CN111062149A - 一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法及系统 - Google Patents

一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法及系统，该方法包括：在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在模拟系统中根据用户输入的胚料配比数据，将胚料填充至标准毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品，定义高斯曲线变化函数以及断裂张力函数，对陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，对陶瓷毛坯样品施加压力的作用，根据手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力改造得到陶瓷拉胚成品；在进行利胚、画胚操作之后，进行施釉得到施釉陶瓷成品，将施釉陶瓷成品在镇窑中进行满窑操作，经烧制后得到成品。整个过程均在VR的虚拟环境下进行，真实感较强，可对学生进行很好地虚拟演示。

Description

一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法及系统
技术领域
本发明涉及陶瓷虚拟制作技术领域，特别涉及一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法及系统。
背景技术
众所周知，陶瓷文化贯穿我国悠久的历史变迁与文化发展。在陶瓷技术与艺术上所取得的成就，对中国乃至全世界都具有着特殊的重要意义。
景德镇作为我国陶瓷产业的基地，其陶瓷制作水平在全国处于领先水平，同时景德镇陶艺也入选了第一批国家非物质文化遗产名录，对我国民族文化的传承和发展有着重要意义。具体的，景德镇手工制瓷的工序，一般包括：采矿、淘洗、制不（dǔn）、练泥、陈腐、拉坯、利坯、画坯、施釉、烧窑、画红、烧炉、选瓷以及包装等工序。景德镇手工制瓷技艺行业分工极其细致，虽然可通过工坊或实验室进行部分实践。但由于受到生产环境以及各种条件的限制，实际上很难模拟实际的制瓷工序流程进行演示。3D虚拟仿真技术可以模拟传统制瓷作坊环境、镇窑环境、制瓷工具、各工序制作过程、原料配置计算、装饰设计、满窑设计以及古法烧窑等，根据“能实不虚、虚实结合”和“以虚辅实”的原则，构建虚拟仿真实验和云平台，向学生提供能随时随地进行虚拟仿真的实验条件。
然而，现有技术中，仍缺少一套系统完整的陶瓷仿真烧制模拟系统，以对景德镇陶瓷的制作过程进行很好地虚拟演示。
发明内容
基于此，本发明的目的是为了解决现有技术中，仍无法对景德镇陶瓷的制作过程进行较好地虚拟演示的问题。
本发明提出一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其中，所述方法包括如下步骤：
步骤一：在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在WindowsServer的运行环境中调用SQL Server数据库资源，以完成开发环境的设置；
步骤二：根据用户输入的胚料配比数据，进行对应的火烧试照实验以完成胚料的配比作业，并获取用户输入的釉料配比数据，其中胚料的种类包括厚胚、中胚、薄坯以及雕削用坯，釉料的种类包括厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉；
步骤三：在Maya软件中导入标准陶瓷毛坯3D模型，对所述标准陶瓷毛坯3D模型进行网格划分，并计算得到所述标准陶瓷毛坯3D模型的物理体积，根据所述物理体积计算得到所需的胚料重量，将对应的胚料依次填充至所述标准陶瓷毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品；
步骤四：定义高斯曲线变化函数以及断裂张力函数，在满足所述高斯曲线变化函数以及所述断裂张力函数的条件下，控制所述陶瓷毛坯样品在水平方向与竖直方向上的动态变化，在VR场景下展示所述陶瓷毛坯样品，在可编辑校准状态下，响应用户的手型压力动作，根据所述手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力，对所述陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，得到陶瓷拉胚成品；
步骤五：在VR场景下，在功能模块采用对应的利胚工具以及画胚工具对所述陶瓷拉胚成品进行利胚、画胚操作之后，设置VR场景中的环境温度以及施釉厚度参数，按照先内后外的顺序，对陶瓷拉胚成品的内表面采用荡釉法，对外表面采用蘸釉法分别进行施釉作业，以得到施釉陶瓷成品，其中施釉陶瓷成品的数量为多个；
步骤六：在VR场景下，在镇窑满窑功能区，将多个所述施釉陶瓷成品依次进行大器装坯工序、小器装坯工序以及瓶器装坯工序，根据窑体三维模型确定对应的温区分布区域，并将胚件放置于对应的温区内进行镇窑满窑操作；
步骤七：在VR场景下，按照预设升温程序，控制镇窑内每个区域内对应的窑内气氛以及升温时间，依次经发火、溜火、紧火、升温、净火、保温以及熄火完成烧窑作业。
本发明提出的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，首先在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在模拟系统中根据用户输入的胚料配比数据，在进行火烧试照实验之后，确定胚料配比合乎要求之后，将胚料填充至标准毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品，在定义好高斯曲线变化函数以及断裂张力函数之后，再根据用户的实际应用需求，对陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，具体的，在VR的虚拟场景下，用户对陶瓷毛坯样品施加压力的作用，根据手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力，对陶瓷毛坯样品进行形状的改造得到陶瓷拉胚成品；在进行利胚、画胚操作之后，采用荡釉法进行施釉得到施釉陶瓷成品；然后将施釉陶瓷成品在镇窑中进行满窑操作，经烧制后得到成品，整个过程均在VR的虚拟环境下进行，真实感较强，可对学生进行很好地虚拟演示。
所述虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其中，在所述步骤二中；
上述厚胚、中胚、薄胚以及雕削用坯对应的化学简式为：
αR2O.βRO. γR2O3 .θRO2
其中，α∈[0.59,0.88], β∈[0.12,0.41]，γ∈[3.25,4.29]，θ∈[15.604,18.754]，R代表的元素包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe或Si；
上述厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉对应的化学简式同样为：
