产品实现工程中的虚拟现实技术和强化现实技术.doc

工业设计工程理论课程作业： 读书报告 题目：产品实现工程中的虚拟现实技术和强化现实技术 (VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY TECHNOLOGIES FOR PRODUCT REALIZATION ) 作者：S. C-Y. Lu , The IMPACT Laboratory, University of Southern California, USA M. Shpitalni , R. Bar-Or, CAD Laboratory, Mechanical Engineering, TECHNION, ISRAEL Rajit Gadh, The I-CARVE Laboratory, University of Wisconsin-Madison, USA 2010级研（3）班 姓 名：申 伟 学 号：2010116 指导老师：关 忻 2011年1月8日 Part 1 简介： 由于现代社会对于产品生产、销售、应用的要求越来越高，产品实现逐渐成为工程界的一大难题，怎样运用虚拟以及各种辅助技术，在产品尚未真正生产出来时，就能够有效对产品加工生产、功能实现等方面作出科学的评价和分析，是本文主要探讨的问题。 Part 2 产品成形过程中技术挑战： 在整个产品的生命周期里，包含从设计生产到废物回收等几个阶段，充满着各种各样的挑战，包括纪律挑战、地理挑战、时空挑战，也是虚拟技术得以广泛施展拳脚的空间所在。 Part 3 什么是虚拟与增强现实技术 虚拟现实技术： 1.使用户完全沉浸其中，无法分辨虚拟与现实； 2.虚拟与现实的关系； 3.虚拟系统的种类； 增强现实技术 增强现实技术旨在通过增强一些必要的信息来提高用户的感知和现实世界的互动，包括光学强化（放大镜），视频强化（3d影片）等。 Part 4 虚拟与增强现实系统的背景 系统的构成： 1.计算机环境以及模型数据（CAD） 2.输入设备（使人和模型进行互动沟通） 3.虚拟模型随人活动的功能 4.输出和显示设备 在虚拟与增强现实系统中人的因素 一个VAR系统在实际操作中可用必须满足一下几点要求： 1.从人机因素方面考虑操作简单 2.允许多种人类尺寸 3.不会导致疲劳 4.不会诱导恶心 5.容易上手，不需要很长时间去适应 Part 5 在产品开发中VAR系统的应用 VAR系统在产品开发中的作用 1.帮助弥补由于各种规定而产生的鸿沟 2.减少时间浪费 3.解决距离问题 Part 6 VAR系统在产品开发中的应用： 产品可视化 在进行产品设计的过程中，通过运用CAD技术，在计算机上对正在开发的产品进行虚拟显示。 功能模拟 应用设备对正在开发的产品进行功能上的模拟。 使用功效 通过对正在开发的产品进行功能模拟，从而对其功效作出评价。 一、虚拟设计 用户使用虚拟指向光束定位场景中的对象和操纵两手运动和自然的语音命令这些对象交互。 二、虚拟生产 运用软件对产品加工过程进行模拟。 三、虚拟样机 虚拟模型的构建。 四、装拆规划 五、维护计划 有些产品在使用过程中需要定期的检查和维修，所以如果VR技术队维修过程进行模拟，不仅可以检测出产品容易损坏的地方，还可以通便结构改变，来加快产品的维修。 六、网络协作设计 不同地区的工程师、设计师，可以通过网络协作设计系统在网上就产品开发问题进行协商探讨，并及时做出有效的设计更改。 Part 7 AR系统在产品设计中的应用 一、增强设计 如图所示，一个管件已经加工完成，现在需要在上面加工安装一个部件，通过运用AR技术，研究人员可以自由移动光线，并可以看到加工完的结果。 二、引导维护 有了这项技术，工人的培训问题将会变得省时省力省材，如图所示，工人在AR系统中进行钻孔练习，但孔并没真的钻，所有效果都是模拟出来的。 三、辅助装配拆卸： 这个功能在于引导工人注意拆卸顺序和确定拆卸部件位置，加快拆卸速度。 四、增强质量保证 这个系统可以随时随地的对部件进行测量，并将数据显示出来，确保产品的质量。 Part 8 现存水平和将来面对的挑战 一、人机交互： 大部分现有VAR系统仍然采用鼠标和键盘进行人机交互