制袋式包装机仿真教学平台研究

论文摘要

虚拟现实技术是人们借助于计算机技术、传感器技术、仿真技术等仿造和创造的人工媒体空间。作为计算机交互图形技术发展的必然结果,给人类带来的冲击是巨大的,它已经被广泛应用于许多领域,例如航空航天、电子商务、教育、建筑、医疗等方面,而利用虚拟现实技术进行多媒体教学工作已经成为现代教育的重要组成部分。包装机仿真教学平台的建立迎合了教育发展的要求,利用其沉浸性、交互性、构想性特点,在计算机上虚拟出各种新型包装机,能够使学生了解包装机的结构和运动等,达到教学目的。它对于提高包装机械授课水平,缓解试验资源不足有着重要的作用。Java 3D是Java语言在三维领域的扩展,它有建模速度快、网络传输效率高、可扩展性好等优点,这使它成为应用到包装机教学的一个很好的选择。研究了Java 3D技术在包装机教学演示中的应用,建立了基于Java 3D技术与Pro/E三维建模软件的结合方式的包装机教学演示平台;对教学平台程序架构及包装机运动仿真开发流程进行了研究;并根据实际开发经验总结了基于Pro/E的包装机零部件的五个建模原则,提高了Java 3D中导入模型的建模效率;对包装机教学演示开发过程中背景设计、VRML导入模型设计、动画设计、虚拟装配、交互设计的方法进行了研究,重点说明了动画设计中的难点和技巧。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 国内外虚拟现实技术的发展与应用
• 1.1.1 国外虚拟现实技术的发展与应用
• 1.1.2 国内虚拟现实技术的发展与应用
• 1.2 虚拟现实技术在教育教学应用中的意义
• 1.3 课题的提出
• 2 虚拟现实系统的软件开发平台
• 2.1 JAVA 3D
• 2.2 OPENGL
• 2.3 DIRECT3D
• 2.4 VRML
• 2.5 JAVA 3D 与OPENGL、DIRECT3D、VRML 比较
• 3 包装机仿真教学平台的总体框架
• 3.1 教学平台的总体框架
• 3.2 包装机运动仿真开发流程
• 3.3 仿真平台程序的架构
• 3.3.1 Java 3D 的虚拟场景空间设计
• 3.3.2 创建Java 3D 程序
• 3.3.3 包装机运动仿真程序的场景结构
• 4 基于PRO/ENGINEER 的包装机部件建模
• 4.1 制袋式包装机建模分析
• 4.2 基于PRO/ENGINEER 的模型建模
• 4.3 PRO/ENGINEER 技术
• 4.4 包装机部件的建模原则
• 4.5 包装机主要部件建模
• 5 包装机运动仿真设计
• 5.1 仿真平台背景设计
• 5.2 导入VRML 模型设计
• 5.2.1 模型导入程序设计
• 5.2.2 导入模型位置的平移、旋转、几何变换
• 5.3 动画设计
• 5.3.1 直线运动
• 5.3.2 旋转运动
• 5.4 交互设计
• 5.4.1 鼠标交互设计
• 5.4.2 键盘交互设计
• 6 包装机仿真教学平台功能的实现
• 6.1 虚拟装配过程仿真
• 6.2 机器设定仿真
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集