αR2O.βRO. γR2O3 .θRO2
其中，α∈[0.436,0.446], β∈[0.554,0.59]，γ∈[0.913,1.104]，θ∈[7.031,7.851]，R代表的元素包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe或Si。
所述虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其中，在所述步骤二中，对配比后的胚料进行火烧试照实验的方法包括如下步骤：
将调配好的混合胚料进行火烧试照得到陶瓷胚体，检测获取陶瓷胚体对应的抗折强度、平均线膨胀系数、体积密度以及抗酸性；
当判断到所述抗折强度、所述平均线膨胀系数、所述体积密度以及所述抗酸性均满足对应的预设参数阈值时，则确定所述混合胚料符合烧制标准。
所述虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其中，圆截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度的计算公式为：
Figure 409072DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 479796DEST_PATH_IMAGE002
为圆截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度，
Figure 657837DEST_PATH_IMAGE003
为抗折力，
Figure 497617DEST_PATH_IMAGE004
为试样截面直径，
Figure 105840DEST_PATH_IMAGE005
为跨距；
方截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度的计算公式为：
Figure 398281DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 380013DEST_PATH_IMAGE007
为方截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度，
Figure 74299DEST_PATH_IMAGE008
为式样截面宽度，
Figure 725860DEST_PATH_IMAGE009
为式样截面厚度；
所述平均线膨胀系数的计算公式为：
Figure 895810DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 291020DEST_PATH_IMAGE011
为平均线膨胀系数，
Figure 964446DEST_PATH_IMAGE012
为式样伸长量，
Figure 52488DEST_PATH_IMAGE013
为膨胀仪放大倍数，
Figure 447085DEST_PATH_IMAGE014
为温升，
Figure 380406DEST_PATH_IMAGE015
为式样的初始长度，
Figure 49285DEST_PATH_IMAGE016
为石英膨胀系数。
所述虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其中，在所述步骤三中，所述陶瓷毛坯3D模型为圆筒状，需加入的所述胚料重量为混合胚料的密度乘以所述物理体积，其中所述物理体积的计算公式为：
Figure 432861DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 921612DEST_PATH_IMAGE018
为陶瓷毛坯3D模型的物理体积，
Figure 48836DEST_PATH_IMAGE019
为圆筒状的陶瓷毛坯的外径，
Figure 572222DEST_PATH_IMAGE020
为圆筒状的陶瓷毛坯3D模型的内径，
Figure 736487DEST_PATH_IMAGE021
为陶瓷毛坯3D模型底座的厚度，
Figure 102746DEST_PATH_IMAGE022
为陶瓷毛坯3D模型除去底座后的高度；
坯料重量的计算公式为：
Figure 643449DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 148904DEST_PATH_IMAGE024
为所需加入的坯料重量，
Figure 874283DEST_PATH_IMAGE025
为混合坯料的平均密度，
Figure 337626DEST_PATH_IMAGE026
为补料重量，
Figure 806653DEST_PATH_IMAGE027
。
所述虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其中，在所述步骤四中，所述断裂张力函数的表达式为：
Figure 304631DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure 935332DEST_PATH_IMAGE029
为陶瓷毛坯样品在竖直方向上的最大裂纹张开位移，
Figure 151550DEST_PATH_IMAGE030
为陶瓷毛坯样品在水平方向上的最大裂纹张开位移，
Figure 161619DEST_PATH_IMAGE031
和
Figure 514103DEST_PATH_IMAGE032
分别为竖直方向和水平方向上的实际裂纹张开位移。
所述虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其中，在所述步骤四中，所述高斯曲线变化函数表示筒状的所述陶瓷毛坯样品的半径变化对应的高斯分布曲线，表示为：
Figure 315705DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure 753640DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 439836DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 771460DEST_PATH_IMAGE036
表示在对陶瓷毛胚样品进行拉胚时的半径变化分布，
Figure 884910DEST_PATH_IMAGE037
表示与半径大小相对应的概率分布密度。
在所述步骤四中，所述陶瓷拉胚成品的物理体积可表示为：
Figure 934774DEST_PATH_IMAGE038
其中，
Figure 159082DEST_PATH_IMAGE018
为拉胚后的陶瓷拉胚成品的物理体积，
Figure 613722DEST_PATH_IMAGE039
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品的高度，
Figure 898073DEST_PATH_IMAGE040
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品外侧缘的半径，
