虛擬環(huán)境中基于手勢的曲面約束變形設(shè)計研究及其應用.pdf

1、博士后研究期間,主要從虛擬環(huán)境中產(chǎn)品變形設(shè)計、虛擬環(huán)境中產(chǎn)品性能評測、虛擬環(huán)境中真實感裝配技術(shù)三方面開展研究工作.工作報告重點介紹了虛擬環(huán)境中曲面變形設(shè)計方面的研究工作與成果.提出了虛擬環(huán)境中基于手勢的工程曲面約束變形方法,把樣條曲面實時變形設(shè)計與虛擬環(huán)境中手勢交互結(jié)合起來,把約束變形與自由變形結(jié)合起來,系統(tǒng)地實現(xiàn)了虛擬環(huán)境中變形模型表達、變形設(shè)計意圖的理解與識別、變形約束的交互管理、變形區(qū)域的交互劃分、樣條曲面變形的實時求解等方法,從

2、而,使得用戶能夠更為得心應手地控制曲面變形.工作報告的主要內(nèi)容為:第1章分析了虛擬環(huán)境中產(chǎn)品變形設(shè)計的研究現(xiàn)狀,討論了存在的問題,提出了虛擬環(huán)境中基于手勢的曲面約束變形設(shè)計的立項依據(jù)與研究意義,給出了具體的研究目標與研究任務.第2章提出了曲面虛擬變形設(shè)計中的約束建立、交互與求解方法.建立了基于能量優(yōu)化法的曲面變形模型,實現(xiàn)了虛擬環(huán)境中變形約束與變形載荷的施加、管理、拖動與求解.基于約束的虛擬環(huán)境中曲面交互變形,在變形模型的建立、變形約束

3、的指定、管理與求解方面都類似于工程師熟悉的樣條放樣,用戶無需知道曲面的細節(jié),也無需太多的曲面造型知識,就可直觀地控制樣條曲面的變形效果.第3章提出了虛擬環(huán)境中基于區(qū)域約束的曲面局部變形與基于區(qū)域分割的曲面局部變形方法.基于區(qū)域約束的曲面局部變形,通過在變形對象上創(chuàng)建區(qū)域約束,實現(xiàn)變形影響區(qū)域的局部化;基于區(qū)域分割的局部變形,將變形對象分割為兩個通過邊界約束關(guān)聯(lián)的變形對象,實現(xiàn)變形影響區(qū)域的局部化,從而,有效地實現(xiàn)了用戶對曲面變形影響區(qū)域

4、的控制.第4章提出以工程師熟悉的手勢方式交互控制曲面變形.給出了變形設(shè)計手勢的定義方法,實現(xiàn)了虛擬環(huán)境中變形設(shè)計手勢的理解與識別,支持用戶通過推壓、掃掠等手勢控制曲面變形.手勢控制的曲面變形設(shè)計,不僅實現(xiàn)了變形交互的多點、多區(qū)域并行控制,而且實現(xiàn)了變形設(shè)計意圖的模糊表達.第5章在理論研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)了虛擬環(huán)境中工程曲面變形設(shè)計原型系統(tǒng).用戶采用原型系統(tǒng)進行產(chǎn)品外形曲面的變形設(shè)計,能夠更為得心應手地表達設(shè)計意圖.原型系統(tǒng)已經(jīng)在錢江摩托集