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随着社会的发展和人们需求的不断提高，顾客不仅追求商品的功能和成本，而且对其开发的周期和个性化提出了更高的要求。虚拟设计技术利用数字化模型进行产品开发，能较好地满足这一要求。本文介绍了一种协同式产品外形虚拟设计平台，它利用虚拟现实技术建立自然的设计界面，利用力反馈位置输入装置产生一系列虚拟雕刻操作进行设计，利用WinSocket编程建立网络连接，实现网络协同设计，通过和数控机床建立无缝连接还可快速加工出所设计的产品外形。文中提出了在微机上实现协同式虚拟设计的思想，在文献调研的基础上，通过分析比较，在多个方案中选择了利用OpenGL和VC++进行系统软件开发的方案，给出了协同式虚拟设计系统的基本框架，分析了研究的主要问题。为了解决系统实时性问题，运用光线跟踪算法以及一系列加速算法，把复杂的三维图形运算转化成一系列简单的一维图形运算，使每次设计交互的循环周期降低到20ms以内。针对真实感图形界面的要求，利用OpenGL强大的绘图功能，进行三角形的绘制、纹理的贴图、光照的模拟，并采用时分制法和分光法实现了立体显示，使系统逼真可信。通过在VC++环境下调用Socket中间件-NDK2．0搭建服务器／客户端模式的网络结构，实现了多机异地协同设计。针对人机交互的问题，研制了一套三自由度位置输入和力反馈装置。在硬件实现上，采用三关节机械臂结构，通过安装在每个关节上的光电编码器检测每个关节的转角，进而计算出位置信息。通过微型直流减速电机实现力反馈。在软件实现上，开发了一套位置计算和力反馈算法程序。最后，进行了一系列产品外形的协同式虚拟设计和快速试制实验。结果表明，设计系统在实时性、逼真性和易用性三方面达到了系统的设计要求，并能与数控机床进行连接，实现快速试制。