基于Web重建的VR协同设计技术研究

论文摘要

面对竞争日益激烈,需求不断变化的国际市场,企业只有不断地缩短产品开发时间、提高质量、降低成本、改进服务,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。使用传统的协同设计开发模式设计的产品常常存在可加工性、可装配性差以及用户不满意等问题。而这些问题往往一直延续到制造阶段,甚至到交付用户使用时才被发现。事后修改设计方案,不仅延长了产品的开发周期,增加了制造成本,而且用户的需求也不能很好地得到保证。本课题结合虚拟设计技术从理论和系统设计两个方面提出了基于Web重建的协同设计技术的七种系统模型优化策略,详述了缩减文件体积的算法,层次细节距离方法。另外还提出了如何在远程设计过程中提高下载速度的三个方案。最后提出了在协同设计中有效改善机械产品可视性的框架MEMPHS。该框架结构的使用可以解决在CAD模型转换到VR模型时,保持CAD-VR几何和元数据的同步、高可视性、数据的一致性,数据的完整性,详述了MEMPHS框架构件的部件,包括元数据服务器、文件服务器、MEMPHS客户机和虚拟现实适配器、CAD-VR转换器等及其部件之间的详细协调工作过程,并通过在VRMLPAD环境下进行实验,得出实验数据,结果表明了产品良好的可视性。该课题技术的实施为推进自主开发的HUST-CAID系统的协同化提供了良好的基础,并达到压缩生产成本,缩短产品开发周期的目的,从而为建立新一代虚拟现实协同设计技术方案和体系结构奠定了坚实的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 对虚拟现实及其虚拟现实世界的认识
• 1.3 国内外基于Web 与VR 技术协同设计的研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 课题的来源及研究内容
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 立论目的和意义
• 1.4.3 研究的基本内容
• 第2章 基于VR 技术的协同设计
• 2.1 引言
• 2.2 基于网络的分布式协同设计
• 2.2.1 分布式协同设计的研究内容
• 2.2.2 分布式协同设计系统的层次结构
• 2.3 协同设计和 VR 技术
• 2.3.1 什么是VRML
• 2.3.2 VRML 工作原理
• 2.3.3 协同设计与VR 技术
• 2.4 基于网络的VR 协同设计的实现
• 2.4.1 软件体系结构选择
• 2.4.2 协同设计的实现环境与系统框架设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于 Web 重建的优化策略
• 3.1 Web重建简介
• 3.2 系统模型优化的必要性
• 3.3 优化系统模型
• 3.3.1 利用工具缩减文件体积
• 3.3.2 利用算法缩减文件体积
• 3.3.3 优化接口程序，减少交叉调用次数
• 3.3.4 创建扩展节点
• 3.3.5 纹理映射
• 3.3.6 克隆
• 3.3.7 层次细节距离
• 3.4 提高下载速度
• 3.4.1 重用实体
• 3.4.2 分割实体
• 3.4.3 多使用一些简单节点
• 3.5 本章小结
• 第4章 CAD 模型转换到VR 模型的实时可视性研究
• 4.1 引言
• 4.2 CAD 系统与VR 系统建模的特点分析
• 4.3 MEMPHS 框架构建
• 4.3.1 元数据服务器
• 4.3.2 文件服务器
• 4.3.3 MEMPHIS 客户机和虚拟现实适配器
• 4.3.4 PDM 适配器
• 4.3.5 CAD-VR 转换器
• 4.4 相关技术在飞碟模型中的应用
• 4.4.1 开发平台
• 4.4.2 执行流程
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