虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0

1、虛擬現(xiàn)實(shí) VR 系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書 V1.0第一章 系統(tǒng)概述1.1 系統(tǒng)介紹“虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件”是基于客戶/服務(wù)器模式，其中服務(wù)器提供 VR文件及支持資源客戶通過網(wǎng)絡(luò)下載希望訪問的文件，并通過本地平臺(tái)上的VR瀏覽器交互式訪問該文件描述的虛擬境界。 因?yàn)闉g覽器是本地平臺(tái)提供的， 從而 實(shí)現(xiàn)了和硬件平臺(tái)的無關(guān)性。VR象HTM一樣，是一種ASCII碼描述語言，它是 一套告訴瀏覽器如何創(chuàng)建一個(gè)三維世界并在其中航行的指令， 這些指令由再現(xiàn)器 解釋執(zhí)行，再現(xiàn)器是一個(gè)內(nèi)置于瀏覽器中或外部的程序。由于VR是一個(gè)三維造型和渲染的圖形描述性語言，復(fù)雜的 3D術(shù)語轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)虛擬世界是高速的硬件 和瀏覽器

2、，又由于其交互性強(qiáng)和跨平臺(tái)性，使虛擬現(xiàn)實(shí)在 Internet 上有著廣泛 的應(yīng)用，例如遠(yuǎn)程教育、商業(yè)宣傳等等。為此本公司研發(fā)出“基于 VR的虛擬模型軟件”，從用戶的角度來說，基本上 是HTML加上第三維，但從開發(fā)者角度來說，VR環(huán)境的產(chǎn)生提供了一套完全的新標(biāo)準(zhǔn)，新過程以及新的 Web 技術(shù)。交叉平臺(tái)和瀏覽器的兼容性是首先要解決 的問題。設(shè)計(jì)之前，必須明確指定目標(biāo)平臺(tái)（PC Mac、SGI的新02等等），CPU 速度、可以運(yùn)行的帶寬以及最適合使用的 VR瀏覽器。1.2 系統(tǒng)功能概述1. 建?！疤摂M現(xiàn)實(shí) VR 系統(tǒng)開發(fā)軟件”的建造概念和其他工程建模概念相似，必須 解決交流的問題，畫出草圖并研究材質(zhì)

3、的處理，生成模型、空間、化身，但必須 考慮一些技術(shù)的限制，如，考慮到目標(biāo)平臺(tái)，決定在 VR文件中放入多少多邊圖 形；預(yù)先考慮到虛擬現(xiàn)實(shí) VR系統(tǒng)開發(fā)軟件執(zhí)行的動(dòng)作，把相應(yīng)的目標(biāo)歸類，用 于設(shè)定三維物體之間的相互聯(lián)系， 建模與動(dòng)畫相互配合， 如果歸類正確合適， 就 會(huì)縮小生成動(dòng)畫效果之后文件的體積。 虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)中必須考慮加入重力和碰 撞的效果，以使虛擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景和生活中的相似。虛擬現(xiàn)實(shí) VR 系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書 V1.0建模者需要生成代理幾何模塊(一系列的調(diào)用指令) ，其作用在于是瀏覽器 在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中只需監(jiān)測(cè)一個(gè)很小的子目標(biāo)， 而無須計(jì)算虛擬場(chǎng)景中所有目標(biāo) 的重力和碰撞效果，最大限度

4、的減少瀏覽器的工作量，并改善VR的演示效果。VR文件對(duì)自由曲面描述方式一直是基于 polygon，文件中描述了曲面上各個(gè)點(diǎn)在 場(chǎng)景中的位置，故而文件中產(chǎn)生了大量的數(shù)字，致使文件體積龐大，NURBS是一種在3D模型空間中，用曲線和曲面表示物體輪廓和形狀的方法，簡(jiǎn)化了對(duì)復(fù) 雜曲面的描述，“虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件”的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)里已經(jīng)加入了NURBS的描述語句，使得三維模型文件變得很小，另外， VR 文件格式支持 Zip 壓縮， 也使模型文件體積進(jìn)一步縮小，減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求，卻不影響瀏覽效果。2. 生成行為并設(shè)定功能“虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件”的交互性很強(qiáng)，用戶可以通過化身(用戶在 虛擬空間的代表

