论文部分内容阅读
随着计算机辅助设计技术、计算机仿真技术、装配技术以及可视化技术等多种技术的飞速发展,虚拟装配这种从产品的设计装配角度出发的虚拟现实技术在工业领域的应用变得越来越广泛。虚拟装配动画作为虚拟装配技术的一种可视化的工艺文档,可以将机械设计、制造过程中各种复杂结构表现出来,为设计人员提供了一种更为直观的方式来分析和优化产品的装配过程。为了实现虚拟装配动画的快速、灵活生成,论文将影视分镜头剧本技术与虚拟现实技术相结合,采用了一种全新的面向虚拟装配的分镜头剧本装配动画技术。论文首先针对面向虚拟环境的产品模型信息进行了信息预处理。利用Pro/Engineer二次开发工具Pro/toolkit实现了模型基本信息提取和装配信息的提取,通过三维模型面片转化,建立了CAD系统与虚拟环境系统之间的信息桥梁,为接下来的分镜头剧本建模和装配动画生成奠定了数据基础。其次,将影视分镜头剧本建模技术引入到虚拟装配领域。建立了动画中时间与运动的基本框架,对虚拟装配动画构成要素进行了详细地分析和定义,给出了装配分镜头剧本的概念模型以及相应的剧本信息存储方法,并运用C#编程平台开发了一个基于分镜头剧本的装配动画建模系统。然后依据分镜头剧本概念模型开发了装配动画驱动技术,结合虚拟装配关键问题对骨骼动画、碰撞检测和人机交互等问题做了明确分析,实现了虚拟展示、自动装配动画和交互示教装配动画功能模块构建,为完成虚拟装配动画提供了技术支持。最后,论文运用开放编程环境将系统框架和功能模块集成,设计了用户友好型的灵活操作界面,构建并实现了以分镜头剧本为核心的虚拟装配动画系统原型。并且,以发动机装配模型实例详细的说明了该系统原型各个功能细节。分镜头装配动画解决方案的快速、有效生成,支持了分镜头剧本建模技术及相应动画驱动的开发思路,证实了分镜头剧本技术在虚拟装配技术领域中应用的可行性和实用性。