数据手套
数据手套
不管是在 头盔、三 维鼠标上 ，还是在 数据手套 上，都需 要安装能 对空间位 置进行跟 踪定位的 跟踪装置
基于超声波原理进行位置和方向的跟踪，即用三角形 法测出位置发送器和接受器之间的相对方位。
它的优点是工作可靠、价格较低，缺点是分辨率较低 、时延较长，而且受回声的干扰影响较大
基于光学原理的跟踪器
在固定的位置上(例如天花板上)安装排列成栅格状的一组发光二极管， 在用户的头上安装一个照相机，发光二极管周期性地发光，通过照相 机的感光就可测出头部的位置。
它的优点是定位精度较高、时延较短，其缺点是受控的面积受发光二 极管栅格面积的限制，如果要检测头部或手部的全方位的转动就有一 定的困难
跟踪球
三维空间探针是 安装在一个固定 的基座上，具有6 个关节的机械臂 。
在每个关节上装 有传感器，计算 机接收传感器的 信息，并计算出 在虚拟空间的物 体的位置和方向
三维空间探针
多人共享的沉浸式系统
大屏幕显示系统可以满足数十 人、几百人同时观看
手控式高分辨率CRT显示器
观察者只需佩戴一个非常轻巧的眼镜，效 果较好：从视觉效果上可以达到120度的 宽阔视野；具有很高的分辨率，可以形成 1024线、每线具有1280像素的光栅，并 且按72HZ的频率进行更新，因此几乎和 人眼的分辨率一致。它还可以得到全色图 像和足够的亮度，即使在户外观看也无影 响。如果对两只眼睛分别产生两幅有一定 视点差异的图像，就可产生三维立体图像 的效果。必要时，它可以在原来视网膜上 已经有的真实世界的图像上叠加上所产生 的虚拟图像，取得了虚实结合的效果。虽 然这种虚拟视网膜显示装置才刚刚诞生， 但已显示出很大的应用潜力。
并行工程
团队工作 开发过程重组 DFX
虚拟产品开发
虚拟产品建模与仿真 虚拟产品开发过程建模与过程仿真
二、虚拟产品开发
现实产品开发
设计
原料
人员
试制
报 废 品 原料
报 废 人员 品
产品
评价 制造
设备
厂房
设备
厂房
外在因 素变化
虚拟产品开发
市场信息
报废品
设计
反
馈
虚拟加工
信
虚拟装配
息
原料 人员 产
虚拟检测
虚拟现实：
虚拟现实技术(Virtual Reality, VR) 是一种三维计算机图形技术与计算机硬件 技术发展而实现的高级人机交互技术，允 许用户通过视觉、听觉、触觉甚至嗅觉和 味觉等多种知觉方式实时地与计算机所建 造的仿真环境发生相互作用。
虚拟现实的情景是怎样生成的？
如何生成？
情景生成要使人能够产生： 视觉、听觉、触觉、力感、运动
获得较好的沉浸感,整个头 盔重约2kg .
SGI公司提供了一种类似双 简望远镜式的手持式显示 器。为了能使显示器中的 图像随着人的头部的方位 发生变化，所以在显示器 上也安装 有方位跟踪装置
。由于是手持的，调整方 位十分方便，视野小些， 也不妨碍用户观看全景。 这个显示器的分辨率为 640×480和1280×1024两 种，能产生24位彩色图像
虚拟设计概述
2020年4月19日星期日
主要内容
一、前 言 二、虚拟产品开
发 三、虚拟现实技
术
一、前 言
设计开发目标
避免错误、或尽早发现错误、尽早修正错误
60
75%修改源于50 设计开发
40
80%修改由制造 后续阶段完成
成本 %
30
20
10
0 产品定义 产品开发 工艺规划
制造
检验 应用
实现策略
三维鼠标
最常见的三维鼠标有两种 跟踪球(trackL，a11) 三维空间探针
跟踪球的中心是固定 的，并有一个活动的 外层，装有6个发光二 极管和相应的6个光传 感器。
当使用者用手对该球 的外层施加力和力矩 时，根据“弹簧变形” 规则，就可通过6个光 传感器测出3个力和3 个力矩的信息，传输 给计算机后求出虚拟 空间中某物体的位置 和方向
虚拟样机 评价
数据/信息
实际制造
品
设备
厂房
虚拟产品开发的定义
虚拟产品开发技术是以计算机仿真 和产品生命周期建模为基础，计算机 图形学、人工智能、网络技术、多媒 体技术和虚拟现实技术等在产品开发 （包括产品构思、设计、制造、测试 和分析等）的综合应用技术。
虚拟产品开发过程建模与仿真
虚拟产品开发过程建模与仿真
虚拟产品开发技术的意义
q促进创新设计 q加快产品上市速度 q减少资源浪费 q降低产品开发风险 q推进远程协同产品开发 q提高技术培训与教育质量 q增强企业竞争力
三、虚拟现实技术
何谓虚拟现实
什么是虚 拟现实？
这些基本上都只能帮助我们进行单方向的推理。 对于广泛和复杂的世界，单方向的推理是远远不 够的。人类盼望着能够找到…
VR硬件
方位跟踪系统 声音识别系统
VR 计 软算
件机
人机接口---先进传 感器技术和产品
头戴头盔式显示器 进入虚拟现实环境
数据手套
在虚拟环境中最常用的 人机接口工具之一是数 据手套。
数据手套通常是一种尼 龙手套，在每个手指上 安装有相应的弯曲和扭 曲传感器。
计算机利用传感器的信 息，控制虚拟空间中物 体的位置和方向，于是 就产生了人能用自己的 手，去控制虚拟空间中 虚拟物体的感觉了
不管是在头盔、 三维鼠标上，还 是在数据手套上 ，都需要安装能 对空间位置进行 跟踪定位的跟踪 装置
具有多媒体功能的计算机系统 是虚拟现实系统的基石
基于个人计 算机（PC） 的虚拟现实 计算机
基于工作站 的虚拟现实 计算机
通过Vega生成的作战模拟的场景图，其 中甚至包括了火光、烟雾和云彩
感、味感、嗅感等。
如何生成这些感觉呢？
生 成
环境
虚拟现实环境：
跟踪系统发射器
头部跟踪接收器 头盔显示器
立体声耳机
话筒
数据手套 3D跟踪系统
手部 跟踪 接收器
语音识别
虚拟环境数据库
主计算机 虚拟环境
3D声音处理器
实时操作系统
图形处 理 器
虚拟现实系统
人机接口
操 作 者
虚拟现实系统
机器
场景显示系统 触觉反馈器
DI-Guy软件所产生的 单兵作战动作
穿不同的军装；携带不 同的武器；做着各种不 同的动作
运动员翻腾 跳跃
球场上激烈竞争
具有宽视野 的立体眼镜
美国的SGI公司推出了名 为DataVlsor 80的头盔式 显示器。这是一种宽视野
、高分辨率的头盔式显示 器。显示部分是采用1英 寸的阴极射线管，能得到 24位的全彩色图像。其垂 直视野可达80度，水平视 野可达120度， 分辨率可 达1280×l024，用户佩戴 这种头盔式显示器后， 能