試論機械設(shè)計制造中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)

1、 試論機械設(shè)計制造中的虛擬現(xiàn)實技術(shù) 21世紀(jì)是高科技時代、是信息的時代。信息產(chǎn)物日新月異，這時人類才發(fā)覺以往傳統(tǒng)模式的計算機已經(jīng)無法滿意時代的進展，于是產(chǎn)生了利用人類視覺、聽覺、感觀和形態(tài)的優(yōu)勢來運用到計算機數(shù)據(jù)處理當(dāng)中。由此，人們可以更便利、更簡單把握計算機技術(shù)，舒舒適服的不用動手操作就能完成抱負(fù)任務(wù)，這就需要一種創(chuàng)新的技術(shù)，于是就產(chǎn)生了虛擬現(xiàn)實的技術(shù)。 1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述1.1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征1.1.1.身臨其境的感受。身臨其境的感受是通過觀看者在一個特別逼真的虛擬世界里所呈現(xiàn)出的情感反應(yīng)，我們可以通過觀看者利用自身的感覺、聽覺和視覺來體驗虛擬世界所發(fā)生的故事，從而實現(xiàn)在模擬虛構(gòu)的世

2、界中進行虛擬的機械設(shè)計，這比僅僅靠設(shè)計者通過想象來設(shè)計要好得多。1.1.2.相互性。在虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)中，人和機器的互動是一種貼近自然的互動，使用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的用戶不僅可以利用傳統(tǒng)的鍵盤和鼠標(biāo)來和計算機進行溝通，還可以通過面部數(shù)據(jù)的掃描、口令的指揮進行交互。在這里，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不僅能夠快速的對用戶指令做出反應(yīng)，還能夠通過觀看用戶的舉止動作來進行監(jiān)控推斷，這是一種反饋與被反饋的作用過程。1.1.3.多功能性。由于虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)具有感覺、視覺、聽覺和觸覺等傳感反應(yīng)裝置，也因此能使用戶在使用的過程中享受到感覺、視覺和觸覺上的特征，由此能夠開發(fā)出人類的更多潛在本事，進而不斷完善虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)計。1.1

3、.4.時效性。虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)可以自動的參加到人類的生產(chǎn)、生活中去，可以快速的和人類進行思想、行為的交互，從而使得人機一體的智能化進展得到開發(fā)。1.2.虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進展是離不開基本的技術(shù)和系統(tǒng)開發(fā)的。包括計算機圖像幀數(shù)的處理、計算機音像的環(huán)繞技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、人臉識別系統(tǒng)、硬盤數(shù)據(jù)庫容量的改進、CPU傳輸器的提升等等。他們都是進展虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)，反之虛擬的現(xiàn)實技術(shù)也是以上幾種技術(shù)的珍貴結(jié)晶。在現(xiàn)今，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)鍵主要表現(xiàn)為以下幾點。第一，虛擬現(xiàn)實的環(huán)境技術(shù)。要想讓虛擬現(xiàn)實技術(shù)得以實現(xiàn)，就需要在虛擬的環(huán)境中建立動態(tài)的真實環(huán)境，我們可以依據(jù)實際環(huán)境的動態(tài)數(shù)據(jù)進行編輯、整理

4、，并依據(jù)需要，通過利用之前所取得的現(xiàn)實數(shù)據(jù)來在模擬環(huán)境中進行虛擬環(huán)境的現(xiàn)實構(gòu)件。其次，使用高水平的3D圖像處理技術(shù)。3D圖像能夠真實的生成，這一特征是離不開刷新頻率的掌握的。為了滿意實時性的需求，在處理刷新頻率的幀數(shù)據(jù)時就要進行嚴(yán)格的掌握，要掌握在每秒15幀到每秒30幀之間，在不破壞圖像的清楚程度的基礎(chǔ)上，適量的提升刷新的頻率，和利用各種加速的有效技術(shù)是實現(xiàn)虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)的重要步驟。第三，傳輸技術(shù)與數(shù)據(jù)現(xiàn)實的提高。我們所討論的虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)是離不開主體現(xiàn)實數(shù)據(jù)和傳輸設(shè)備的進展的，而現(xiàn)今的技術(shù)硬件設(shè)備根本不能滿意虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的討論，因此，在觸覺和視覺傳感器上仍有待進一步加強，而虛擬現(xiàn)實裝置的靈敏

