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Giandomenico Caruso
Sviluppo di procedure per l’integrazione dei dispositivi di input 3D nel sistema CAD Unigraphics NX3
Titolo
Sviluppo di procedure per l’integrazione dei dispositivi di input 3D nel sistema CAD Unigraphics
NX3
Keywords
Realtà Virtuale, Digital Mock-up, input 3D, Sistemi CAD, Unigraphics NX3
Sommario
La Realtà Virtuale (VR) è uno strumento tecnologico ormai di uso comune nei processi di sviluppo
prodotto, dalle fasi di revisione dello styling alle fasi di progettazione concettuale, fino alle
validazioni del Digital Mock-up (DMU), prototipo virtuale, nelle fasi avanzate del processo di
progettazione. Ciò che ancora non è stato sufficientemente studiato, è la possibilità di interagire con
il DMU direttamente all’interno dell’ambiente CAD tramite l’utilizzo di periferiche di input 3D.
Nonostante alcuni sistemi CAD, come CATIA V5, abbiano dei moduli di supporto per periferiche
di VR, in molti casi è ancora necessario personalizzare autonomamente le applicazioni per avere le
funzionalità desiderate dall’utente. La presente tesi di laurea ha analizzato le difficoltà e i vantaggi
ottenuti dall’integrazione di tecniche di VR e periferiche di input 3D all’interno dei sistemi CAD
commerciali. Il lavoro che è stato condotto ha analizzato e testato le potenzialità dell’ambiente
CAD Unigraphics NX3 e si è realizzato un plug-in che permette all’utente di interagire con la scena
3D utilizzando periferiche diverse tipiche degli ambienti di VR.
Introduzione
Sebbene oggi alcuni sistemi CAD supportino già la visione stereoscopica per riprodurre
visivamente la profondità della scena, di fatto, gli unici strumenti di interazione 3D utilizzabili sono
gli Spacemouse che, funzionando un po’ come dei joystick a 6 gradi di libertà, agevolano la
manipolazione degli oggetti o del punto di vista. In realtà, grazie alle ricerche condotte nel campo
della Realtà Virtuale e dell’interazione 3D, si è giunti allo sviluppo di periferiche di input 3D più
intuitive e naturali degli Spacemouse. Ma, attualmente, una completa integrazione di periferiche di
input 3D all’interno dei sistemi CAD non è di fatto presente.
L’esigenza di questa innovazione, per quanto possa sembrare più scenica che realmente utile, è
invece molto richiesta in ambito industriale, in particolare durante le fasi di revisione del progetto.
In effetti, grazie alla possibilità di ottenere un modello tridimensionale molto dettagliato, alcune
aziende, soprattutto nei settori automobilistico e aeronautico, si spingono con la progettazione fino a
realizzare dei prototipi digitali completi (DMU) dei loro prodotti ed utilizzano i sistemi VR per
interagire con essi simulandone il funzionamento.
La realizzazione di un prototipo da utilizzare in tali contesti, ha però bisogno di molti passaggi
prima di consentire una perfetta fruizione da parte dell’utente. Gli ambienti VR, infatti, possono
gestire solo modelli tassellati che sono più leggeri e veloci da rappresentare rispetto ai modelli CAD
da cui vengono generati. Purtroppo nel processo cosiddetto di tassellazione, molte delle
informazioni (dati funzionali, vincoli geometrici, proprietà dei materiali, etc.) associate al modello
vanno perdute. Questo, di fatto, impedisce che il prototipo digitale possa essere modificato
nell’ambiente virtuale e per ogni modifica effettuata al CAD sarà necessario tassellare nuovamente
il componente interessato.
Stato dell’arte
Lo studio delle tecniche d’interazione 3D nella progettazione industriale è argomento di ricerca da
circa 15 anni. Fin dallo sviluppo dei primi dispositivi di input 3D, è stata subito esaminata la
possibilità di impiegarli negli applicativi di supporto alla progettazione industriale.
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In particolare ci sono due settori in cui l’interazione 3D ha trovato maggiori applicazioni. Il primo
ha avuto soprattutto un interesse accademico e riguarda la modellazione di forme. Il secondo ha
invece trovato una più vasta applicazione nell’industria e concerne la prototipazione virtuale.
