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| 編輯推薦： |
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本书紧扣“智能制造”与“工业40”数字化转型的时代主题，从机械装备虚拟现实设计与仿真的角度出发，基于目前使用广泛、实用性强的Unity3d软件，结合编者长期积累的科研成果，并综合考虑前沿性、基础性与实用性，内容由浅入深，章节顺序体现了机械装备虚拟仿真的开发流程，为读者展示了完整的工业产品虚拟开发流程与实用技术。
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| 內容簡介： |
本书紧扣“智能制造”与“工业40”数字化转型的时代主题，从机械装备虚拟现实设计与仿真的角度出发，基于目前使用广泛、实用性强的Unity3d软件，结合编者长期积累的科研成果，并综合考虑前沿性、基础性与实用性，内容由浅入深，章节顺序体现了机械装备虚拟仿真的开发流程，为读者展示了完整的工业产品虚拟开发流程与实用技术。本书共分为4篇12章，第1篇为概述与准备，包括整体概述、建模与模型转换关键技术、场景布置与渲染关键技术3章内容；第2篇为基本仿真与复杂仿真，包括装备虚拟装配关键技术、装备运动仿真关键技术、基于物理引擎的仿真、多机运动仿真关键技术4章内容；第3篇为仿真支持，包括GUI界面设计关键技术、数据处理关键技术、人机交互关键技术、数据驱动关键技术4章内容；第4篇为跨平台设计与发布，仅包括第12章跨平台设计与发布关键技术。
本书可作为普通高等院校机械类专业本科生和研究生教学用书，也可作为相关专业领域工程技术人员的学习与参考用书。
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| 目錄：
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前言
第1篇概述与准备
第1章整体概述/2
11机械装备虚拟现实设计概述/2
111虚拟现实技术简介/2
112机械装备虚拟设计的基本概念/4
113机械装备虚拟现实设计的应用/5
12常用虚拟现实开发工具/7
121常用虚拟现实开发工具及特点/7
122Unity3d与Unreal Engine的对比和选择/12
13Unity3d开发基础知识/14
131Unity3d主界面/14
132游戏对象与组件/14
133场景与资源管理/15
134脚本编辑/16
135图形与效果/17
14典型机械装备虚拟现实设计对象/17
141煤矿综采装备的典型性/18
142综采三机的结构与功能/19
思考题/21
第2章建模与模型转换关键技术/22
21模型调研与分析/22
22模型构建方法/23
221基于CAD软件的建模/24
222Unigraphics NX介绍/24
223SOLIDWORKS介绍/27
2243ds Max介绍/30
225实例分析/31
23CAD模型与Unity3d模型的转换关键技术/34
231模型修补技术/34
232模型参数设置/35
233模型格式转换/37
思考题/38
第3章场景布置与渲染关键技术/39
31空间坐标体系/39
311世界坐标系/39
312屏幕坐标系/40
313视口坐标系/41
314GUI坐标系/41
32位置布置/41
33材质与纹理/43
331材质类型选择与参数调节/44
332纹理贴图与调整/45
34光照与阴影/48
341光照模式与设置/48
342阴影类型与调整/49
35实时渲染与性能优化/49
351实时渲染技术与效果/50
352GPU特性与渲染管线/50
36粒子系统与特效设计/50
37相机设置与视角控制/52
371相机模式选择与设置/52
372视角控制与移动方式/55
38场景组织与层级管理/56
381场景结构与布局策略/57
382层级管理与节点组织/58
383场景加载与异步操作/59
思考题/60
第2篇基本仿真与复杂仿真
第4章装备虚拟装配关键技术/62
41Transform组件/62
411基本属性介绍/62
412数学相关概念/65
413运动方式与控制方法/66
42装配模型操控技术/69
421选择/69
422平移/70
423旋转/70
424模型路径记录与回放/72
43虚拟装配演示/74
431装配序列与路径规划/74
432动画演示/79
44自动定位约束技术/82
思考题/85
第5章装备运动仿真关键技术/86
51运动仿真的总体思路/86
52父子关系/86
521父子关系的功能/87
522父子关系的构建方法/89
523父子关系的脱离/89
53液压支架的运动仿真/90
531液压支架父子关系的建立/90
532液压支架的姿态解析/94
533液压支架的脚本逻辑/95
54采煤机的运动仿真/100
541采煤机父子关系的建立/100
542采煤机的姿态解析/100
543采煤机的脚本逻辑/101
55刮板输送机的运动仿真/102
551刮板输送机父子关系的建立/102
552刮板输送机的姿态解析/103
553刮板输送机的脚本逻辑/104
思考题/105
第6章基于物理引擎的仿真/106
61物理引擎概述/106
62物理引擎组件介绍/107
621刚体组件的简介和属性/108
622碰撞体组件的简介和属性/109
623触发器组件简介/111
624恒定力组件的简介和属性/111
625关节组件的简介和分类/112
63物理引擎组件的应用/113
631采运机械装备碰撞体实例/114
632采运机械装备触发器实例/117
思考题/118
第7章多机运动仿真关键技术/119
71概述/119
72复杂运动连接关系的机理解析与虚拟应用/120
721装备运动机理的获取/120