5、度和探究范圍上也需不斷完善。第四，應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。全部的新技術(shù)，它們的終極目標(biāo)都是運用到現(xiàn)實生活中去，然而，相應(yīng)運用到實際生活中，就需要有展現(xiàn)新技術(shù)的相應(yīng)運行系統(tǒng)供人們使用，因此就必需要開發(fā)虛擬現(xiàn)實的使用工具。2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械設(shè)計制作中的應(yīng)用2.1.虛擬設(shè)計所謂的虛擬設(shè)計就是開發(fā)人員通過前期的數(shù)據(jù)調(diào)查、分析、討論等來開發(fā)的一個虛擬的產(chǎn)品，在這個過程中，假如遇到了數(shù)據(jù)的缺失就要進行準(zhǔn)時的反復(fù)調(diào)整，進而確保設(shè)計產(chǎn)品的完善，換言之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個產(chǎn)品問世的有效途徑。在我們進行虛擬設(shè)計的過程中，會涉獵許多相關(guān)的學(xué)科和技術(shù)，這個過程是多門學(xué)科的交互才能實現(xiàn)。目前，在工程設(shè)計上針對虛擬現(xiàn)實的工程

6、設(shè)計提出了兩種設(shè)計方法。一種是利用計算機幫助設(shè)計軟件CAD進行分析建模，然后將建模數(shù)據(jù)通過相應(yīng)軟件轉(zhuǎn)換成虛擬現(xiàn)實軟件所能接受的格式中去，進而將模型傳輸?shù)教摂M現(xiàn)實的環(huán)境中去，最終完成虛擬產(chǎn)品的設(shè)計。另一種則是CAD的另一種模式VR-CAD系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不僅能將虛擬現(xiàn)實技術(shù)錄入到CAD模型中去，還能進行質(zhì)量、材料品質(zhì)等物理性能方面的分析和錄入，因此在此系統(tǒng)總，我們可以看到數(shù)據(jù)完整的形狀結(jié)構(gòu)，并在內(nèi)部結(jié)構(gòu)相互作用的時候可以通過外部數(shù)據(jù)輸入對其進行實時的更改。2.2.虛擬制造虛擬制造是實現(xiàn)實際制造的有效途徑，我們利用計算機仿真虛擬的技術(shù)，將現(xiàn)實想要生產(chǎn)制造的產(chǎn)品，通過計算機來進行各項數(shù)據(jù)的仿真模擬，形成真實的3D立體仿真效果，利用先進的計算機性能和網(wǎng)絡(luò)的支持，在計算機群組的協(xié)作下，將產(chǎn)品的各項數(shù)據(jù)集成到計算機中計算出立體、可視化的模型，從而實現(xiàn)了產(chǎn)品規(guī)劃到設(shè)計到制造到性能分析和質(zhì)檢是否達(dá)標(biāo)的管理過程，從而通過計算機模擬出的產(chǎn)物看是否符合實際要求進而再進行合理的、小成本的改動，最終符合要求再進行現(xiàn)實的生產(chǎn)。綜上，我們能夠看出，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的重要性，它從根本上轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的機械設(shè)計方式。在一個產(chǎn)品的生產(chǎn)制造之前，通過虛擬現(xiàn)實的運行環(huán)境來對產(chǎn)品進行仿真的數(shù)據(jù)分析、討論與設(shè)計，看是否滿意現(xiàn)實需求，并依據(jù)實際狀況快速的、有效的、有針對性的進行仿真模擬產(chǎn)品的修