5、)與其他的用戶化身“面對(duì)面”交流和溝通，真正實(shí)現(xiàn)WW上的 多人環(huán)境，而它的實(shí)現(xiàn)需要編制復(fù)雜的行為。VR制作的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)能在所有的瀏覽器上運(yùn)行。一種方法是使用動(dòng)畫，動(dòng)畫可以使 VR世界更加逼真，許多制作程 序都需要用大量的時(shí)間檢測(cè)節(jié)點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫，但同時(shí)也占用大量的CPU工作時(shí)間，減少時(shí)間檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量并在其不執(zhí)行實(shí)時(shí)工作時(shí)關(guān)閉是提高VR文件運(yùn)行性能的通用方法。另一種方法是通過語言編制復(fù)雜的行為，“虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件”互動(dòng)性很強(qiáng)，除了包括內(nèi)部的屬性，更支持Java、 ECMAScript(JavaScript )、VRScript，甚至CGI等的接口，以便建立真 3D虛擬社區(qū)。3. 其他功能特

6、點(diǎn)：(1) 文件管理功能(2) 文件編輯功能(3) 具有預(yù)覽功能(4) 方便快捷的材質(zhì)編輯功能(5) 方便下載VR資源虛擬現(xiàn)實(shí) VR 系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書 V1.01.3 技術(shù)環(huán)境1. 硬件環(huán)境CPU：P4 3.0 G 以上；內(nèi)存：1GB以上；硬盤：硬盤 80G；2. 軟件環(huán)境數(shù)據(jù)庫： Oracle 10g XE 。應(yīng)用服務(wù)器： Tomcat 5.5 應(yīng)用服務(wù)器軟件FrameWork版本：4.0操作系統(tǒng)： Windows XP3虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0第二章系統(tǒng)功能說明2.1登錄界面如下圖2-1所示，雙擊“虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件”的快捷方式，啟動(dòng)程 序。紊統(tǒng)開發(fā)丄圖2-1

7、快捷方式進(jìn)入登錄窗體，如下圖2-2所示圖2-2登錄窗口輸入相關(guān)的用戶，及密碼和驗(yàn)證碼后，點(diǎn)擊確定按鈕，即可進(jìn)入系統(tǒng)主界 面。其中用戶為用戶姓名 全拼，初始密碼為六個(gè)一，建議用戶登錄后修改自己 的密碼。進(jìn)入虛擬模型軟件主界面。如圖 2-3所示。4虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.02.2系統(tǒng)主界面輸入正確的用戶名和密碼之后，并單擊“開始”“高級(jí)仿真”命令,5虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0出現(xiàn)狀況如下圖2-3所示的仿真界面。設(shè)百選擇過ss帝荀|艷-r裝配±1ssanzhoudachi.pnifi百可用的預(yù)施#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開

8、發(fā)軟件使用說明書V1.0圖2-3虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件主界面右擊仿真導(dǎo)航器的DACHILUNmodell.prt，選擇“新建仿真”，如下圖2-4所示, 單擊確定，出現(xiàn)下圖2-5所示；再單擊確定。圖2-4新建模型#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0<J建屛育方秦J-'X>建*m方宴UI暑中匚審申3:T J直一站二nJ-上上Jn對(duì)<1圖2-5創(chuàng)建解算方案將齒輪設(shè)為顯示部件，單擊“材料屬性”，選材如圖2-6所示:00巧嚴(yán):u門盲 口 3 卡 h Lj ' *V皓浚材料J'ill '.W'1K圖2-7指派材料界面圖2-7指派材料界面6

9、虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0單擊“3D四面體網(wǎng)格”對(duì)齒輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如下圖；單擊確定后，即可顯示 網(wǎng)格。如圖2-8所示#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.07虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0圖2-8 3D四面體網(wǎng)格右擊 仿真導(dǎo) 航器的 DACHILUNmodel1_fem1.fen，選擇 “顯 示仿真#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0-DACHILUNmodel1_sim1.sim，如圖 2-9 所示。tm對(duì)離#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0圖2-9顯示仿真模型右擊“ Constraints ”，

10、選擇“固定約束”，步驟如圖 2-10所示:#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.08虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0采片若稱5TC二Wt#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0I.圖2-11矢量校準(zhǔn)圖2-10固定約束右擊“l(fā)oads ” ,選擇“力”，輸入數(shù)據(jù)，并選擇受力的齒面，如圖；單擊“確定” 后，如圖2-11所示：興兇自初判炳矢量IL Jrresnrr"1圖2-12求解界面單擊“解算”，如圖，并確定，知道出現(xiàn)如下圖：并關(guān)閉上面3個(gè)圖框。如圖2-13所示。日垢犧Solution 1 估& W節(jié)宜的+蟄應(yīng)力圣本曲Deicr后址理導(dǎo)Bi蠱9 $#izhoud

