楊振，徐耀東，李孟宇，劉陽(yáng)，胡洪語(yǔ)

(中國(guó)民航大學(xué)，天津 300300)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在20世紀(jì)末才興起的一項(xiàng)嶄新的綜合性信息技術(shù)，令我們?cè)诮虒W(xué)課程可以觀察以前我們無(wú)法觀察測(cè)試到的方面。之前由于受教學(xué)條件和資源的限制，多數(shù)情況下學(xué)生無(wú)法觀摩實(shí)物，對(duì)實(shí)際學(xué)習(xí)對(duì)象的主觀認(rèn)識(shí)只能憑借想象，空間想象能力稍弱的學(xué)習(xí)者就會(huì)遇到很大的困難。所以我們依托于此技術(shù)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件EON studio來(lái)模擬并完成V2500發(fā)動(dòng)機(jī)的虛擬拆卸過(guò)程，因此能夠更加形象地了解整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與操作。

1 EON軟件簡(jiǎn)介

EON是由全國(guó)領(lǐng)先的互動(dòng)視覺(jué)內(nèi)容管理軟件供應(yīng)商美國(guó)EON Reality公司開(kāi)發(fā)的一種運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行3D對(duì)象展示、交互拆裝、5D教育媒體培訓(xùn)的新穎軟件。它能夠開(kāi)發(fā)出應(yīng)用于銷(xiāo)售、訓(xùn)練和虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景漫游的實(shí)時(shí)3D多媒體應(yīng)用程序。

打開(kāi)EON studio應(yīng)用程序后，每一個(gè)子窗口完成不同的功能，主要使用以下兩種：

(1)節(jié)點(diǎn)元件視窗，MDI工作薄模式，左側(cè)。

節(jié)點(diǎn)元件視窗包括在創(chuàng)建模擬程式中能夠用到的所有節(jié)點(diǎn)和元件，諸如時(shí)間觸發(fā)器節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵幀節(jié)點(diǎn)等。在EON中，有142個(gè)節(jié)點(diǎn)，241個(gè)元件。節(jié)點(diǎn)被放置于節(jié)點(diǎn)庫(kù)中，主要用得到的有四類(lèi)節(jié)點(diǎn)：基本節(jié)點(diǎn)，代理節(jié)點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)模型節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)。

(2)邏輯關(guān)系設(shè)定視窗，MDI工作薄模式，左側(cè)。

邏輯關(guān)系設(shè)定視窗是相當(dāng)關(guān)鍵的一個(gè)視窗。只有將存在于模擬樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)拖曳到邏輯關(guān)系視窗中并定義每個(gè)節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系才能使各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互傳遞信息。在此之后，當(dāng)傳遞的信息到達(dá)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)才能促使其產(chǎn)生相應(yīng)的行為。

2 動(dòng)畫(huà)準(zhǔn)備

在我們進(jìn)行工作前我們必須先將之前已經(jīng)制作完成的CATIA模型導(dǎo)入EON軟件中。軟件經(jīng)過(guò)導(dǎo)入之后進(jìn)入存儲(chǔ)對(duì)話框，必須要更改保存路徑，之后其他選項(xiàng)不變，選擇OK即可。模型導(dǎo)入過(guò)程中，依據(jù)原來(lái)的CATIA模型的復(fù)雜度和模型大小將會(huì)具有不同的導(dǎo)入時(shí)間與過(guò)程。模型越大越復(fù)雜則所需花費(fèi)的時(shí)間就會(huì)更多。

在導(dǎo)入了CATIA模型后，形成一個(gè)整齊，信息準(zhǔn)確，命名清晰的樹(shù)狀列表，可以避免之后的添加混亂，查找部件容易，糾錯(cuò)時(shí)易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤地址等諸多好處。在整理完樹(shù)狀列表后，我們可以整理和歸納相似作用的節(jié)點(diǎn)。為了使排氣系統(tǒng)的系統(tǒng)演示更好，所以需要為模型進(jìn)行材質(zhì)貼圖，使其具有更加逼真的顏色、表面紋理、反射折射光效果、合理的透明度等材質(zhì)參數(shù)。

3 反推原理介紹及拆卸動(dòng)畫(huà)

3.1 反推原理。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，大量的氣體(高溫燃?xì)饣蚩諝?以高速度往后方噴出，產(chǎn)生的與飛機(jī)飛行方向相同的推力，推動(dòng)飛機(jī)克服空氣帶來(lái)的阻力而向前飛行。反推力裝置是將噴出的發(fā)動(dòng)機(jī)氣體反折向發(fā)動(dòng)機(jī)前方，使氣體向發(fā)動(dòng)機(jī)斜前方噴出，產(chǎn)生與飛機(jī)飛行方向相反形成阻礙的力，即反推力。但是在實(shí)際過(guò)程中，在飛機(jī)上很難做到將排出發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流偏轉(zhuǎn)180度與飛機(jī)運(yùn)動(dòng)方向完全一致，一般采用折流板或者阻塞門(mén)擋住排氣流，使氣流向著斜前方噴出。一般情況下折流板與飛機(jī)軸線呈45度的夾角。因此，當(dāng)打開(kāi)反推力裝置時(shí)，其產(chǎn)生的反推力約為發(fā)動(dòng)機(jī)正推力的40%。

發(fā)動(dòng)機(jī)反推在伸出位時(shí)，液壓驅(qū)動(dòng)作動(dòng)筒作動(dòng)，將平移罩向后移動(dòng)，對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生反推力?？傊?，反推系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)在于改變外函道噴氣方向，減少向后噴射的氣體量來(lái)達(dá)到輔助減速的效果。

3.2 拆卸動(dòng)畫(huà)。制作過(guò)程體現(xiàn)在EON軟件中就是將阻塞門(mén)拉桿的拆卸步驟轉(zhuǎn)化成邏輯關(guān)系設(shè)定視窗中的條理關(guān)系。比如在拆卸過(guò)程中拆除螺母、墊片、套筒和螺栓，就是相應(yīng)地利用Place節(jié)點(diǎn)從原模型中將這幾個(gè)零部件移除。

拆卸阻塞門(mén)和函道內(nèi)壁連接處的零部件，利用時(shí)間觸發(fā)器節(jié)點(diǎn)，拖入并放置在Scene節(jié)點(diǎn)下級(jí)的Camera節(jié)點(diǎn)內(nèi)，命名為“時(shí)間機(jī)器1號(hào)”；然后從節(jié)點(diǎn)庫(kù)找到Keyframe節(jié)點(diǎn)，也拖到Camera節(jié)點(diǎn)之下，Camera能夠管理所有的與視覺(jué)有關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)，因此接下去的Keyframe節(jié)點(diǎn)放在該節(jié)點(diǎn)下級(jí)，如此一般穿插整個(gè)拆卸過(guò)程。拆卸圖如圖所示。

圖1 連接件拆卸

4 小結(jié)

基于EON studio軟件，將已經(jīng)建立完成的CATIA模型導(dǎo)入該軟件，借助于EON studio強(qiáng)大的功能節(jié)點(diǎn)和元件，完成v2500反推系統(tǒng)的拆裝，開(kāi)發(fā)出可供教學(xué)使用的動(dòng)畫(huà)模型,使學(xué)生能夠?qū)υ砗突A(chǔ)知識(shí)有更加直觀的了解。