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近年来,虚拟现实技术已成为计算机科学与其它技术科学领域中研究和开发的热点。随着计算机图形学、可视化技术、软件工程、硬件设计及控制工程的迅速发展,虚拟现实技术的应用也越来越广泛。虚拟现实技术大大改变了人与计算机之间的交互方式,它是计算机动画技术、计算机视觉、人工智能、多媒体技术、模式识别、自动控制、传感技术的综合运用。沉浸、交互和构想是虚拟现实的三大主要特征。在产品设计中引入虚拟技术,也已成为未来产品设计方式的主要发展方向。本论文主要内容分为五部分。 第一部分介绍了虚拟现实技术的概念、特征、分类和应用领域以及使用的计算机平台、外围设备、应用软件。对于后面主要应用的设计语言VRML(虚拟现实建模语言)作了简要的介绍。 第二部分是对虚拟产品设计技术的概述。分析了产品设计的理论基础,介绍了虚拟产品设计技术内容和特点,讨论了虚拟现实技术应用到产品开发中的作用与优势。 第三部分介绍了基于简单PC机上的虚拟产品造型设计的理论与实践工作。主要应用3D MAX建模软件,加上VRML虚拟现实建模语言,对于数控车床的造型以及扫描仪的造型设计的方案作了探讨。其中主要包括草图设计、虚拟建模、VRML编辑等几个阶段,最终完成产品虚拟设计方案。 第四部分讨论了虚拟装配设计的意义以及关键技术,并且在简单PC机的虚拟设计系统中,对于虚拟装配技术作了尝试。主要是列举了两个虚拟装配实例。一个联轴器的虚拟装配演示方案,另一个是轴的虚拟装配过程方案。应用的工具除了上面用到的VRML、3DMAX之外,还有再VRML中镶嵌了JAVA程序,实现特定的功能。 第五部分是结论和展望。总结了以上的关于虚拟设计的探讨工作,提出了虚拟设计面临的主要问题和以后的发展趋势。 本论文的五部分工作都是在P4机器上开发的。系统使用VRML2.0编程语言,并用到了3DMAX工具和基于VRML环境的JAVA编程。