Figure 45020DEST_PATH_IMAGE041
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品内侧缘的半径，
Figure 197653DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 379236DEST_PATH_IMAGE043
，
Figure 959122DEST_PATH_IMAGE044
。
所述虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其中，在竖直方向上，存在如下关系式：
Figure 858944DEST_PATH_IMAGE045
其中，
Figure 549689DEST_PATH_IMAGE046
为竖直调节力，
Figure 585778DEST_PATH_IMAGE047
为在竖直方向上的标准作用力。
本发明还提出一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计系统，其中，所述系统包括：
资源集成模块，用于在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在Windows Server的运行环境中调用SQL Server数据库资源，以完成开发环境的设置；
物料配比模块，用于根据用户输入的胚料配比数据，进行对应的火烧试照实验以完成胚料的配比作业，并获取用户输入的釉料配比数据，其中胚料的种类包括厚胚、中胚、薄坯以及雕削用坯，釉料的种类包括厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉；
样品生成模块，用于在Maya软件中导入标准陶瓷毛坯3D模型，对所述标准陶瓷毛坯3D模型进行网格划分，并计算得到所述标准陶瓷毛坯3D模型的物理体积，根据所述物理体积计算得到所需的胚料重量，将对应的胚料依次填充至所述标准陶瓷毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品；
拉胚成型模块，用于定义高斯曲线变化函数以及断裂张力函数，在满足所述高斯曲线变化函数以及所述断裂张力函数的条件下，控制所述陶瓷毛坯样品在水平方向与竖直方向上的动态变化，在VR场景下展示所述陶瓷毛坯样品，在可编辑校准状态下，响应用户的手型压力动作，根据所述手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力，对所述陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，得到陶瓷拉胚成品；
陶瓷施釉模块，用于在VR场景下，在功能模块采用对应的利胚工具以及画胚工具对所述陶瓷拉胚成品进行利胚、画胚操作之后，设置VR场景中的环境温度以及施釉厚度参数，按照先内后外的顺序，对陶瓷拉胚成品的内表面采用荡釉法，对外表面采用蘸釉法分别进行施釉作业，以得到施釉陶瓷成品，其中施釉陶瓷成品的数量为多个；
满窑模拟模块，用于在VR场景下，在镇窑满窑功能区，将多个所述施釉陶瓷成品依次进行大器装坯工序、小器装坯工序以及瓶器装坯工序，根据窑体三维模型确定对应的温区分布区域，并将胚件放置于对应的温区内进行镇窑满窑操作；
模拟烧制模块，用于在VR场景下，按照预设升温程序，控制镇窑内每个区域内对应的窑内气氛以及升温时间，依次经发火、溜火、紧火、升温、净火、保温以及熄火完成烧窑作业。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明第一实施例提出的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法的流程图；
图2为本发明第一实施例中进行胚料组分配比时的VR虚拟仿真图；
图3为本发明第一实施例中在配比后进行胚泥制作时的VR虚拟仿真图；
图4为本发明第一实施例中标准陶瓷毛坯3D模型的结构示意图；
图5为本发明第一实施例中陶瓷拉胚成品的结构示意图；
图6为本发明第一实施例中对画胚后的陶瓷拉胚成品进行施釉操作的VR虚拟仿真图；
图7为本发明第一实施例中窑体三维模型的整体结构示意图；
图8为图7中所示的窑体中窑室的剖面结构示意图；
图9为本发明第一实施例中镇窑烧成的VR观测仿真图；
图10为本发明第一实施例中进行满窑烧制的VR虚拟仿真图；
图11为本发明第二实施例提出的虚拟陶瓷的仿真烧制设计系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
现有技术中，仍缺少一套系统完整的陶瓷仿真烧制模拟系统，对景德镇陶瓷的制作过程进行很好地虚拟演示。
为了解决这一技术问题，本发明提出一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，请参阅图1至图10，该方法包括如下步骤：
S101，开发环境集成。
在本步骤中，在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在Windows Server的运行环境中调用SQL Server数据库资源，以完成开发环境的设置。
在本发明中，所采用的开发技术包括：VR开发技术、3D仿真技术、二维动画技术以及HTML5开发技术。在系统集成后，所需要达到的项目品质为：单场景模型总数900000面贴图分辨率，1024*1024显示帧率，高于每秒30帧的刷新率，以及高于30Hz的正常分辨率1920*1080。在此需要指出的是，在本发明中，从虚拟仿真系统（包括图2、图3、图6以及图10）中可以看出，系统中设置有“地图”、“工序介绍”、“工具认知”、“操作指南”以及“退出”五个功能模块。在执行到某一具体的步骤时，系统会在屏幕上显示对应的操作提示信息，以更好地指导学生操作。
S102，胚料及釉料配比作业。
如上所述，在进行了系统的开发环境集成之后，在VR演示系统中，学生可进行胚料以及釉料的模拟配比。
请参阅图2与图3，根据用户输入的胚料配比数据，进行对应的火烧试照实验以完成胚料的配比作业，并获取用户输入的釉料配比数据。其中，胚料的种类包括厚胚、中胚、薄坯以及雕削用坯。此外，釉料的种类包括厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉。
在此需要补充说明的是，为了更加真实地对胚料的精制过程进行模拟，使其更加贴近实际制作过程。由于泥不（dǔn）子不能直接用于制作瓷胎和釉料，需要对原始泥料进行精淘制备。具体的，从图2与图3中可以看出，坯泥的制备过程包括：“配不”、“化浆”、“淘洗过滤”、“稠化”、“陈腐”以及“踩练”等过程。此外，在每个步骤中，系统会显示对应的提示信息。例如，如图2所示，在当前步骤时，系统提示“去原料间取瓷石泥料和高岭土泥料”的操作信息。然后根据所需制备的坯泥的类型，确定瓷石不（dǔn）数以及高岭土不（dǔn）数。如图3所示，所制备的胚泥，根据形态大致可分为：腐泥、泥巴以及泥料。
在此还需要指出的是，上述的火烧试照实验指的是将所配置得到的胚泥，模拟高温火烧的环境进行烧制，并对模拟烧制后得到的胚料的相关性能参数进行检测，以判断是否符合要求。
