交互式虚拟装配体验平台开发与研究

　　《交互式虚拟装配体验平台开发与研究》主要论述交互虚拟装配系统与虚拟体验平台的研制与开发过程。深入研究虚拟现实和虚拟现实建模语言的概念、特点及其应用，以及基于图形渲染建模的有关理论，虚拟现实建模语言的结构、动画交互原理，实现虚拟的“能装即装，能拆即拆”交互虚拟装配设计与开发方法。深入研究虚拟体验仿真运动的六自由度运动方程、二分法精准碰撞理论，实现Unity3D精准碰撞。
　　《交互式虚拟装配体验平台开发与研究》通过C#开发的底层脚本封装设计成Excel表格等可编辑文本脚本开发接口，利用Excel表格驱动完成虚拟功能开发，实现虚拟体验平台整体功能开发，主要包括虚拟场景、平台登录界面与平台重置、新手引导、漫游体验、虚拟驾驶等功能，最后完成平台PC版和VR版发布。利用RPC技术实现客户端与服务端的互联通信，实现云课堂与虚拟体验平台的数据传输。
　　《交互式虚拟装配体验平台开发与研究》可为工程师、教师、学生等开发虚拟装配交互系统、虚拟体验平台提供借鉴，也可为学校、培训机构等开发网上及云平台教学系统提供借鉴。

前言
第1章 绪论
1．1 研究的背景与意义
1．1．1 研究的背景及应用
1．1．2 研究意义
1．2 虚拟仿真技术研究概述
1．3 交互虚拟装配与虚拟仿真平台的概述
1．4 本书研究内容

第2章 虚拟装配与体验开发平台的实现
2．1 虚拟现实
2．1．1 虚拟现实的特征
2．1．2 虚拟现实系统的组成
2．1．3 虚拟现实技术在工程中的研究与应用
2．2 虚拟现实建模语言
2．2．1 VRML概念及其基本特性
2．2．2 VRML的发展历程
2．2．3 VRML的场景图和事件体系
2．2．4 VRML与教育
2．3 虚拟装配系统的设计
2．4 系统的开发工具选择
2．5 虚拟装配系统的实现方法
2．6 虚拟体验平台的开发工具
2．6．1 建模平台的选择
2．6．2 开发平台的选择
2．6．3 Unity3D开发引擎简介
2．7 本章小结

第3章 3D虚拟模型创建
3．1 相关的计算机图形学理论研究
3．1．1 几何造型
3．1．2 3D几何变换
3．1．3 明暗效应
3．1．4 颜色理论
3．2 虚拟模型的建立
3．2．1 建模方法
3．2．2 建立模型的步骤
3．2．3 建立零件模型
3．2．4 场景设置
3．3 本章小结
……

第4章 虚拟体验平台开发关键技术
第5章 基于VRML的虚拟装配交互设计
第6章 游艇虚拟仿真体验平台开发
第7章 平台的教学应用与用户行为数据获取分析
第8章 总结与展望
参考文献

　　随着计算机技术和虚拟现实技术的发展，产品的虚拟化开发具有提高工作效率、支持设计创新、降低成本并缩短上市时间等优势，正在逐渐得到企业的认可并获得蓬勃发展。虚拟体验也适用于教学，生动的模拟改变了传统的CAI教学模式，更新了教学手段，使“传统”课程的教学更加形象直观，能够帮助学生理解、记忆、建立和增强空间想象力，有利于提高学生学习的积极性和主动性，从而提高教学效果。
　　由虚拟体验平台设计所遵循的两个理论基础——建构主义学习理论和人本主义学习理论提出虚拟体验平台的设计原则。分析了虚拟装配的建模步骤、建模过程以及如何利用虚拟现实建模语言建立虚拟场景；深入研究了与工程中常用的特征造型技术等有关的几何造型理论、三维几何变换的数学基础、图形渲染中的明暗效应以及常用的颜色理论。以球阀为例阐述了虚拟装配系统采用静态行为与动态行为相结合的设计方法；详细分析了传感器节点、内插器节点、转换节点、Script节点的使用原理，及怎样利用它们与VRML的其他节点相结合创建生动、有趣的动画交互场景；研究了VRML的基本执行模式及其基于事件驱动实施方法以及执行模式的工作原理，通过路由将各节点的输入、输出字段相连，使事件在各节点中传输，实现了动画交互；完成了虚拟装配系统零件模块和交互性模块的程序设计，开发了虚拟装配交互系统。该系统可应用于机械设备虚拟培训的交互式装配设计，能够展示虚拟装配的方法和交互装配过程，可降低企业的培训成本、减少次品率，为学校降低教学难度，使学生更容易吸收掌握相关知识点。