11、acM_slnni位移帑克的? Eh反作用力節(jié)旦的住暫反作用力走S蘋點(diǎn)的 曲 imported ResultViewportsFast Ww 1(MASIT電 m 口 lialeEi2255e-005i_5 inkj - gQlv&i-gfi | AeJ It rmn iR nrri i B - HOL ED ED 5 oooas-cao, ED s：込，70開。05 o s oo - mNASTRAN. 乂盹口冊(cè)亂 SESTAT1C 101 - Sil2.706-8-006釜殖U-則切伽弋05153t-005IffTW 圖2-13解算界面選擇“后處理導(dǎo)航器”中的“位移-節(jié)點(diǎn)的”、“旋

12、轉(zhuǎn)-節(jié)點(diǎn)的”、“應(yīng)力- 基本的”、“應(yīng)力-單元節(jié)點(diǎn)”分別出現(xiàn)下圖（從上到下），完成齒輪的有限元 分析。如圖2-14所示。10虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.011虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0$肓處器NameDescr已 5anzhoudiichi_5il- 用節(jié) Solution i 為位耦-節(jié)點(diǎn)的t.t-S*厘力-麺本的 呂應(yīng)力-單元巧點(diǎn) 合反惟用力-巧點(diǎn)的 Si ©布用力矩-書點(diǎn)的3jImparted Reulti 田.-'eJc orts-' Fringe PkmFlTempUtei(MASI±1RMNani>衛(wèi)后址理導(dǎo)鱉器

13、idqrtZhoudgch iim j T 'SdI ufraprv I RfSU It rrm 片 rmn ib - rrrir B : q,QOOrOOO ED : O.OOOiDDfl, 口 m t ED - iiiD$s-crO.-OOCteDOOO.gM&ODSOQggD SOOTWD 0*000000 忻誠(chéng)0爐000 GfOOmOOO 0衛(wèi)KWOOO D.OOOe-OOD O+OQMHMO0M2-14模型處理有限元分析- sanzhaudachi.siil t' 剋Salutiori ' 臨粘-節(jié)蟲的 - &罐轉(zhuǎn)-節(jié)點(diǎn)的 血 7侖島應(yīng)力-單元

14、書點(diǎn)-備反柞用力-節(jié)點(diǎn)的-&反柞用力走-節(jié)點(diǎn)的”三 Impand Rs.ult&Viewports 回 Fringe Plots®-SJ疇I(yíng) Tern platesFosr View 2'JX Nd5qnzh(?Mich i_5 I mJ ¥ Sq I ub i pn | A?-5U 11 廠廠m i * Tim iB QCCL VonEO s E- DO? B =3.7Sle-0D2 N/mAZTM尸qiEO ： ED EXT3.731.«023.475a-0022. 160-002孔-0022S&-002 2+2l2>-0

15、a?I .陰恥弋紀(jì)I .raoe-oazI9+47aqq3e+3Le0e-003圖2-15模型處理有限元分析12虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.013虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0圖2-16壓力單元節(jié)點(diǎn)分析進(jìn)入運(yùn)動(dòng)仿真模塊，新建仿真，隱藏?zé)o關(guān)組件,，如下圖2-17所示:名稱X xiangzuoQ motion.l&運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航弼1乍對(duì)象已】圖2-17運(yùn)動(dòng)仿真#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0單擊【連桿】，創(chuàng)建如下固定連桿14虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0口丄円 阿jk也je X 淫rrtuJStje -主 tv 劭J目訪£*O匸|（理用7

16、固定蛙桿選擇刃掠吧）魚呈屈性適項(xiàng)初解動(dòng)速疫15虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0圖2-18固定連接桿模型單擊【連桿】，創(chuàng)建以下非固定連桿：如圖2-19所示'o -JxI確定應(yīng)用（取稍圖2-19連桿模型 單擊【運(yùn)動(dòng)副】，選擇旋轉(zhuǎn)副，創(chuàng)建如下運(yùn)動(dòng)副：-V'.旋轉(zhuǎn)刃漏輯方位迤揮商(i)指走原點(diǎn)a)指走方位U)咬含連桿 遺揮連桿定蟲 摩揀I駕駛員圖2-20旋轉(zhuǎn)副界面 單擊【齒輪】，創(chuàng)建兩個(gè)齒輪副：圖2-21所示。圖2-21齒輪副配置界面 確定輸入端軸的初速度，如下圖2-22所示：18虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.019虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0I敷ir

