Entwicklung eines Virtual-Reality-basierten Modellierungssystems zur Unterstützung der intuitiven Produktgestaltung:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2000
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 1]
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| adam_text | Titel: Entwicklung eines Virtual-Reality-basierten Modellierungssystems zur Unterstützung der intuitiven P
Autor: Bo, Jianquan
Jahr: 2000
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Problematik 2
1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise 3
2 Stand der Technik zur Unterstützung der Produktgestaltung 6
2.1 Intuition und Kreativität bei der Produktgestaltung 6
2.2 Anforderungen an die Darstellungstechnik 10
2.3 Konventionelle Darstellungstechnik zur Produktgestaltung 11
2.3.1 Zweidimensionale Darstellungsmethode 11
2.3.2 Dreidimensionale Darstellungsmethode 14
2.4 Rechnerunterstützte Produktgestaltung 14
2.4.1 2D-CAD-Technik 14
2.4.2 3D-CAD-Technik 15
2.4.3 Rapid Prototyping 23
2.4.4 Virtuelle Prototypen und virtuelle Realität 24
3 Kennzeichnung des Sollzustands 28
3.1 Einflußfaktoren für die kreative und intuitive Produktgestaltung 28
3.2 Anforderung an die Modellierungstechnik zur Unterstützung intuitiver
Produktgestaltung 30
3.3 Vorstellung des Lösungsweges 33
4 Konzept eines VR-basierten Modellierungsansatzes zur Unterstützung
intuitiver Produktgestaltung 34
4.1 Produktgestaltung mittels der VR-basierten Modellierungstechnik 34
4.2 Funktionalitäten zur VR-basierten Modellierung 35
4.3 Realistische Darstellung der 3D-0bjekte in der VR-Umgebung 37
4.3.1 Praktisches Ziel realistischer Darstellung 38
4.3.2 Strategien und Verfahren zur Erzeugung realistischer Darstellung 38
4.4 Intuitive Manipulation und Interaktion in der VR-Umgebung 46
4.4.1 Interaktionsstrategien und Interaktionsgeräte 46
4.4.2 Szenenbezogene Manipulation und Interaktion 49
4.4.3 Manipulation und Interaktion von 3D-Objekten in der Szene 51
4.5 Intuitive und konstruktive Ansätze zum Generieren einer Geometrie 55
4.5.1 Generierung und Manipulation virtueller Grundkörper 56
4.5.2 Konstruktives Modellierungsvorgehen mit Werkzeugen und Werkstücken 58
4.5.3 Virtuelle Konstruktionsansätze zur Formgenerierung starrer Objekte 59
4.5.4 Intuitives Gestaltungsverfahren der Freiformflächen und Freiformkörper 65
4.6 Virtuelle Animation zum Simulieren des Produktmechanismus 72
VI
5 Konzept eines virtuellen Skizzenmodells zur Beschreibung virtueller
Gestaltungsobjekte 76
5.1 Klassische Beschreibungsarten eines Volumenmodells 76
5.1.1 CSG-Modell 77
5.1.2 B-Rep-Modelle 79
5.1.3 Hybride Modelle 82
5.2 VR-Datenmodell 83
5.2.1 Entwicklung von VRML 84
5.2.2 Wichtige Eigenschaften von VRML 85
5.2.3 Abgrenzung der Definition von VRML 86
5.3 Grenzen der 3D-Volumenmodelle und der VR-Modelle 87
5.4 Generierungsverfahren-orientiertes, hybrides VR/CAD-Datenmodell 88
5.4.1 Elementare Bestandteile der Daten bei der virtuellen Produktgestaltung 88
5.4.2 Datenstruktur des virtuellen Skizzenmodells 90
5.4.3 Datenexport für unterschiedliche Anwendungszwecke 95
5.4.4 Vorgehensweise der Produktgestaltung mit dem ViSki-Modell 96
6 Realisierung eines Virtual-Reality-basierten Modellierungssystems 100
6.1 Strukturaufbau und Komponenten des VIMOS-Systems 100
6.2 Modellierung der virtuellen 3D-Objekte 101
6.2.1 Geometrische Modellierung mit ACIS-3D-Toolkit 102
6.2.2 3D-Graphische Modellierung mit Open-Inventor 102
6.2.3 Modellierung virtueller 3D-GestaltungsobJekte in VIMOS 106
6.3 Entwicklung der Benutzungsoberfläche 111
6.3.1 Manipulation der Szeneviewer 112
6.3.2 Schnelles Zugreifen auf die Funktionen 114
6.3.3 Manipulation der Lichtquelle 115
6.3.4 Geometrische Manipulatoren 116
6.3.5 Quantitative Manipulation 119
6.3.6 Ein-und Ausgabe der Daten 120
6.4 Anwendungsbeispiele und Ersetzbarkeit 121
7 Zusammenfassung und Ausblick 126
8 Literaturverzeichnis 129
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