碰撞if(Physics.Raycast(ray,outhit)){//如果物体被点击，获取该物体的Renderer组件objectRenderer=hit.transform.GetComponent<Renderer>();if(objectRenderer!=null){//保存物体的原始颜色originalColor=objectRenderer.material.color;//改变物体的颜色为高亮颜色objectRenderer.material.color=highlightColor;}}}点击高亮右键点击选中，左键取消第4章装备虚拟装配关键技术4.2.1基本操作方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造14

//鼠标左键按下时开始框选if(Input.GetMouseButtonDown(0)){isSelecting=true;startMousePosition=Input.mousePosition;//记录起始鼠标位置}//鼠标左键释放时结束框选if(Input.GetMouseButtonUp(0)){isSelecting=false;//计算框选区域RectselectionRect=GetSelectionRect(startMousePosition,Input.mousePosition);SelectObjectsInArea(selectionRect);}

//检查物体是否在框选区域内if(selectionRect.Contains(screenPos)){selectedObjects.Add(renderer);renderer.material.color=highlightColor;//高亮显示选中的物体}框选高亮右键点击拖动，松开完成框选第4章装备虚拟装配关键技术4.2.1基本操作方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造15

//当按下回车键时，执行查找并高亮物体的操作if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Return)){HighlightObject(objectNameInput.text);//获取输入的物体名称}

voidHighlightObject(stringobjectName)