CN106227916A - 一种三维虚拟空间的机械设计系统 - Google Patents

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张辙
张一辙
张大明
师建国
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供一种三维虚拟空间的机械设计系统，包括实体图形生成模块、性能分析模块、场景构造模块及数据输出模块依次相连，所述性能分析模块包含可视化数据库，所述可视化数据库用于存储三维实体的描述内容；所述实体图形生成模块用于构造三维实体的形状，生成实体图形文件以及描述实体并生成实体表；所述性能分析模块用于对所述实体图形生成模块生成的三维实体进行细化和分面，并从所述可视化数据库中读出实体；所述场景构造模块用于对实体进行渲染，选择构造合成场景的参数，计算出实体的颜色，把实体的数学描述和相应的色彩信息转换成屏幕上的像素值，进行光栅化；所述数据输出模块用于输出虚拟设计结果，可获得更具有真实效果的三维实体。

Description

一种三维虚拟空间的机械设计系统
技术领域
本发明属于机械设计技术领域，特别是涉及一种三维虚拟空间的机械设计系统。
背景技术
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。
随着技术的不断发展，虚拟产品设计在设计领域迅速发展，虚拟产品设计是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计,是基于多媒体的、交互的渗入式或侵入式的三维计算机辅助设计环境中，设计者不但能够直接在三维空间中通过三维操作、语言指令、手势等高度交互的方式进行三维实体建模和装配建模，并且最终生成精确的系统模型，以支持详细设计与变型设计，同时能在同一环境中进行一些相关分析，从而满足工程设计和应用需要。目前的虚拟产品设计通常是通过三维软件实现，但得到的三维实体效果并不好。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种三维虚拟空间的机械设计系统，能够通过描述实体，对实体进行细化和分面，构造实体场景，对实体进行渲染，得到更真实的三维实体效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种三维虚拟空间的机械设计系统，包括实体图形生成模块、性能分析模块、场景构造模块及数据输出模块依次相连，所述性能分析模块包含可视化数据库，所述可视化数据库用于存储三维实体的描述内容；所述实体图形生成模块用于构造三维实体的形状，生成实体图形文件以及描述实体并生成实体表；所述性能分析模块用于对所述实体图形生成模块生成的三维实体进行细化和分面，并从所述可视化数据库中读出实体；所述场景构造模块用于对实体进行渲染，选择构造合成场景的参数，计算出实体的颜色，把实体的数学描述和相应的色彩信息转换成屏幕上的像素值，进行光栅化；所述数据输出模块用于输出虚拟设计结果。
进一步，所述构造合成场景的参数包括视点、视角、几何体、灯光、位置信息和雾。
本发明的有益效果：
本发明的三维虚拟空间的机械设计系统通过描述实体，对实体进行细化和分面，构造实体场景，对实体进行渲染，能够获得具有真实效果的三维实体，该系统能较好的处理大量产品数据可视化的问题，成本低，适合推广应用。
附图说明
图1为本发明三维虚拟空间的机械设计系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，本发明提供一种三维虚拟空间的机械设计系统，包括实体图形生成模块、性能分析模块、场景构造模块及数据输出模块依次相连，性能分析模块包含可视化数据库，可视化数据库用于存储三维实体的描述内容。
实体图形生成模块用于构造三维实体的形状，生成实体图形文件以及描述实体并生成实体表；性能分析模块用于对实体图形生成模块生成的三维实体进行细化和分面，并从可视化数据库中读出实体；场景构造模块用于对读出的实体进行渲染，选择构造合成场景的参数，计算出实体的颜色，把实体的数学描述和相应的色彩信息转换成屏幕上的像素值，进行光栅化；数据输出模块用于输出上述虚拟设计的结果。
其中构造合成场景的参数包括视点、视角、几何体、灯光、位置信息和雾。
本发明在具体应用过程中，通过描述实体，对实体进行细化和分面，构造实体场景，对实体进行渲染，能够获得具有真实效果的三维实体，该系统能较好的处理大量产品数据可视化的问题，成本低，适合推广应用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (2)

1.一种三维虚拟空间的机械设计系统，其特征在于，包括：实体图形生成模块、性能分析模块、场景构造模块及数据输出模块依次相连，所述性能分析模块包含可视化数据库，所述可视化数据库用于存储三维实体的描述内容；
所述实体图形生成模块用于构造三维实体的形状，生成实体图形文件以及描述实体并生成实体表；
所述性能分析模块用于对所述实体图形生成模块生成的三维实体进行细化和分面，并从所述可视化数据库中读出实体；
所述场景构造模块用于对实体进行渲染，选择构造合成场景的参数，计算出实体的颜色，把实体的数学描述和相应的色彩信息转换成屏幕上的像素值，进行光栅化；
所述数据输出模块用于输出虚拟设计结果。
2.根据权利要求1所述的三维虚拟空间的机械设计系统，其特征在于：所述构造合成场景的参数包括视点、视角、几何体、灯光、位置信息和雾。
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