虚拟设计 2版PDF电子书下载

第1章 绪论 2

虚拟现实的概念 2

虚拟现实的定义 2

虚拟现实的两个本质特征 3

虚拟现实的组成 4

虚拟现实的发展历程和研究现状 5

虚拟现实的发展历程 5

国外虚拟现实技术的研究现状 7

美国硅谷圣何塞技术创新博物馆的虚拟设计展台 9

国内虚拟现实技术的研究现状 12

虚拟现实技术的主要应用领域 13

工程应用 13

在医学领域的应用 16

在教育培训领域的应用 16

军事应用 17

虚拟设计的特点和研究层次 18

本书的目的 19

参考文献 19

第2章 虚拟现实技术体系结构 22

虚拟现实技术与计算机仿真的关系 22

一个典型的计算机仿真系统——齿轮加工仿真系统 22

虚拟现实环境实例 24

虚拟现实技术与计算机仿真的关系 25

虚拟现实技术构成 27

虚拟环境系统结构 27

虚拟现实系统组成模块 27

虚拟环境的实现方法 28

虚拟现实系统的分类 29

VR第一种分类方法 30

VR第二种分类方法 32

虚拟设计/制造系统的体系结构 33

虚拟设计的特点 33

虚拟设计/制造的优点 33

虚拟设计与传统CAD/CAM系统的区别 34

理想的虚拟设计系统的结构 35

虚拟设计/虚拟制造/虚拟装配/虚拟企业的总体框架 35

参考文献 36

第3章 虚拟现实硬件基础 37

概论 37

3D位置跟踪器 37

传感手套 39

触觉与力反馈 39

力学反馈手套 40

压力反馈系统 40

VPL数据手套 41

PowerGlove手控器 41

CyberGlove 42

三维鼠标 43

数据衣 44

触觉和力反馈的装置 45

立体显示设备 45

头盔式显示器HMD 45

特殊的头部显示器BOOM 45

立体眼镜 46

立体投影显示 47

3D显示器 48

3D声音生成器 49

参考文献 51

第4章 虚拟设计中的建模技术 52

概论 52

几何建模 52

几何建模方法的数学原理 53

三维几何模型对象的获取方法 56

参数化建模 62

基于图像的虚拟环境建模技术 65

基于图像的虚拟环境建模的技术原理 66

基于图像的全景图环境建模技术 67

图像与几何相结合的建模技术 70

图像与几何相结合的汽车建模 71

其他虚拟对象的建模 74

基于特征的建模 74

特征技术的研究概况 74

特征建模技术的特点 75

特征的定义与分类 76

特征的描述方法 78

基于特征的约束分析 82

基于特征的参数化建模 82

基于约束的特征描述 82

特征结构图元参数化 83

特征之间的约束建模 83

轴类零件的参数化建模过程 83

程序实现 85

参考文献 88

第5章 虚拟设计硬件支撑技术 90

视景系统的分布式显示技术基础 90

开发平台简介 90

分布式多通道的概念 91

帧缓存同步与垂直刷新同步 92

视景系统多通道投影屏幕的构筑技术 94

圆柱形投影屏幕视景的构筑 94

其他的多通道投影屏幕视景构筑技术 96

多通道投影屏幕运行组件的配置 97

配置文件介绍 97

多通道显示设备文件的配置 98

基于三通道显示环境的虚拟汽车驾驶室的开发 102

参考文献 105

第6章 虚拟实验 108

虚拟实验——汽车风洞实验概述 108

虚拟汽车风洞的基本组成 108

虚拟汽车风洞的实现 110

系统建模 111

网格生成技术 111

车身绕流场的数值模拟 114

SIMPLE算法 116

流场数据场的可视化 117

虚拟风洞的流场分布与试验结果、国外资料对比校验计算结果 119

风洞试验 119

阻力系数、升力系数与试验结果的对比分析 120

数字流体实验室 120

虚拟分析技术——元胞单元法 121

元胞单元法概述 121

元胞单元法的一般求解过程 123

元胞单元法应用实例——弹性力学平面问题 123

元胞单元法软件简介 131

小结 134

参考文献 135

第7章 一个基于图像的汽车虚拟原型 137

基于图像的虚拟现实技术概论 137

定义 137

国内外研究现状 137

基于图像的三维重建技术研究现状 138

原始图像获取方法 140

基于射影几何的封闭空间形成原理 142

构建封闭纹理映射空间 143

纹理映射基本方法 143

构建图像纹理映射空间 144

汽车内部空间三维重建实例 145

参考文献 146

第8章 虚拟设计视景系统的特效技术 148

基于粒子系统的仿真特效技术 148

雪的仿真实现 150

雨的仿真实现 151

烟、尾气的模拟 152

其他的视效仿真 153

雾效的仿真实现 153

声响模拟系统 154