首先，在本发明中，上述的厚胚、中胚、薄胚以及雕削用坯对应的化学简式均为：
αR2O.βRO. γR2O3 .θRO2
其中，α∈[0.59,0.88], β∈[0.12,0.41]，γ∈[3.25,4.29]，θ∈[15.604,18.754]，R代表的元素包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe或Si。
具体的，在本实施例中，上述厚胚中各组分对应的质量分数以及对应的化学式为：
Figure 211931DEST_PATH_IMAGE048
上述中胚中各组分对应的质量分数以及对应的化学式为：
Figure 484472DEST_PATH_IMAGE049
上述薄胚中各组分对应的质量分数以及对应的化学式为：
Figure 854274DEST_PATH_IMAGE050
上述雕削用坯中各组分对应的质量分数以及对应的化学式为：
Figure 135082DEST_PATH_IMAGE051
对上述的釉料而言，分为厚胚白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉。在本实施例中，上述厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉对应的化学简式同样为：
αR2O.βRO. γR2O3 .θRO2
其中，α∈[0.436,0.446], β∈[0.554,0.59]，γ∈[0.913,1.104]，θ∈[7.031,7.851]，R代表的元素包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe或Si。
具体的，在本实施例中，上述厚坯白瓷釉中各组分对应的质量分数以及对应的化学式为：
Figure 932137DEST_PATH_IMAGE052
上述中坯白瓷白釉中各组分对应的质量分数以及对应的化学式为：
Figure 540973DEST_PATH_IMAGE053
上述雕削用瓷坯釉中各组分对应的质量分数以及对应的化学式为：
Figure 573520DEST_PATH_IMAGE054
如上所述，在完成了上述胚料的配比之后，需要对配比后的胚料（包括厚胚、中胚、薄胚以及雕削用坯）分别进行火烧试照实验。进行火烧试照实验时所需要检测的项目包括陶瓷胚体对应的抗折强度、平均线膨胀系数、体积密度以及抗酸性。可以理解的，当判断到抗折强度、平均线膨胀系数、体积密度以及抗酸性均满足对应的预设参数阈值时，则确定当前胚料符合烧制标准。
以厚胚为例，在完成厚胚的物料调配之后，对厚胚物料进行火烧试照实验。具体的，在完成火烧试照之后，对抗折强度的检测步骤为：
（1）若厚胚的待测样品为圆截面，则圆截面式样的厚胚对应的抗折强度的计算公式为：
Figure 584201DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 676791DEST_PATH_IMAGE002
为圆截面式样的厚胚对应的抗折强度，
Figure 772923DEST_PATH_IMAGE003
为抗折力，
Figure 612090DEST_PATH_IMAGE004
为厚胚试样的截面直径，
Figure 742857DEST_PATH_IMAGE005
为跨距；
（2）若厚胚的待测样品为方截面，则方截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度的计算公式为：
Figure 881715DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 324197DEST_PATH_IMAGE007
为方截面式样的厚胚对应的抗折强度，
Figure 839492DEST_PATH_IMAGE008
为厚胚式样的截面宽度，
Figure 949400DEST_PATH_IMAGE009
为厚胚式样的截面厚度。
可以理解的，若上述的
Figure 259158DEST_PATH_IMAGE002
以及
Figure 188937DEST_PATH_IMAGE007
均大于对应的抗折强度要求，则判定抗折强度满足实际生产要求，该项目通过检测。
在对平均线膨胀系数的检测中，对应的计算公式为：
Figure 242344DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 82124DEST_PATH_IMAGE011
为模拟烧制后的厚胚的平均线膨胀系数，
Figure 690347DEST_PATH_IMAGE012
为烧制后的厚胚样品的伸长量，
Figure 248367DEST_PATH_IMAGE013
为膨胀仪放大倍数，
Figure 964520DEST_PATH_IMAGE014
为温升，
Figure 924385DEST_PATH_IMAGE055
为厚胚样品的初始长度，
Figure 700580DEST_PATH_IMAGE016
为石英膨胀系数。可以理解的，若上述计算得到的厚胚的平均线膨胀系数大于对应的平均线膨胀系数阈值，则判定满足实际生产要求，该项目通过检测。
在此需要说明的是，上述抗折强度以及平均线膨胀系数的检测是一个自动执行的过程。例如，在厚胚物料烧制完成后，在VR控制系统中，在抗折强度检测模块中设置了两种检测方式，即圆截面检测方式以及方截面检测方式。用户可在仿真系统中选择其中任意一种检测方式。例如，用户选择圆截面的检测方式，后台系统会自动对厚胚样品以圆截面的方式进行切割，然后根据上述公式计算厚胚对应的抗折强度，并与预设的抗折强度阈值进行比较进而得出检测结果。上述的平均线膨胀系数的检测也是采用相同的方法。
可以理解的，若所计算得到的抗折强度以及平均线膨胀系数不满足要求，则重新调整各物料对应的质量分数。例如模拟烧制后的厚胚的抗折强度不满足要求，则在对应的配比模块中调整祁门瓷石、三宝蓬瓷石以及星子高嶺土对应的质量分数，直至抗折强度满足抗折强度阈值为止。
与此同时，还对体积密度以及抗酸性进行了限定。在本实施例中，体积密度范围为3.5~3.7g/cm3。其中体积密度指的是在包含实体积、开口和密闭孔隙的状态下单位体积的质量。质量可由VR模拟控制系统内嵌的重量检测模块获取得到，单位体积则可对烧制后的厚胚样品进行标准切割得到。
此外，本实施例中抗酸性的标准要求为
Figure 480317DEST_PATH_IMAGE056
≤7mg/cm2。同样的，以烧制后的厚胚样品进行举例说明，抗酸性指的是在模拟状态下，将尺寸为
Figure 875527DEST_PATH_IMAGE057
35mm1.5mm的厚胚样品放在盐酸溶液中，溶液加热至100℃保温1h后，通过VR模拟控制系统中的重量检测模块所检测得到的腐蚀前后的重量差值。在本实施例中，抗酸性的检测在厚胚物料烧制后，经系统中对应的抗酸性子模块检测得到，然后再与设定的抗酸性范围进行比较，以判定是否满足抗酸性要求。在此还需要指出的是，上述的检测项目并不局限于上述的几种，也可根据陶瓷的实际品质要求设置检测项目。
S103，导入标准模型，并填充制备得到陶瓷毛坯样品。
