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虛擬設(shè)計(jì)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息處理、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等技術(shù)綜合發(fā)展的產(chǎn)物。在機(jī)械行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景，如虛擬設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的革命性影響已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。由于虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)基本上不消耗資源和能量，也不生產(chǎn)實(shí)際產(chǎn)品，而是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和加工過(guò)程和制造相比較，它具有高度集成、快速成型、分布合作等特征。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)不僅在科技界，而且在企業(yè)界引起了廣泛關(guān)注，成為研究的焦點(diǎn)。
CAD技術(shù)是企業(yè)信息化的基礎(chǔ)。為了更好地推進(jìn)企業(yè)信息化，傳統(tǒng)CAD技術(shù)也在進(jìn)一步發(fā)展。在工程實(shí)踐中，很多問(wèn)題屬于非數(shù)值計(jì)算問(wèn)題。于是，我們把人工智能技術(shù)和CAD技術(shù)相結(jié)合，形成一個(gè)新的研究領(lǐng)域---智能CAD；隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR的實(shí)用化，它在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。將VR技術(shù)和CAD技術(shù)相結(jié)合，形成另一個(gè)新的研究領(lǐng)域---虛擬設(shè)計(jì)。虛擬設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的CAD技術(shù)有的主要差別在于：
(1) VR具有兩個(gè)重要特征，即交互和實(shí)時(shí)，而傳統(tǒng)CAD做不到；
(2) VR使設(shè)計(jì)者呈主動(dòng)狀態(tài)，設(shè)計(jì)者能身臨其境。而對(duì)于傳統(tǒng)CAD，設(shè)計(jì)者只是被動(dòng)的觀察者；
(3) VR的圖形真實(shí)感強(qiáng)，有遠(yuǎn)、近、縱、深的感覺(jué)，這是傳統(tǒng)的CAD所做不到的；
(4) 利用VR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命全周期的管理，多產(chǎn)品和新舊產(chǎn)品同時(shí)開(kāi)發(fā)和資源共享。
進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)時(shí)，首先要在計(jì)算機(jī)中生成虛擬原型。通過(guò)這個(gè)虛擬原型，我們可以做很多工作。
(1) 進(jìn)行多方案對(duì)比，從中選出最佳方案；
(2) 設(shè)計(jì)者通過(guò)虛擬原型可以進(jìn)行虛擬裝配，以檢查各零部件尺寸以及可裝配性，即時(shí)修改錯(cuò)誤；
(3) 通過(guò)虛擬原型，可以進(jìn)行虛擬試驗(yàn)，而不用再去做更多的實(shí)物試驗(yàn)。這樣，既節(jié)省了時(shí)間又節(jié)約了費(fèi)用。
正因?yàn)槿绱�，VR技術(shù)和傳統(tǒng)CAD/CAM的結(jié)合有著光輝的前景。虛擬設(shè)計(jì)/虛擬制造也成為當(dāng)今非�；钴S的、前沿的研究領(lǐng)域。
FreeForm Concept system 是第一個(gè)能讓設(shè)計(jì)師及雕刻家，把他們的觸覺(jué)應(yīng)用在利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì) model 的工具。運(yùn)用 FreeForm 做出來(lái)的東西，就像是用黏土刻出來(lái)的實(shí)體一般，那樣真實(shí)、有變化�？墒菍�(shí)際上它卻是數(shù)字的數(shù)據(jù)，是擁有可快速變更設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)的。FreeForm 可以讓設(shè)計(jì)者依著他們的想法，自由的創(chuàng)作；創(chuàng)造力完全不會(huì)受限。
3D Touch技術(shù)
劃時(shí)代的3D Touch，是一種力回饋技術(shù)，經(jīng)由手握著一支筆去旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，電腦畫(huà)面里的雕刻刀便跟著旋轉(zhuǎn)移動(dòng)；當(dāng)?shù)窨痰督佑|到模型時(shí)，會(huì)有力量回饋到手握的筆，讓使用者感受到接觸時(shí)的力量，在雕刻時(shí)也可以設(shè)定模型的軟硬度，決定雕刻所需的力量。
3D概念設(shè)計(jì)：
現(xiàn)今設(shè)計(jì)師被強(qiáng)迫使用不適合的電腦輸入設(shè)備來(lái)完成設(shè)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)造型物件時(shí)，很難適應(yīng)電腦的復(fù)雜操作，設(shè)計(jì)師們寧可使用舊式的方法－徒手繪制草圖或制作外觀模型。而要將這些手制的外觀模型轉(zhuǎn)換成數(shù)字的CAD模型，進(jìn)而讓工程師來(lái)使用并且生產(chǎn)，這是非常困難的。