车速表的模拟和实现 154

GPS系统的应用 155

模型光照与纹理渲染技术 155

漫反射分量 156

镜面反射分量 157

环境分量 158

光照方程 158

光照与渲染技术 159

基于Cg的Shader纹理特效技术研究 162

基于Cg的流体特效技术 162

基于Cg的Shader多分辨纹理技术 168

参考文献 170

第9章 虚拟装配 172

虚拟装配体系结构 173

虚拟装配系统 173

虚拟装配环境软硬件配置 175

虚拟装配实时控制系统结构 178

虚拟装配建模 179

虚拟装配对象建模 179

虚拟装配数据建模 182

虚拟装配信息建模 183

虚拟装配规划 187

装配序列规划 188

装配运动规划 194

装配关键技术 195

碰撞检测技术 196

可制造性和可装配性综合评价技术 197

基于物理属性的虚拟装配 198

虚拟装配实例 199

双级渐开线圆柱齿轮减速器虚拟装配环境实例 199

基于层次驱动控制的多机器人协同虚拟装配操作实例 204

面向投产序列和工位协同规划的柔性混装线多目标优化研究 211

参考文献 230

第10章 虚拟制造 233

虚拟制造的定义 233

虚拟制造的分类 236

虚拟制造的研究任务 239

虚拟制造中的关键技术 241

虚拟制造技术与其他先进制造技术 243

虚拟制造系统的体系结构 245

通用体系 245

专用体系 245

虚拟设计/虚拟制造/虚拟装配/虚拟企业的总体框架 246

VM的应用实例 247

虚拟加工 248

零件和刀具的描述 248

刀具运动扫描体的计算 252

加工过程仿真的实现 255

参考文献 257

第11章 基于Internet的虚拟数控加工 259

基于Internet的虚拟数控加工系统的体系结构 259

实现虚拟数控加工系统面临的主要难点 261

支持关联运动的虚拟环境拓扑结构 262

四边形网格法实现工件动态建模 265

虚拟数控机床与虚拟车间相结合的虚拟加工系统 268

基于VRML+JAVA的建模方法与通信控制机制 270

参考文献 272

第12章 分布式虚拟设计 276

计算机支持的协同工作 276

CSCW的产生 276

CSCW的基本概念 277

CSCW的研究内容和关键技术 278

CSCW的研究现状和应用前景 282

协同设计 283

协同设计的产生 283

协同设计的基本概念 285

协同设计的支撑技术 286

协同设计的研究现状 287

协同设计与虚拟现实 288

分布式虚拟设计的概念、技术内涵与体系结构 289

分布式虚拟设计的概念与技术内涵 289

分布式虚拟设计的体系结构 290

面向分布式虚拟设计的协同工作环境研究 292

基于CORBA的多层分布式结构 292

网络中不同结点的相同实体间的实时通信协议 294

并发性问题 299

初始一致性问题 302

基于可变PDU的Undo/Redo方法 303

设计实例——超声波电动机的实时协同虚拟设计系统 305

Web环境下的交互式虚拟设计系统 306

研究内容与系统体系结构 307

基于三维CAD软件二次开发的服务器端工具 308

Web系统及CORBA服务器 309

基于Web的交互式工作环境 312

分布式虚拟设计/制造集成平台 313

参考文献 314

第13章 VR/AR在电机产品研发中的应用 317

概述 317

电机产品研发在工业中的地位和作用 317

电机产品传统研发流程 318

VR/AR对电机产品研发流程的切入点 318

切入电磁设计过程 319

提高电机电磁设计水平 319

为用户设计更合理的电机 322

仿真不可能试验的电气项目 324

电机电磁设计正确性评定 324

小结 327

切入结构设计过程 327

VR/AR切入点概述 327

结构三维设计 328

数字样机 329

结构创新研究 331

电机结构的振动特性分析 333

电机的流热场分析 334

小结 335

工艺与制造过程 336

辅助制定工艺参数 336

验证工装设计 337

基于VR/AR的电机产品研发的前景和效益 339

参考文献 339

第14章 虚拟现实软件环境VRML 341

引言 341

VRML 341

VRML概述 341

VRML文件框架结构 344

VRML环境设置 347

VRML光效设置 350

虚拟场景几何建模 352

虚拟场景浏览 356

参考文献 358

附录 359

长江干堤重点堤岸失稳计算机仿真系统 359

分布式虚拟设计/制造机械虚拟设计 360

足不出户学开车 363

分布式虚拟驾驶模拟器 364