17、n的員'可L則圖2-22輸入端軸的初速度設(shè)定#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0進(jìn)行解算方案，如下圖:審果取目嘲判斷天培#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0圖2-23預(yù)算方案進(jìn)行求解，單擊【動(dòng)畫】，觀察齒輪運(yùn)動(dòng)狀況如下圖2-24所示:#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.020虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0圖2-24動(dòng)畫界面#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.09、建立圖表如下圖2-25所示#虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書V1.0PMT1M.C*T lime? )圖2-25虛擬模型動(dòng)態(tài)圖#虛擬現(xiàn)實(shí) V

18、R 系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書 V1.0第三章 注意事項(xiàng)熟悉WW的人都知道，受HTM的限制，網(wǎng)頁只能是平面的結(jié)構(gòu)，就算JAVA 語言能夠?yàn)榫W(wǎng)頁增色不少， 但也僅僅停留在平面設(shè)計(jì)階段，而且實(shí)現(xiàn)環(huán)境與瀏 覽者的動(dòng)態(tài)交互是非常繁瑣的。于是 VR應(yīng)運(yùn)而生。尤其是VR2.0標(biāo)準(zhǔn)，被稱為 第二代Web語言，它改變了 WW上單調(diào)、交互性差的弱點(diǎn)，將人的行為作為瀏覽 的主題，所有的表現(xiàn)都隨操作者行為的改變而改變。 VR 創(chuàng)造的是一個(gè)可進(jìn)入、 可參與的世界。你可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上看到一幅幅生動(dòng)、逼真的三維立體世界， 你可以在里面自由的遨游；你可以將網(wǎng)絡(luò)上流行的MUD游戲轉(zhuǎn)換為立體圖形世界； 你可以將你公司的主頁改編成

19、三維主頁，讓瀏覽者領(lǐng)略到你公司的實(shí)貌， 而不僅僅是簡(jiǎn)單的文本、表格 . VR 是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)范由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組 織（ISO）定義，MIME類型為x-world/x-VR ，它的表現(xiàn)與操作系統(tǒng)平臺(tái)無關(guān)。VR1.0 只能創(chuàng)建靜態(tài)的3D景物，你可以在它們之間移動(dòng)，來測(cè)覽三維世界。VR1.0是基于 SGI 公司的 OpenInventor 的文件格式，也是它的一個(gè)子集，是一種流行的 3D圖形的格式，并可鏈接到一般的 WW頁。VR1.0的立體鏈接，即構(gòu)成了 VR的 世界。 可以看出，用VR1.0很容易做出三維物體，這也正是 VR1.0的基本目的 所在。另外，有些廠家將VR1.0進(jìn)行了擴(kuò)展，使其可以實(shí)

20、現(xiàn)一些動(dòng)畫功能和交互 性，但只能在Live3D的環(huán)境下運(yùn)行。由于 VR1.0的種種限制，VR2.0的產(chǎn)生也 就是不可避免的。VR1.0只能創(chuàng)建靜態(tài)的3D景物。因此雖然能用 WML1.C來建立 用戶的虛擬代表，它們卻不能做其他任何事情。但是， VR2.0能夠改變這一點(diǎn)， 它增加了行為，可以讓物體旋轉(zhuǎn)、行走、滾動(dòng)、改變顏色和大小。 比較起來， VR2.0 比 VR1.0 有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，其巨大的改變，正如當(dāng)年 Microsoft 公司的 Window95比之 Windows3.0 的進(jìn)步。虛擬現(xiàn)實(shí)VR系統(tǒng)開發(fā)軟件在實(shí)際應(yīng)用中比較廣泛，但是有一些特別的注意事 項(xiàng)值得我們注意。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過程注意事項(xiàng)：1 創(chuàng)建系統(tǒng)功能的外部模型設(shè)計(jì)模型主要是考慮軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、 總體結(jié)構(gòu) 和過程性描述，界面設(shè)計(jì)一般只作為附屬品，只有對(duì)用戶的情況 （ 包括年齡、性 別、心理情況、文化程度、個(gè)性、種族背景等 ） 有所了解，才能設(shè)計(jì)出有效的用 戶界面；根據(jù)終端用戶對(duì)未來系統(tǒng)的假想 （簡(jiǎn)稱系統(tǒng)假想 ） 設(shè)計(jì)用戶模型， 最終使虛擬現(xiàn)實(shí) VR 系統(tǒng)開發(fā)軟件使用說明書 V1.0之與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象 （ 系統(tǒng)的外部特征 ） 相吻合，用戶才能對(duì)系統(tǒng)感到 滿意并能有效的使用它； 建立用戶模型時(shí)要充分考慮系統(tǒng)假想給出的信息， 系統(tǒng) 映象必須準(zhǔn)確