FreeForm系統(tǒng)對(duì)于設(shè)計(jì)師而言，是一項(xiàng)突破性的人機(jī)接口，它是一種自然、直觀和容易使用的數(shù)字化表達(dá)介面，這將消除設(shè)計(jì)師們的電腦恐懼癥，而這也將帶來(lái)設(shè)計(jì)自動(dòng)化的好處－縮短開(kāi)發(fā)時(shí)程、增加設(shè)計(jì)自由度和無(wú)限的創(chuàng)意。
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)/制造：
使用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)來(lái)進(jìn)行CAD/CAM模型的開(kāi)創(chuàng)性工程設(shè)計(jì)或制造分析是非常困難的，然而依靠3D Touch技術(shù)所完成的數(shù)字設(shè)計(jì)，工程師們能很快地完成數(shù)字產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并且付諸工程制造，所有的資料都是3D的STL檔或是NURBS曲面，可以直接跟分析軟件、CAM軟體及RP機(jī)器兼容。
消除2D繪圖與3D產(chǎn)品設(shè)計(jì)間的鴻溝：
FreeForm完全符合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和制造流程。它消除了“2D繪圖”與“3D產(chǎn)品設(shè)計(jì)”間的鴻溝；它補(bǔ)充了實(shí)體模型的不足，甚至取代了實(shí)體模型；它可以讓設(shè)計(jì)師自由的在3D的環(huán)境里揮灑、創(chuàng)意，就如同他們用紙和筆在2D的平面上設(shè)計(jì)一般，也可以直接在輸入的sketch、2D工程圖、掃描的點(diǎn)集數(shù)據(jù)或是3D工程圖上進(jìn)行設(shè)計(jì)。迅速且方便地畫(huà)出概略的模型及設(shè)計(jì)思路，接著再對(duì)模型做細(xì)部的設(shè)計(jì)。
您完全可以用一種自然、直觀的方式操作，而不需要浪費(fèi)時(shí)間去聯(lián)系難以使用且不容易記得的抽象的電腦模型制作程序。
FreeForm Concept 系統(tǒng)包含的PHANTOM Omni 裝置使設(shè)計(jì)者們應(yīng)用他們的觸覺(jué)輕松的將腦海中的設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)換到實(shí)際3D圖象。是設(shè)計(jì)室、教室、小型工作室及自由設(shè)計(jì)者的理想設(shè)計(jì)工具。
一、更快捷、直接的傳達(dá)設(shè)計(jì)理念
·使設(shè)計(jì)更直接、更互動(dòng)、且更具創(chuàng)造性
·利用3D Deco Layers工具實(shí)現(xiàn)在模型上應(yīng)用多個(gè)圖片層
·利用噴繪和圖片表現(xiàn)細(xì)節(jié)、材料和紋理
·基于Mental Ray 的渲染功能生成照片級(jí)的逼真效果，使在沒(méi)有細(xì)節(jié)模型或物理原型時(shí)也可以幫助準(zhǔn)確的傳達(dá)設(shè)計(jì)理念
二、方便的3D數(shù)據(jù)傳遞
·Freeform Concept設(shè)計(jì)師可將3D數(shù)據(jù)傳遞給Freeform Modeling Plus System用于細(xì)節(jié)建模并為工程和制造作準(zhǔn)備。
·也可將Freeform Concept模型進(jìn)行快速成型或傳遞到下端可輸入.stl或.obj格式
·Freeform Concept 與其它系統(tǒng)相互應(yīng)用的工作流程，如下：
為您的創(chuàng)意激情賦予生命,從此不再有任何阻礙
觸覺(jué)是所有形態(tài)作品創(chuàng)作的要素之一。FreeForm模型制作系統(tǒng)引入3D模型制作的觸感，徹底改造人機(jī)交互接口和設(shè)計(jì)界面，允許設(shè)計(jì)師在形態(tài)與功能之間制作充滿(mǎn)智慧和富有創(chuàng)意的作品，而無(wú)需受任何傳統(tǒng)模型制作工具的限制。
設(shè)計(jì)師不需要再在復(fù)雜的電腦程序－數(shù)學(xué)方程式、鼠標(biāo)與鍵盤(pán)指令、程序化的方法等阻礙下工作－——FreeForm系統(tǒng)提供了我們與真實(shí)世界互動(dòng)的最基本方式－——觸碰。使用FreeForm模型制作，您可以透過(guò)觸感，與您的模型進(jìn)行直接和自然的互動(dòng)。并且，它將實(shí)體功能帶入數(shù)字領(lǐng)域，這樣一來(lái)，您即可以通過(guò)一個(gè)自然、類(lèi)比的互動(dòng)獲得一個(gè)珍貴的數(shù)字模型。
使用FreeForm制作模型，您將可以擁有更多的時(shí)間和精力投身于真正的挑戰(zhàn) —－將您的創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂焚|(zhì)的產(chǎn)品。
FreeForm模型制作：
以一流的簡(jiǎn)易功能取代令人頭疼的復(fù)雜電腦程序.
開(kāi)啟使用者與設(shè)計(jì)師之間的設(shè)計(jì)理念的交流之門(mén).
使用實(shí)體、類(lèi)比介面來(lái)創(chuàng)建一個(gè)珍貴、可調(diào)度的數(shù)字模型.
允許設(shè)計(jì)師獲得形態(tài)與功能的理想調(diào)和.
激勵(lì)探索與反復(fù)思考創(chuàng)建難以數(shù)字化描述的嶄新圖.
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