基于Web的家用厨具分布式协同设计研究

【前言】基于Web的家用厨具分布式协同设计研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。SUN Yi (College of Electric and Information Engineering,Shaanxi University of Science and Technology,Xi′an,710021,China) オ Abstract：Abstract:This article analyzes the methods of distributed cooperating design,whereas the develp situation of culi...

摘 要：在分析基于web的分布式协同设计后，鉴于我国目前家用厨具行业的发展状况以及企业的生产销售方式，为了促进企业的竞争力和适应产品生命周期缩短的趋势，提出在家用厨具产品的整个生命周期中，用VRML语言对家用厨具进行虚拟建模的方法，以及采用vrml的script节点和EAI节点进行交互设计的实现；这样的生产方式将可以填补我国在家用厨具分布式协同设计这方面的空白，也进一步促进家用厨具的个性化产品定制，用户在客户端浏览时可以对产品模型进行全方位的观看，对于设计人员也能够通过全面浏览，及时的发现产品所在的缺陷，加以改善，从而加快产品的开发周期和企业的效益。给出了应用实例，为企业提供了很好的设计讨论工具。

关键词：Web；协同设计；厨具；VRML

中图分类号：TP391.9文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2008)08-180-02オ

Distributed Coorperating Design of Culinary Apparatus Based on Web

SUN Yi

(College of Electric and Information Engineering,Shaanxi University of Science and Technology,Xi′an,710021,China)

オ

Abstract：Abstract:This article analyzes the methods of distributed cooperating design,whereas the develp situation of culinary apparatus in our country and the manage methods of the industry,in order to promote the competitiveness of Enterprises and to adapt the trend of shorten the product life cycle,proposes that modeling with VRML during the hole life circle of culinary apparatus products,and uses the script node and EAI node in VRML to achieve interacting design.This method will fill in the blank of our country in this field,and accerlerate individuation product customization farther.The clients can interview product models on client in all perspective,the same to designers,to help designers to find the faults of products and promote,to fasten the development circle of products and improve the benefit of the industries.This article gives an application example,afford the develop and design tools for the industroy.

Keywords：Web;cooperating design;culinary apparatus;VRML

借助信息化改造传统制造业，提升制造企业的核心竞争力成为全球业界的共识。围绕提高新产品开发能力，加速新产品开发过程的并行生产已普及，基于企业动态联盟和网络化的敏捷制造成为制造业的重要方向，基于Web的产品协同设计便成为制造领域的一个重要发展方向[1]。分布式协同设计的发展能够快速开发新产品，使企业能够适应市场多元化、个体特征化，同时降低企业的生产成本。

科技的发展带给人们时尚的生活，家用厨具也日益见新，如洗菜机、电动磨刀具、食物垃圾处理器等这些新的产品。以洗菜机为例，包括上端盖，洗涤盆，还有外壳，用户在选择产品时，可以选择各种定时器旋钮外界样式，上端盖顶部外形、洗涤盘大小、底部装饰筋体都可以改变。协同设计可以根据用户的不同需求，设计生产出不同的具有竞争力的个性化产品。

1 基于Web的分布式协同设计的原因和意义

家用厨具是由若干组件装配而成，设计生产家用厨具时产品就具有了外观、组装、性能、成本等要素。由不同部门，用户在分布式虚拟环境中实时交互、协同交互，共同完成产品的设计、制造等的生产周期。家用厨具的分布式协同设计，采用虚拟现实技术，用户和设计者就产品的外观，大小，功能等因素达到共识，使产品具有个性化特征，加速产品的开发生产周期。

现有很多国内外的家用厨具厂商都在自己的网站上展示了产品的图片等相关信息，但是单个的图片不能让用户看到产品的具体特征，也不知道产品内在的构造。用户仅凭客观图片很难选购到合适的产品，导致产品依然滞留在仓库中，对用户和企业都有极大的弊端[2]。同时，不同地区的设计者在分布式协同设计时能够在网上实时沟通，依据传统的设计模式，不同地区的设计沟通需要花费成本，设计沟通的时间周期也长，交流与修改交替进行，浪费企业的成本[3]。

分布式协同设计可以使用户通过网络连接企业和用户，由用户对产品进行全方位考察，对产品的虚拟模型进行交互操作，通过在虚拟设计环境中生成满足自己需求的产品配置，使用户和企业能够进行良好的沟通[4]。同时，又起到省时省力的作用，减少企业的生产成本，又为企业创造利润。

基于Web的家用厨具分布式协同设计采用VRML实现产品的虚拟现实三维建模，生成利用层次性文件的包含关系创建的动态境界。通过VRML的Script节点的JavaScript程序或者VRML的外部编程接口EAI与Java应用程序或Java Applet进行通信，实现人机交互的操作。分布式协同设计使得企业内部设计加速，制造与管理的信息资源整合在一起，同时实现了信息集成与护操作。

2 基于Web的家用厨具分布式协同设计的实现方法

基于Web的家用厨具分布式协同设计是基于浏览器/服务器（B/S）的访问模式，服务器提供VRML文件及其资源，并维持虚拟对象的状态，客户端则通过Web浏览器下载访问的文件，并完成实时交互。整个分布式协同设计结构如图1所示。