具体的，在Maya软件中导入标准陶瓷毛坯3D模型，对标准陶瓷毛坯3D模型进行网格划分，并计算得到标准陶瓷毛坯3D模型的物理体积，根据物理体积计算得到所需的胚料重量，将对应的胚料依次填充至标准陶瓷毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品。
在本步骤中，导入的标准陶瓷毛坯3D模型为圆筒状。在此需要指出的是，所导入的标准陶瓷毛坯3D模型仅为虚拟的圆筒状的线条模型，其内部结构为空白，因此需要将上述配备好的混合胚料填充至标准陶瓷毛坯3D模型中。
在进行填充前，需要计算出该标准陶瓷毛坯3D模型的物理体积。请参阅图4，具体的，在本实施例中，对应的物理体积的计算公式为：
Figure 814533DEST_PATH_IMAGE058
其中，
Figure 636995DEST_PATH_IMAGE018
为标准陶瓷毛坯3D模型的物理体积，
Figure 31592DEST_PATH_IMAGE019
为圆筒状的陶瓷毛坯的外径，
Figure 230492DEST_PATH_IMAGE020
为圆筒状的陶瓷毛坯3D模型的内径，
Figure 899371DEST_PATH_IMAGE021
为陶瓷毛坯3D模型底座的厚度，
Figure 17368DEST_PATH_IMAGE022
为陶瓷毛坯3D模型除去底座后的高度。
进一步的，在计算确定了对应的物理体积之后，可根据实际需求，选择上述厚胚物料、中胚物料、薄胚物料或雕削用坯物料中的任意一种进行填充。请参阅图4，对应的填充质量可表示为：
Figure 771698DEST_PATH_IMAGE059
其中，
Figure 898923DEST_PATH_IMAGE024
为所需加入的坯料重量，
Figure 546942DEST_PATH_IMAGE025
为所加入坯料的平均密度，
Figure 711207DEST_PATH_IMAGE026
为补料重量，
Figure 80396DEST_PATH_IMAGE060
。在此需要指出的是，由于在后续的拉胚过程中，不可避免会造成一定的物料损失，因此在进行物料填充时，所填充的质量宜偏多，也即应增加
Figure 621099DEST_PATH_IMAGE026
的填充量。
S104，进行函数定义，按照预设函数方程进行模拟拉胚作业得到陶瓷拉胚成品。
在进行拉胚作业之前，需要定义高斯曲线变化函数以及断裂张力函数，在满足高斯曲线变化函数以及断裂张力函数的条件下，控制陶瓷毛坯样品在水平方向与竖直方向上的动态变化，在VR场景下展示陶瓷毛坯样品，在可编辑校准状态下，响应用户的手型压力动作，根据手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力，对陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，得到陶瓷拉胚成品。
在本实施例中，上述断裂张力函数的表达式为：
Figure 998990DEST_PATH_IMAGE061
其中，
Figure 724370DEST_PATH_IMAGE062
为陶瓷毛坯样品中的陶瓷粒子在竖直方向上的最大裂纹张开位移，
Figure 187712DEST_PATH_IMAGE063
为陶瓷毛坯样品中的陶瓷粒子在水平方向上的最大裂纹张开位移，
Figure 656739DEST_PATH_IMAGE031
和
Figure 889138DEST_PATH_IMAGE032
分别为陶瓷毛坯样品中的陶瓷粒子在竖直方向和水平方向上的实际裂纹张开位移。
此外，高斯曲线变化函数表示筒状的陶瓷毛坯样品的半径变化对应的高斯分布曲线，表示为：
Figure 785418DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure 736057DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 618562DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 98610DEST_PATH_IMAGE036
表示在对陶瓷毛胚样品进行拉胚时的半径变化分布，
Figure 41158DEST_PATH_IMAGE064
表示与半径大小相对应的概率分布密度。
在定义好限制函数之后，在VR虚拟控制系统中，感知用户的手型压力动作。其中，该手型压力动作可以分解为两个方向上的作用力，分别为横向调节力
Figure 603726DEST_PATH_IMAGE065
以及竖直调节力
Figure 289922DEST_PATH_IMAGE066
。在此需要说明的是，横向调节力
Figure 621547DEST_PATH_IMAGE065
的作用力方向为陶瓷毛坯样品的径向，竖直调节力
Figure 734996DEST_PATH_IMAGE066
的作用方向为陶瓷毛坯样品的轴向。
如图5所示，在本实施例中，经手型压力动作拉胚调整后的陶瓷毛坯样品为碗状。由于在拉胚前后，陶瓷拉胚成品的物料体积基本没有发生变化，结合图5可以推断出如下对应关系：
Figure 660227DEST_PATH_IMAGE038
其中，
Figure 9169DEST_PATH_IMAGE018
为拉胚后的陶瓷拉胚成品的物理体积，
Figure 336245DEST_PATH_IMAGE039
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品的高度，
Figure 482580DEST_PATH_IMAGE040
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品外侧缘的半径，
Figure 895107DEST_PATH_IMAGE041
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品内侧缘的半径，
Figure 923105DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 229322DEST_PATH_IMAGE043
，
Figure 684574DEST_PATH_IMAGE044
。
对拉胚后得到的碗状的陶瓷拉胚成品而言，在竖直方向上，存在如下关系式：
Figure 443451DEST_PATH_IMAGE045
其中，
Figure 9562DEST_PATH_IMAGE047
为在竖直方向上的标准作用力。
在水平方向上，存在如下关系式：
Figure 311230DEST_PATH_IMAGE067
其中，
Figure 62018DEST_PATH_IMAGE068
为在水平方向上的标准作用力，
Figure 183557DEST_PATH_IMAGE069
为当前高度。
根据上述的函数限制以及手型压力作用，可进行拉胚作业得到碗状的陶瓷拉胚成品。
S105，进行模拟画胚作业后，进行模拟施釉。
具体的，在VR场景下，在功能模块采用对应的利胚工具以及画胚工具对所述陶瓷拉胚成品进行利胚、画胚操作之后，设置VR场景中的环境温度以及施釉厚度参数，按照先内后外的顺序，对陶瓷拉胚成品的内表面采用荡釉法，对外表面采用蘸釉法分别进行施釉作业，以得到施釉陶瓷成品，其中施釉陶瓷成品的数量为多个。