722运动机理的虚拟应用/124
73多机运动虚拟感知与约束技术/125
731虚拟传感器的建立/125
732装备间虚拟约束关系的构建/127
74运动虚拟仿真环境设置/127
75实例分析/128
751综采支运装备协同运动仿真/128
752综采支采装备协同运动仿真/131
753综采采运装备协同运动仿真/133
思考题/136
第3篇仿 真 支 持
第8章GUI界面设计关键技术/138
81概述/138
82GUI介绍及使用/139
821GUI基本介绍及特点/139
822GUI基本控件/139
83UGUI介绍及使用/142
831UGUI基本介绍及特点/142
832UGUI基本组件/143
833UGUI基础控件/145
84NGUI介绍及使用/153
841NGUI基本介绍及特点/153
842NGUI核心控件/153
843UI动画/154
85实例分析/155
思考题/159
第9章数据处理关键技术/160
91数据处理概述与软件耦合运行框架/160
92XML与CSV等数据格式传输/161
921XML与CSV数据格式介绍/161
922CSV在Unity3d中的创建、写入、读取、修改/163
923XML与CSV文件的增删/164
93基于MATLAB的数据传输与计算/171
931MATLAB简介/171
932动态链接库封装（DLL）/171
933MATLAB运行文件解算以及数据传输/171
94SQL Server与SQLite数据传输/173
941SQL Server与SQLite介绍/173
942与Unity3d通信耦合/174
943Unity3d与SQL Server的数据交互/178
95其他数据处理方式/179
951基于C#的
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| 內容試閱：
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2022年10月，工业和信息化部等五部门联合印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022—2026年）》，支持虚拟现实技术在设计、制造、运维、培训等产品全生命周期重点环节的应用推广，加速工业企业数字化、智能化转型。作为新一代信息技术的前沿方向，虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术凭借其“3I”特征——沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）和构想性（Imagination），为机械装备研发、设计、生产、管理、制造和服务等环节带来了深刻影响。基于虚拟现实技术，可实现车间/产线布局规划、流程决策/工艺节拍提前模拟/优化、工人操作安全培训、高效清晰实时监控运维等，极大地推动了机械装备制造业的两化融合发展。
本书面向战略性新兴领域“高端装备制造”卓越工程师人才培养需求，以新工科建设为中心，以新一代信息技术虚拟现实与机械工程专业深度融合为特点，以编者在智能煤机领域长期积累的科研成果为基础，基于目前使用广泛且实用性强的Unity3d仿真引擎，系统性地分为“概述与准备基本仿真与复杂仿真仿真支持跨平台设计与发布”4篇12章，能够让学生将本书的内容与前期学习的“机械设计”“机械制造”“机电传动”“计算机三维辅助设计”等课程的相关知识紧密结合。通过案例学习，学生可快速掌握机械装备的虚拟现实仿真理论与实用技术，达到理论与实践相结合的目标。
机械装备虚拟现实设计是一项复杂的系统工程，涉及众多环节。因此，根据机械装备虚拟现实设计的实施流程对本书的编写逻辑与思路进行梳理，将全书分为“概述与准备基本仿真与复杂仿真仿真支持跨平台设计与发布”4篇12章，如图01所示。本书各篇开头设有该篇内容的梗概，以阐明该篇在机械装备虚拟现实设计实施流程中的地位与作用。全书各章均包含配套实例分析，以便学生快速掌握机械装备领域相关产品的虚拟现实设计技术。
图01本书的编写逻辑与思路
图01本书的编写逻辑与思路（续）
本书的主要特色：以采煤机和液压支架等典型的煤机装备为案例，全面介绍了Unity3d仿真引擎的建模、场景搭建、装配仿真、运动仿真、界面设计、AR设计和多平台发布等功能，让学生掌握机械装备虚拟现实设计方法；除基本的仿真实用技术外，还设置了数据处理、人机交互、数据驱动等章节，以呼应数字孪生、信息物理系统与工业元宇宙等其他新一代信息技术，引导学生完成由机械装备“虚拟现实设计”到“数字孪生设计”的思维跨越与转变，培养其自主创新意识。
本书由太原理工大学组织编写，王志华和王学文担任主编，谢嘉成和李娟莉担任副主编，李博、沈卫东和刘曙光为参编。王志华和王学文共同拟定了本书大纲，王学文和谢嘉成对全书进行了统稿；王志华编写了第1章和第7章，王学文编写了第4章、第6章和第11章，谢嘉成编写了第9章和第10章，李娟莉编写了第3章和第5章，李博、沈卫东和刘曙光分别编写了第2章、第8章和第12章。
本书中的部分研究成果得到了中央引导地方科技发展资金项目（综采装备数字孪生虚实映射智能监控理论与方法）、山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目（智能综采平行仿真“感—决—控”技术与系统）、山西省科技成果转化引导专项项目（面向设计装配与状态监测的煤机装备虚拟现实技术成果转化）、山西省回国留学人员科研资助项目（煤矿综采装备数字孪生智能监控调度决策关键技术与系统）等的资助。
由于编者水平所限，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。
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