Sachs, Roberts e Stoops [1] sono stati fra i primi a testare i possibili utilizzi dell’interazione 3D
nell’ambito della progettazione assistita al calcolatore sviluppando un sistema per lo sketching delle
superfici chiamato 3-Draw.
L’aspetto interessante di questo approccio risiede nella possibilità di controllare la posizione
dell’oggetto che si sta disegnando proprio come se questo fosse impugnato nella mano non
dominante. Consentire all’utente l’uso coordinato di entrambe le mani rende la manipolazione degli
oggetti più agevole e spontanea.
A proposito dei sistemi di interazione a due mani Leblanc et al. [2] suggeriscono l’uso di uno
Spaceball comandato dalla mano non dominante per la rotazione e la traslazione della scena, mentre
il mouse viene adibito alla manipolazione degli oggetti.
Un altro dei primi interessanti approcci è stato 3DM [3], un software per la modellazione
tridimensionale di forme e superfici creato specificamente per l’uso con gli Head Mounted Display
e i dispositivi di input tridimensionali, che consistono in un tracker della Polhemus per monitorare
le posizioni della mano dominante e della testa e in un mouse a 6 gradi di libertà per interagire con
la scena. L’uso dell’HMD permette di ricreare un ambiente virtuale completamente immersivo che
offre la possibilità di avere una visione completa delle relazioni spaziali fra gli oggetti.
Nel sistema JDCAD [4] la visualizzazione stereoscopica è stata ottenuta con un monitor usato in
combinazione a degli occhiali ad otturatore. Un sistema di tracking individua la posizione della
testa dell’utente in modo da determinare il punto di vista corrente e consentire la corretta
visualizzazione della scena da diverse angolazioni. Un altro sensore del tracker è utilizzato per
individuare la posizione di un puntatore da impugnare nella mano dominante.
Nel 1995 Usoh, Slater e Vassilev [5] crearono un ambiente virtuale completamente immersivo
(basato anch’esso sull’uso degli HMD) in cui l’utente poteva definire una superficie effettuando
uno sweeping con il movimento della mano. Sempre mediante i gesti della mano, l’utente provvede
alla modifica delle superfici create.
Nello stesso periodo Murakami e Nakajima [6] suggeriscono l’uso di un oggetto deformabile
elasticamente come dispositivo di input per la creazione di superfici tridimensionali. Questo
approccio dovrebbe offrire un elevato grado d’intuitività del sistema soprattutto grazie alla
sensazione di feedback tattile data dalla manipolazione dell’oggetto.
Hummels et al. si rivolgono in maniera specifica al settore automobilistico per studiare delle
soluzioni ad hoc che consentano di ridurre i tempi di progettazione e prototipazione della parte
esterna delle vetture, utilizzando due approcci differenti.
In [7] viene invece presentato MOVE-ON, un sistema pensato per permettere ai designer
automobilistici di generare superfici direttamente in 3D offrendo loro una serie di strumenti per la
manipolazione di curve e superfici.
Nel corso degli ultimi anni, presso l’I-CARVE LAB dell’University of Wisconsin-Madison, è stato
implementato un sistema denominato COVIRDS (Conceptual Virtual Design System) [8][9]. Si
tratta di un ambiente virtuale dedicato alla progettazione di componenti meccanici basato sia
sull’uso di modelli parametrici che di free form.
L’approccio offerto in COVIRDS per la manipolazione delle superfici a forma libera rispecchia
quella che viene comunemente definita come la tecnica del Virtual Sculpting.
In [10] Schkolne e Schröder descrivono un sistema per lo sketching delle superfici che si basa
sull’utilizzo di uno speciale guanto come dispositivo di input. Il sistema si avvale di un tavolo (detto
Responsive Workbench) il cui piano è uno schermo retroproiettato che, in combinazione con gli
occhiali ad otturatore, offre un’ampia superficie per la visualizzazione tridimensionale della scena.