在此需要补充的是，在进行画胚时，大致可以分为起图、过稿、勾线以及分水四个步骤。用户可以在VR模拟仿真控制系统中，利用模拟画笔进行画胚作业，或者为了节省时间，可直接将预先制作好的胚体花纹，点击加载到陶瓷拉胚成品上。
进一步的，在进行画胚作业之后，继续进行施釉作业。在本实施例中，对陶瓷拉胚成品的内表面采用荡釉法，对外表面采用蘸釉法分别进行施釉作业，然后再进行施底釉作业。例如，采用荡釉法进行施釉，可参见图6。
S106，将施釉陶瓷成品进行装胚作业后，放入镇窑进行满窑操作。
在VR场景下，在镇窑满窑功能区，将多个施釉陶瓷成品依次进行大器装坯工序、小器装坯工序以及瓶器装坯工序，根据窑体三维模型确定对应的温区分布区域，并将胚件放置于对应的温区内进行镇窑满窑操作。
请参阅图7至图9，在本实施例中，所采用的窑体为景德镇窑，具体为平焰式试验窑。从图7中可以看出，该平焰式试验窑包括燃料室21、窑室11以及与窑室11的尾部相连的排烟管31。
在窑室11内进行满窑时，在窑室11的腔体内由左向右依次为：装烧高温颜色釉瓷区101、装烧细瓷区102、装烧普通细瓷区103、装烧粗瓷区104、装烧土匣区105以及装烧窑砖区106。可以理解的，在进行满窑设计时，根据烧制时各个区域对应的不同温度，将不同的瓷器进行分区叠放，以完成满窑操作。
如图8所示，图8为窑室的底部截面示意图。具体的，窑室11的底部由后往前依次分为观音堂117、余堂区116、想理区115、小肚区114、窠里区113、大肚区112以及窑头区111等区域。此外，每个瓷器在进行烧制前，均需要进行装匣作业。在VR虚拟仿真系统中，可虚拟拿起刷子，对匣钵内外进行清洁的动作，并模拟将瓷器放入匣钵内完整装匣作业，进而再继续进行满窑操作。
S107，按照程序升温模拟烧制完成烧窑作业。
在VR场景下，按照预设升温程序，控制镇窑内每个区域内对应的窑内气氛以及升温时间，依次经发火、溜火、紧火、升温、净火、保温以及熄火完成烧窑作业。在本实施例中，烧窑作业包括烧上半夜、烧下半夜以及烧日窑。
请参阅图9与图10，具体的，烧上半夜包括发火以及溜火两个阶段，其中溜火包括坯体干燥与氧化阶段。在此过程中完成坯体自由水与结构水的排除、碳酸盐分解以及有机物氧化等物理化学变化，对应的温度升高到900℃~1000℃。
对下半夜烧成而言，主要包括烧紧火阶段以及升温阶段。对下半夜烧成而言，主要包括还原焰阶段烧，温度到1250℃左右结束。
对日窑烧成而言，主要包括烧速火成瓷与熄火阶段，是整个烧窑过程中最紧要的阶段。在烧日窑过程中，窑前端温度达到约1300℃ ~1350℃，即可进入熄火前的保温烧炼。
在本步骤中，烧成时间的计算公式为：
Figure 680922DEST_PATH_IMAGE070
具体的，
Figure 837097DEST_PATH_IMAGE071
对应的烧制温度为20℃~900℃，对应的烧成时间为：
Figure 634152DEST_PATH_IMAGE072
；
Figure 367621DEST_PATH_IMAGE073
对应的烧制温度为900℃~1040℃，对应的烧成时间为：
Figure 275535DEST_PATH_IMAGE074
；
Figure 410850DEST_PATH_IMAGE075
对应的烧制温度为1040℃~1250℃，对应的烧成时间为：
Figure 378806DEST_PATH_IMAGE076
；
Figure 599572DEST_PATH_IMAGE077
对应的烧制温度为20℃~900℃，对应的烧成时间为：
Figure 311176DEST_PATH_IMAGE078
；
其中，
Figure 176363DEST_PATH_IMAGE079
指的是窑体的容积，在进行计算时，可仅以数值标量进行计算。在此需要说明的是，上述的烧制时间的单位均为小时（h）。一般的，所计算得到的每个时间段的烧制时间范围为18~36h。此外，在进行模拟烧制时，系统会生成对应的提示信息：“取火种发火，从子门引入火床点燃后封闭子门，进入溜火阶段”，用户可根据提示进行对应的操作。
本发明提出的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，首先在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在模拟系统中根据用户输入的胚料配比数据，在进行火烧试照实验之后，确定胚料配比是合乎要求之后，将胚料填充至标准毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品，在定义好高斯曲线变化函数以及断裂张力函数之后，再根据用户的实际应用需求，对陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，具体的，在VR的虚拟场景下，用户对陶瓷毛坯样品施加压力的作用，根据手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力，对陶瓷毛坯样品进行形状的改造得到陶瓷拉胚成品；在进行利胚、画胚操作之后，采用荡釉法进行施釉得到施釉陶瓷成品；然后将施釉陶瓷成品在镇窑中进行满窑操作，经烧制后得到成品，整个过程均在VR的虚拟环境下进行，真实感较强，可对学生进行很好地虚拟演示。
请参阅图11，本发明还提出一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计系统，其中，所述系统包括依次连接的资源集成模块、物料配比模块、样品生成模块、拉胚成型模块、陶瓷施釉模块、满窑模拟模块以及模拟烧制模块；
其中资源集成模块，用于在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在Windows Server的运行环境中调用SQL Server数据库资源，以完成开发环境的设置；
物料配比模块，用于根据用户输入的胚料配比数据，进行对应的火烧试照实验以完成胚料的配比作业，并获取用户输入的釉料配比数据，其中胚料的种类包括厚胚、中胚、薄坯以及雕削用坯，釉料的种类包括厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉；
样品生成模块，用于在Maya软件中导入标准陶瓷毛坯3D模型，对所述标准陶瓷毛坯3D模型进行网格划分，并计算得到所述标准陶瓷毛坯3D模型的物理体积，根据所述物理体积计算得到所需的胚料重量，将对应的胚料依次填充至所述标准陶瓷毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品；
拉胚成型模块，用于定义高斯曲线变化函数以及断裂张力函数，在满足所述高斯曲线变化函数以及所述断裂张力函数的条件下，控制所述陶瓷毛坯样品在水平方向与竖直方向上的动态变化，在VR场景下展示所述陶瓷毛坯样品，在可编辑校准状态下，响应用户的手型压力动作，根据所述手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力，对所述陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，得到陶瓷拉胚成品；