在服务器端由于VRML语言本身的节点比较复杂，要创建出复杂的三维造型比较困难，就采用由三维造型软件系统生成较负责的3D模型，导出.wrl文件；再通过造型整理重构转化时变形的模型，简化其中多余的造型，对多面片进行合并等，并且构造LOD层次形成新的.wrl文件。这样既能产生精确的造型，又能减少压缩数据，减少网络传输的数据量。

VRML节点通过外部编程接口EAI与嵌入HTML中的Java Applet进行通信借助Java强大的功能进行消息传递、实现交互操作，同时有效控制VRML场景，实现控制浏览器的工作状态。

2.1 虚拟现实的建模

在利用VRML建模时由于他的文本编辑方式，要实现复杂的虚拟现实三维模型的结构难度较大，同时生成的节点较多，用3D软件建模，可以降低建模的难度，在建模时产生较少节点，同时减少场景复杂度。3D软件生成的数据量比较庞大，不利于在网上传输，影响交互平台与用户交互的实时性，对于生成的.wrl文件产生Lod层次等修改，最终完成虚拟现实的建模。

2.2 与用户动态交互的实现

VRML场景与用户交互的实现是基于行为和执行模式，VRML的行为机制是基于事件和路径的，出事件和入事件通过路径的建立使得场景反映出动态的效果，由插补器节点和传感器节点控制动态行为。

使用VRML的Script节点和外部编程接口EAI可以实现虚拟现实的交互。其中VRML的Script节点中的url域提供一个可执行某种动作的程序脚本，Script节点定义由接口eventIn接收的输入响应，计算出新的结果，将结果存入节点的接口域，通过接口的eventOut发出新值。使用VRML的外部编程接口EAI时，通过他VRML场景可以与JavaApplet小程序进行交互，JavaApplet监视VRML场景中节点的改变，并能够在节点间传递信息，从而可以实现浏览者与VRML场景之间的信息交流，比前者的灵活性大很多。

3 应用实例

基于以上分析，在基于Web的家用厨具分布式协同设计中以洗菜机为例，采用PROE进行最初的三维建模，生成.wrl文件，通过PROTO和LOD等的修改，生成虚拟现实三维模型。

下面给出洗菜机的VRML部分代码：

DEF myShape_77194 Group {

children ［

Node_Info {

node_type "Poly_Surface"

node_name "Poly_Surf_77194"

}

Shape {

geometry IndexedFaceSet {

ccwTRUE

solidTRUE

convex TRUE

coord USE FaceC

normal USE FaceN

normalPerVertex TRUE

coordIndex ［

6970,6952,6953,1,6970,6953,6954,1,6969,6970,6954,1,

6951,6952,6970,1,

］

normalIndex ［

177,177,177,1,177,177,177,1,177,177,177,1,

177,177,177,1,

］

}

}

］

}

...

PROTO Model_Info ［

field SFInt32 proe_id 139

field SFString proe_type_s "Proe_Part"

field SFString proe_name "1_ASM"

field SFInt32 maj_rev 5

field SFInt32 min_rev5

field SFInt32 rev_num 97497

field SFInt32 rev_num_cosm 128

field SFString inst_type_s "Inst_Type_Main"

field SFString generic_name "generic_name"

field SFFloat s_factor 39.3701

］ …

实时交互的实现使用VRML的EAI，他包括浏览器脚本接口的全部功能，能够进行实时交互与网络控制。其中的JavaApplet小程序能够实现信息的交流。EAI的Java类提供交互功能，部分代码，如下：

Public void start(){

Browser=Browser.getBrowse(this);

ndmyShape_78330=browse.getNode(“myShape_78330”);

…

4 结 语

采用VRML实现分布式协同设计可以加强设计信息的跨平台异地交流，能够全方位的看到虚拟模型，发现设计缺陷，产生个性化特征产品，对信息化制造有着重大意义；可以为企业提供很好的设计讨论工具，加快异地设计的开发，同时也缩短了产品的开发周期，减少了企业的开发成本。

参 考 文 献

［1］周自强，沈连涫，赵玮，等.基于Web的虚拟设计中VRML实时模型的可交互处理方法\[J\].计算机辅助设计与图形学学报,2005,17(6):1 3711 377.

［2］Ruwei Yun,Gang Chen,Yi Li.Using VRML and JAVA to Build Virtual GameBased.ICWL 2006,LNCS 4181,2006:146153.

［3］马万全，单美贤.基于VRML/JAVA的虚拟场景交互的实现\[J\].苏州大学学报:工科版,2006,26（4）：8184.

［4］ Stephan Louis DitPicard,Samuel Degrande,Christophe Gransart,et al.VRMLData Sharing in the Spin3D CVE.2002ACM1581134681/02/2002.

作者简介 孙 懿 女，1982年出生，陕西科技大学在读硕士研究生。主要研究方向为虚拟现实与图形图像处理。