Presso il politecnico di Bari si sta conducendo una ricerca in collaborazione con il Fraunhofer
Institute for Computer Graphics in Darmstadt (D) che ha come oggetto lo sviluppo di un sistema
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denominato SpaceDesign [11], nato come evoluzione di ARCADE. SpaceDesign fa uso sia delle
tecnologie di visualizzazione della Realtà Virtuale che di quelle tipiche dell’Augmented Reality. È
stata implementata una serie di tool per lo sketching delle superfici a forma libera e delle tecniche
per vincolare i movimenti del puntatore per ottenere una maggiore precisione nella modellazione.
Presso il V-Lab dell’Università di Bologna [12] è stato realizzato un sistema di visualizzazione
basato su tre schermi retroproiettati che può assumere varie configurazioni a seconda di come sono
posizionati gli schermi. Su questo sistema, denominato Immersive Reconfigurable Room, sono state
poi implementate diverse applicazioni fra cui una per la modellazione di superfici a forma libera.
Mediante l’uso di due guanti collegati a dei tracker elettromagnetici, l’utente può muovere un tool
su una superficie preesistente e, in tal modo, imprimere sulla superficie stessa il profilo dello
strumento.
Presso il Dipartimento di Meccanica dell’Università della Calabria il gruppo di Disegno e Metodi
dell’Ingegneria Industriale sta svolgendo una ricerca indirizzata proprio allo studio di tecniche
d’interazione innovative per la modellazione in VR [13][14][15][16][17][18]. Nello specifico il
campo d’interesse è stato ristretto alla modellazione di curve e superfici a forma libera nell’ambito
delle fasi preliminari della progettazione.
Definizione della problematica
Partendo da queste idee e con queste prospettive si è cercato di individuare quali problemi e
difficoltà potessero essere legate all’integrazione dei dispositivi di input 3D all’interno dei sistemi
CAD. La ricerca è stata svolta analizzando e testando sperimentalmente le potenzialità offerte dal
sistema CAD Unigraphics NX3. In particolare è stata presa in esame la possibilità di estendere le
funzionalità di questo software mediante lo sviluppo di un plug-in di interfacciamento con un
sistema di interazione tridimensionale.
L’idea iniziale è stata quella di utilizzare una mano, modellata in ambiente CAD, che potesse
muoversi nello spazio tridimensionale e potesse “afferrare” e spostare gli oggetti circostanti presenti
nella scena. Queste azioni, per quanto possano sembrare banali hanno posto numerosi interrogativi
durante la ricerca:
• È possibile muovere un componente in tempo reale?
• È possibile rilevare la collisione fra due oggetti?
• L’oggetto selezionato è in grado di muoversi con la mano?
• Si può cambiare il punto di vista per osservare la scena?
Il lavoro svolto si è basato ed è proseguito cercando il modo di compiere queste azioni utilizzando
le funzioni messe a disposizione dal programma.
Il risultato ottenuto è stato soddisfacente. Si è riusciti a realizzare un’applicazione che consenta la
completa interazione tra la periferica 3D e l’ambiente CAD di Unigraphics NX3. La periferica,
infatti, dà la possibilità all’operatore di selezionare gli oggetti presenti nella scena, modificare la
loro posizione e la loro orientazione, modificare lo zoom, il piano di clipping e il punto di vista
della scena.
Difficoltà incontrate
Il problema maggiore riscontrato nell’implementazione software riguarda il modo in cui le NX
Open API permettono di dialogare con il software. I plug-in di Unigraphics NX3, infatti, sono
concepiti per svolgere un task completo e solo al termine del task è possibile riprendere ad
interagire con l’interfaccia utente. L’unica alternativa è rappresentata dalla personalizzazione
dell’interfaccia grafica a cui è possibile associare delle funzioni di callback. Anche questo
strumento, in ogni caso, non si è dimostrato utile all’implementazione di un plug-in che non
bloccasse l’interfaccia utente del CAD. L’esecuzione del plug-in, quindi, inibisce il normale
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funzionamento del sistema CAD Unigraphics NX3 e, di fatto, l’utente è obbligato a compiere le
sole operazioni implementate all’interno del plug-in.