陶瓷施釉模块，用于在VR场景下，在功能模块采用对应的利胚工具以及画胚工具对所述陶瓷拉胚成品进行利胚、画胚操作之后，设置VR场景中的环境温度以及施釉厚度参数，按照先内后外的顺序，对陶瓷拉胚成品的内表面采用荡釉法，对外表面采用蘸釉法分别进行施釉作业，以得到施釉陶瓷成品，其中施釉陶瓷成品的数量为多个；
满窑模拟模块，用于在VR场景下，在镇窑满窑功能区，将多个所述施釉陶瓷成品依次进行大器装坯工序、小器装坯工序以及瓶器装坯工序，根据窑体三维模型确定对应的温区分布区域，并将胚件放置于对应的温区内进行镇窑满窑操作；
模拟烧制模块，用于在VR场景下，按照预设升温程序，控制镇窑内每个区域内对应的窑内气氛以及升温时间，依次经发火、溜火、紧火、升温、净火、保温以及熄火完成烧窑作业。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一：在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在WindowsServer的运行环境中调用SQL Server数据库资源，以完成开发环境的设置；
步骤二：根据用户输入的胚料配比数据，进行对应的火烧试照实验以完成胚料的配比作业，并获取用户输入的釉料配比数据，其中胚料的种类包括厚胚、中胚、薄坯以及雕削用坯，釉料的种类包括厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉；
步骤三：在Maya软件中导入标准陶瓷毛坯3D模型，对所述标准陶瓷毛坯3D模型进行网格划分，并计算得到所述标准陶瓷毛坯3D模型的物理体积，根据所述物理体积计算得到所需的胚料重量，将对应的胚料依次填充至所述标准陶瓷毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品；
步骤四：定义高斯曲线变化函数以及断裂张力函数，在满足所述高斯曲线变化函数以及所述断裂张力函数的条件下，控制所述陶瓷毛坯样品在水平方向与竖直方向上的动态变化，在VR场景下展示所述陶瓷毛坯样品，在可编辑校准状态下，响应用户的手型压力动作，根据所述手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力，对所述陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，得到陶瓷拉胚成品；
步骤五：在VR场景下，在功能模块采用对应的利胚工具以及画胚工具对所述陶瓷拉胚成品进行利胚、画胚操作之后，设置VR场景中的环境温度以及施釉厚度参数，按照先内后外的顺序，对陶瓷拉胚成品的内表面采用荡釉法，对外表面采用蘸釉法分别进行施釉作业，以得到施釉陶瓷成品，其中施釉陶瓷成品的数量为多个；
步骤六：在VR场景下，在镇窑满窑功能区，将多个所述施釉陶瓷成品依次进行大器装坯工序、小器装坯工序以及瓶器装坯工序，根据窑体三维模型确定对应的温区分布区域，并将胚件放置于对应的温区内进行镇窑满窑操作；
步骤七：在VR场景下，按照预设升温程序，控制镇窑内每个区域内对应的窑内气氛以及升温时间，依次经发火、溜火、紧火、升温、净火、保温以及熄火完成烧窑作业。
2.根据权利要求1所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，在所述步骤二中；
上述厚胚、中胚、薄胚以及雕削用坯对应的化学简式为：
αR2O.βRO. γR2O3 .θRO2
其中，α∈[0.59,0.88], β∈[0.12,0.41]，γ∈[3.25,4.29]，θ∈[15.604,18.754]，R代表的元素包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe或Si；
上述厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉对应的化学简式同样为：
αR2O.βRO. γR2O3 .θRO2
其中，α∈[0.436,0.446], β∈[0.554,0.59]，γ∈[0.913,1.104]，θ∈[7.031,7.851]，R代表的元素包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe或Si。
3.根据权利要求1所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，在所述步骤二中，对配比后的胚料进行火烧试照实验的方法包括如下步骤：
将调配好的混合胚料进行火烧试照得到陶瓷胚体，检测获取陶瓷胚体对应的抗折强度、平均线膨胀系数、体积密度以及抗酸性；
当判断到所述抗折强度、所述平均线膨胀系数、所述体积密度以及所述抗酸性均满足对应的预设参数阈值时，则确定所述混合胚料符合烧制标准。
4.根据权利要求3所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，圆截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度的计算公式为：
Figure 326523DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 359202DEST_PATH_IMAGE002
为圆截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度，
Figure 402113DEST_PATH_IMAGE003
为抗折力，
Figure 303073DEST_PATH_IMAGE004
为试样截面直径，
Figure 600193DEST_PATH_IMAGE005
为跨距；
方截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度的计算公式为：
Figure 928406DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 452754DEST_PATH_IMAGE007
为方截面式样的陶瓷胚体对应的抗折强度，
Figure 157405DEST_PATH_IMAGE008
为式样截面宽度，
Figure 574611DEST_PATH_IMAGE009
为式样截面厚度；
所述平均线膨胀系数的计算公式为：
Figure 73725DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 825650DEST_PATH_IMAGE011
为平均线膨胀系数，
Figure 209358DEST_PATH_IMAGE012
为式样伸长量，
Figure 605704DEST_PATH_IMAGE013
为膨胀仪放大倍数，
Figure 400353DEST_PATH_IMAGE014
为温升，
Figure 514940DEST_PATH_IMAGE015
为式样的初始长度，
Figure 436759DEST_PATH_IMAGE016
为石英膨胀系数。
