工业产品交互式虚拟展示应用研究

摘要

基于计算机仿真技术的虚拟展示设计是一种多学科技术交叉，多因素关联并协作的新的展示设计类型。随着计算机及软件平台的高速发展，及各种高新技术加入，虚拟展示大大突破了传统展示手段的局限性，以生动、形象、准确及优秀的互动性，开始广泛应用到工业产品开发、建筑环境设计、文化遗产保护等各领域。本文针对工业现代化发展的需要，解决工业产品在生产和销售环节中的展示需求，以产品的展示设计为理论依据，虚拟展示技术相关的计算机硬件和软件平台为技术手段，遵循展示设计中视觉传达的基本原则，通过形态虚拟再现、材质模拟、动态行为设定及交互控制设计等环节，完成工业产品的虚拟展示设计。具体引入汽车这一典型工业产品为虚拟展示设计对象，利用现有底层虚拟展示软件平台Quest3D，并以其视觉效果优秀的3D引擎和灵活开放的数据接口，满足展示需求，实现产品的虚拟展示设计。从展示方式内容研究、展示目的设定、系统开发流程设置、数字三维建模及优化、数据输出输入、虚拟展示制作及交互设计、展示方案的发布全过程阐述了一般工业产品虚拟展示的开发模式和流程以及各环节的优化方式，提供一套完整、成熟、可行的技术路线和开发方案。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1．本课题的研究背景

1．2．计算机仿真技术和交互式虚拟展示

1．2．1．计算机仿真技术概述

1．2．2．交互式虚拟展示的发展

1．3．工业产品交互式虚拟展示方案研究

1．3．1．工业产品虚拟展示应注意的视觉传达原理

1．3．2．工业产品虚拟展示的形态构成

1．3．3．工业产品虚拟展示的材质表现

1．3．4．工业产品虚拟展示的交互设计

1．4．交互式虚拟展示方案规划

1．4．1．典型工业产品的选择

1．4．2．交互式虚拟展示的内容研究

1．5．本文的主要工作

2．交互式虚拟展示总体开发方案

2．1．展示需求分析

2．2．开发工具

2．3．系统开发模块及流程

2．3．1．系统开发模块

2．3．2．系统开发流程

2．4．展示主体的结构组成

3．三维建模

3．1．基于展示目的的三维建模

3．1．1．建模

3．1．2．各部件规划和组合

3．2．三维模型的优化

3．2．1．模型优化的意义

3．2．2．优化模型多边形数量

3．3．模型导出

3．3．1．基于Direct3D为目标的．x格式导出

3．3．2．导出．dae格式

4．虚拟展示的场景构建

4．1．Quest3D的基本功能与特点

4．2．虚拟展示方案的制定与素材准备

4．2．1．虚拟展示方案的制定

4．2．2．展示用素材准备

4．2．3．Quest3D的运行特征

4．3．Quest3D虚拟展示制作

4．3．1．在Quest3D中导入模型

4．3．2．在Quest3D中设置材质属性

4．3．3．建立运算逻辑树

4．3．4．摄像机的创建和控制

5．虚拟展示的交互设计与发布

5．1．交互功能设计

5．1．1．Fiat500型汽车外形与内饰展示交互设计

5．1．2．个性化定制系统展示的交互设计

5．1．3．底盘结构展示交互设计

5．1．4．虚拟环境的交互设计

5．1．5．虚拟展示使用帮助的交互设计

5．2．交互式虚拟展示的发布

5．2．1．Quest3D的发布方式

5．2．2．配置Start3DScene节点

5．2．3．发布虚拟现实程序

6．总结

6．1．论文的主要工作

6．2．设计方案总结

6．3．设计方案的技术特征和现实意义

6．4．不足与展望

致谢

参考文献

在校学习期间所发表的论文