Soluzioni proposte
In precedenza, si è visto come l’utilizzo della realtà virtuale possa aiutare e rendere più rapido ed
economico il processo di prototipazione utilizzando dei componenti e degli oggetti non reali. Il salto
di qualità, cui si vuole pervenire utilizzando l’ambiente CAD, è quello di poter interagire con
componenti che racchiudono al loro interno maggiori informazioni rispetto a quelle contenute negli
oggetti virtuali che spesso si riferiscono alla sola geometria. Bisogna ricordare, infatti, che un
oggetto CAD, oltre alla mera forma geometrica, tiene in considerazione parametri e caratteristiche
che un oggetto in realtà virtuale non potrà mai contenere. Queste caratteristiche sono ad esempio:
dimensioni parametriche e facilmente modificabili, vincoli di assemblaggio, informazioni sul
processo produttivo del componente, dati riguardanti la massa e il materiale utilizzato ecc. Tutto
questo fa si che l’interazione sia più profonda e utile.
L’idea di base è di poter inserire in un ambiente CAD uno strumento capace di rendere gli oggetti
presenti al suo interno più fruibili da parte dell’utente che potrà interagire con loro direttamente
utilizzando le capacità cognitive alla base dell’essere umano. Infatti, per quanto ora l’utilizzo di un
mouse e di una tastiera sia diventato banale per la maggior parte delle persone, non rispecchia i
movimenti e le azioni che si farebbero per spostare qualcosa o per modificare il punto di vista degli
“occhi” che inquadrano la scena. La scelta delle periferiche da utilizzare dovrà quindi per forza
tener conto di questo aspetto in modo da assecondare nella maniera migliore possibile i gesti
compiuti dall’operatore.
Studiando questa possibilità d’integrazione, sono state prese in considerazione varie alternative
nella scelta della periferica.
Inizialmente si è pensato di utilizzare il guanto P5 Glove prodotto e commercializzato dalla
Essential Reality. Le piccole dimensioni del guanto nel suo complesso, la facilità di utilizzo e il
basso prezzo di acquisto ha reso particolarmente adatta questa periferica allo scopo.
Successivamente, ottenuti i risultati attesi, si è voluto rendere tutto il lavoro più generale
svincolandolo dall’utilizzo di un solo tipo di periferica. Quindi si sono utilizzate le librerie VRPN
(Virtual Reality Peripheral Network) per realizzare un driver che si interponesse tra il guanto P5
Glove e il programma Unigraphics NX3. Questo ha permesso di legare il programma CAD alle sole
librerie VRPN che, potendo essere utilizzate da numerose periferiche, di fatto generalizza l’uso
dell’applicazione.
Infine si sono utilizzate due periferiche differenti in grado di riprodurre l’interazione tipica dei 3D
mouse utilizzati spesso dalle aziende durante le fasi di Design review. Questo sistema consiste
nell’utilizzo simultaneo di un semplice joystick e di un sistema di tracking elettromagnetico.
Le periferiche utilizzate sono il sistema di tracking Flock of Birds™ (FOB) della Ascension
Technology Corporation ed un mouse 3D ottenuto modificando un joystick usb della
Thrustmaster®. Entrambe sono state integrate utilizzando le librerie VRPN ma, mentre la prima e
stata utilizzata su un computer in remoto, il joystick è stato collegato localmente. In questo modo, si
è creato uno strumento d’interazione dal quale si potesse rilevare contemporaneamente la posizione
nello spazio e lo stato dei pulsanti. Questo consente, con l’utilizzo di una sola mano, di muoversi e
di interagire in maniera semplice e rapida con l’ambiente CAD.
Le periferiche sopra descritte, per soddisfare le esigenze dell’applicazione realizzata, sono state
integrate in un unico sistema d’interazione.
Si è pensato, infatti, di costruire una sistema simile al mouse 3D utilizzato dalla Elasis [19] durante
le simulazioni di smontaggio componenti da autoveicoli in ambiente virtuale. Il mouse 3D, quindi,
già esiste sul mercato ma il suo costo è elevato soprattutto se paragonato al prezzo di acquisto di un
comune joystick come quello che è stato preso in considerazione.