5.根据权利要求1所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述陶瓷毛坯3D模型为圆筒状，需加入的所述胚料重量为混合胚料的密度乘以所述物理体积，其中所述物理体积的计算公式为：
Figure 953191DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 918742DEST_PATH_IMAGE018
为陶瓷毛坯3D模型的物理体积，
Figure 520625DEST_PATH_IMAGE019
为圆筒状的陶瓷毛坯的外径，
Figure 980556DEST_PATH_IMAGE020
为圆筒状的陶瓷毛坯3D模型的内径，
Figure 351495DEST_PATH_IMAGE021
为陶瓷毛坯3D模型底座的厚度，
Figure 753526DEST_PATH_IMAGE022
为陶瓷毛坯3D模型除去底座后的高度；
坯料重量的计算公式为：
Figure 452492DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 840748DEST_PATH_IMAGE024
为所需加入的坯料重量，
Figure 456406DEST_PATH_IMAGE025
为混合坯料的平均密度，
Figure 639125DEST_PATH_IMAGE026
为补料重量，
Figure 90967DEST_PATH_IMAGE027
。
6.根据权利要求1所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述断裂张力函数的表达式为：
Figure 17334DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure 221919DEST_PATH_IMAGE029
为陶瓷毛坯样品在竖直方向上的最大裂纹张开位移，
Figure 982065DEST_PATH_IMAGE030
为陶瓷毛坯样品在水平方向上的最大裂纹张开位移，
Figure 45836DEST_PATH_IMAGE031
和
Figure 900528DEST_PATH_IMAGE032
分别为竖直方向和水平方向上的实际裂纹张开位移。
7.根据权利要求1所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述高斯曲线变化函数表示筒状的所述陶瓷毛坯样品的半径变化对应的高斯分布曲线，表示为：
Figure 834986DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure 500454DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 785942DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 184605DEST_PATH_IMAGE036
表示在对陶瓷毛胚样品进行拉胚时的半径变化分布，
Figure 239149DEST_PATH_IMAGE037
表示与半径大小相对应的概率分布密度。
8.根据权利要求5所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述陶瓷拉胚成品的物理体积可表示为：
Figure 75518DEST_PATH_IMAGE038
其中，
Figure 582723DEST_PATH_IMAGE039
为拉胚后的陶瓷拉胚成品的物理体积，
Figure 44797DEST_PATH_IMAGE040
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品的高度，
Figure 94793DEST_PATH_IMAGE041
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品外侧缘的半径，
Figure 961117DEST_PATH_IMAGE042
为拉胚后的碗状的陶瓷拉胚成品内侧缘的半径，
Figure 611410DEST_PATH_IMAGE043
，
Figure 205072DEST_PATH_IMAGE044
，
Figure 109574DEST_PATH_IMAGE045
。
9.根据权利要求5所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，其特征在于，在所述步骤四中，在竖直方向上，存在如下关系式：
Figure 146800DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 18810DEST_PATH_IMAGE047
为竖直调节力，
Figure 432474DEST_PATH_IMAGE048
为在竖直方向上的标准作用力。
10.一种虚拟陶瓷的仿真烧制设计系统，其特征在于，所述系统应用如上述权利要求1至9任意一项所述的虚拟陶瓷的仿真烧制设计方法，所述系统包括：
资源集成模块，用于在Unity3D中集成Maya、Animate CC以及Visual Studio开发工具，在Windows Server的运行环境中调用SQL Server数据库资源，以完成开发环境的设置；
物料配比模块，用于根据用户输入的胚料配比数据，进行对应的火烧试照实验以完成胚料的配比作业，并获取用户输入的釉料配比数据，其中胚料的种类包括厚胚、中胚、薄坯以及雕削用坯，釉料的种类包括厚坯白瓷釉、中坯白瓷白釉以及雕削用瓷坯釉；
样品生成模块，用于在Maya软件中导入标准陶瓷毛坯3D模型，对所述标准陶瓷毛坯3D模型进行网格划分，并计算得到所述标准陶瓷毛坯3D模型的物理体积，根据所述物理体积计算得到所需的胚料重量，将对应的胚料依次填充至所述标准陶瓷毛坯3D模型中得到陶瓷毛坯样品；
拉胚成型模块，用于定义高斯曲线变化函数以及断裂张力函数，在满足所述高斯曲线变化函数以及所述断裂张力函数的条件下，控制所述陶瓷毛坯样品在水平方向与竖直方向上的动态变化，在VR场景下展示所述陶瓷毛坯样品，在可编辑校准状态下，响应用户的手型压力动作，根据所述手型压力动作中的横向调节力以及竖直调节力，对所述陶瓷毛坯样品进行拉胚器形改造，得到陶瓷拉胚成品；
陶瓷施釉模块，用于在VR场景下，在功能模块采用对应的利胚工具以及画胚工具对所述陶瓷拉胚成品进行利胚、画胚操作之后，设置VR场景中的环境温度以及施釉厚度参数，按照先内后外的顺序，对陶瓷拉胚成品的内表面采用荡釉法，对外表面采用蘸釉法分别进行施釉作业，以得到施釉陶瓷成品，其中施釉陶瓷成品的数量为多个；
满窑模拟模块，用于在VR场景下，在镇窑满窑功能区，将多个所述施釉陶瓷成品依次进行大器装坯工序、小器装坯工序以及瓶器装坯工序，根据窑体三维模型确定对应的温区分布区域，并将胚件放置于对应的温区内进行镇窑满窑操作；
模拟烧制模块，用于在VR场景下，按照预设升温程序，控制镇窑内每个区域内对应的窑内气氛以及升温时间，依次经发火、溜火、紧火、升温、净火、保温以及熄火完成烧窑作业。
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