消费电子产品虚拟原型构建及基于Virtools的实现方法

论文摘要

随着计算机技术、计算机图形学、计算机辅助工业设计、交互技术和虚拟现实技术(Virtual reality,VR)的快速发展,传统的消费电子产品的设计流程与方法也将随之改变和更新。目前,在消费电子产品研发领域,产品更新以及新产品推出的速度越来越快。在这种形势下,只有缩短产品开发周期,提高产品质量,降低生产成本,企业才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。显然,运用虚拟现实技术进行快速产品原型构建能在一定程度上缩短产品的开发周期、减少资金投入并提高产品质量,提升企业的竞争力。本文将以消费电子产品为例研究虚拟现实技术在消费电子产品开发流程中的应用方法,探讨运用软件进行消费电子产品虚拟原型构建的策略与实现技术,以及如何利用虚拟现实技术模拟产品基本使用功能的设计流程。实现在实体样机制作前及时对产品虚拟原型中的错误进行修改,减少实体样机的制作次数和资金投入,更高效、快捷和经济地设计消费电子产品。基于某一计算机软件构建的产品虚拟原型是一种新的展示方式,这种以数字化模型为基础的桌面虚拟现实系统,将设计方案通过实时渲染的方式全方位呈现产品概貌,让消费者在一定程度上体验使用真实产品的效果,有利于在产品开发过程中不断改进产品的虚拟原型来提高客户的满意度。这样,通过产品虚拟原型就能有效地修正产品设计过程中所遇到的各种问题,提高了产品开发的效率也降低产品的开发成本,保证最终产品的品质。本文将以某一类消费电子产品的虚拟原型设计为例进行探讨,并通过实例研究在Virtools环境构建消费电子产品虚拟原型的基本方法,探讨如何将计算机虚拟现实技术运用于消费电子产品设计流程中,让计算机更大限度地辅助消费电子产品开发,加快开发的进程并降低成本,设计出符合市场需要的产品。论文为工业设计阶段的原型构建提供了一种新的设计思路,给出的方法与流程具有一定的可操作性和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的社会背景
• 1.2 研究的动机与意义
• 1.3 虚拟现实技术研究现状及其在工业设计中的应用前景
• 1.3.1 国外虚拟现实技术的研究现状
• 1.3.2 国内虚拟现实技术的研究现状
• 1.3.3 虚拟现实技术在工业设计中的应用前景
• 1.4 主要研究内容
• 1.5 研究方法
• 1.6 论文创新点
• 第二章 虚拟现实技术在产品设计中的应用
• 2.1 虚拟现实技术的概述
• 2.1.1 虚拟现实技术的定义
• 2.1.2 虚拟现实技术的发展历程
• 2.1.3 虚拟现实技术的分类
• 2.2 虚拟现实技术在消费电子产品设计过程中的作用
• 2.3 适宜于产品设计的虚拟现实技术之硬件和软件条件分析
• 2.3.1 将虚拟现实引入消费电子设计中的硬件设备支持
• 2.3.2 适合目前国内工业设计现状的虚拟设计最低硬件配置要求
• 2.3.3 将虚拟现实引入消费电子设计中的软件支持
• 第三章 基于虚拟现实技术的消费电子产品虚拟原型设计方法
• 3.1 消费电子产品的分类与发展趋势
• 3.1.1 消费电子产品的分类
• 3.1.2 消费电子产品的发展趋势
• 3.2 目前消费电子产品的一般设计过程
• 3.3 引入虚拟现实技术后消费电子产品的设计流程
• 3.3.1 传统产品设计与基于虚拟现实技术的产品设计之对比
• 3.3.2 利用虚拟现实技术进行产品设计的优点
• 3.3.3 在虚拟现实环境中消费电子产品的设计流程
• 3.3.4 将计算机虚拟现实技术运用于消费电子产品设计过程的意义
• 3.4 消费电子产品的虚拟原型构建的工具与一般方法
• 3.4.1 产品原型及产品虚拟原型的定义与作用
• 3.4.2 从交互设计的角度看待消费电子产品虚拟原型设计
• 3.4.3 消费电子产品虚拟原型的设计指导思想
• 3.4.4 消费电子产品原型的设计过程
• 3.5 利用计算机制作消费电子产品虚拟原型的方法
• 第四章 基于VIRTOOLS 的消费电子产品虚拟原型的实现方法----以微波炉设计为例
• 4.1 VIRTOOLS 软件简介
• 4.1.1 Virtools 的五个关键组成部分
• 4.1.2 Virtools 的应用范围
• 4.2 利用VIRTOOLS 构建消费电子产品虚拟原型的方法----以微波炉设计为例
• 4.2.1 设计概念提出阶段
• 4.2.2 概念微波炉虚拟原型的设计过程
• 4.2.3 概念微波炉虚拟原型的制作过程
• 4.3 运用VIRTOOLS 为微波炉虚拟原型加入互动内容
• 4.3.1 运用3DS Max 的导出插件导出微波炉虚拟原型
• 4.3.2 运用Virtools 的导入微波炉虚拟原型
• 4.3.3 运用Virtools 为微波炉虚拟原型加入互动内容
• 4.4 对微波炉虚拟原型进行使用测试
• 4.5 利用VIRTOOLS 制作消费电子产品虚拟原型的一般方法
• 4.6 运用VIRTOOLS 对消费电子产品虚拟原型进行设计评价
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 使用VIRTOOLS 进行消费电子产品虚拟原型设计的步骤及意义
• 5.2 对基于VIRTOOLS 的消费电子产品虚拟原型设计方法应用前景
• 5.3 后续研究的可能性
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录：与“虚拟现实”、“虚拟原型”和“VIRTOOLS”等相关的论文与互联网检索
• 图片及表格来源