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Per effettuare le modifiche richieste è bastato solamente separare la cloche dalla base e, utilizzando
un cavo di 4 metri multipolare, si è ripristinato il collegamento elettrico tra i due elementi con delle
semplici saldature.
Successivamente è stato inserito, all’interno della cloche, uno dei sensori del FOB per rendere così
tracciabile nello spazio la posizione e l’orientazione del joystick.
Joystick modificato
Posizionamento sensore FOB
all’interno del Joystick
Il secondo sensore del FOB è stato applicato ad un archetto di cuffia per essere indossato
dall’operatore. Questo secondo sensore serve per monitorare la posizione della testa.
Dal punto di vista software, invece, il programma realizzato non è altro che una libreria dinamica
eseguita internamente da Unigraphics NX3. L’applicazione interagisce con un qualsiasi assemblato
presente nella sessione, ma, inizialmente, è necessario effettuare alcune procedure manuali per
definire in maniera corretta tutti gli elementi presenti nella scena.
Bisogna inserire, all’interno del complessivo, un componente che riproduca la mano dell’operatore.
Per questo motivo è stato scelto un modello che potesse rappresentare il 95% della popolazione e
cioè il cosiddetto 95° percentile. La geometria della mano virtuale è stata dunque generata dal
software Jack 4.0 della UGS, un applicativo per le analisi ergonomiche in grado di creare modelli in
base a rilievi statistici sulle misurazioni antropometriche che riguardano le dimensioni corporee
ricavate, dalla figura umana, nelle posizioni statiche standard. Questa particolare preferenza è utile
quando si deve considerare, in maniera scientifica, l’ingombro della mano che si muove all’interno
dei componenti.
Le funzioni principali dell’applicazione sono essenzialmente due e sono richiamate all’interno del
codice ottenuto con la procedura guidata per la creazione di plug-in per Unigra-phics NX3. La
prima serve ad inizializzare tutto il processo e viene eseguita una sola volta dal programma. La
seconda, invece, racchiude tutte le funzionalità dell’applicazione che sono richiamate ciclicamente
in base al tipo di pulsante premuto e alla posizione che la mano ha rispetto a gli altri componenti.
Per evitare il sovraccarico della CPU a causa della natura ciclica dell’applicazione, è stata inserita la
funzione Sleep, presente nelle librerie di Windows, che consente di temporizzare l’esecuzione dei
processi.
Il programma utilizza anche la libreria dinamica, vrpn_NX3.dll, appositamente creata per acquisire
i dati dal server VRPN.
Per questo motivo è stata definita una struttura, chiamata vrpn_data, che contiene, al suo interno,
tutti i dati di interesse.
typedef struct {
double pos[3];
float RotMat[3][3];
int button[4];
float pov;
} vrpn_data;
//x,y,z of the hand
//rotation matrix
//selectionable button
//value of pov button
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Come si deduce dai commenti scritti sul codice, i dati presi in considerazione sono la posizione, la
matrice di rotazione provenienti dal sistema di tracking, e lo stato dei pulsanti provenienti dal
joystick
Per acquisire e aggiornare i valori della struttura, è stata creata la funzione vrpn_get_data che ha
come unico argomento il numero del sensore da monitorare e ritorna la struttura dati richiesta.
Un aspetto importante che è stato subito affrontato nell’implementazione del codice riguarda la
necessità di avere la posizione della mano virtuale sempre coerente con la posizione della mano
reale. Per far si che questo avvenga è necessario svincolare la geometria della mano virtuale dai
cambiamenti del punto di vista che l’utente può comandare o con il tracking o con il mouse. E’ stata
dunque implementata una funzione che concatena la matrice di trasformazione della vista con
quella dei dati provenienti dal vrpn_client. Il risultato è che la posizione della mano dell’operatore
sarà sempre coerente con la mano visualizzata sul monitor.
Dopo aver letto e formattato i dati in ingresso, si è utilizzata la funzione
UF_ASSEM_reposition_instance che consente di indicare una nuova origine ed un nuovo sistema
di riferimento ad un’istanza presente nell’assemblato. L’istanza non è altro che un modo, utilizzato
da Unigraphics NX3, per identificare in maniera univoca un oggetto all’interno di un assemblato
dove è possibile trovare più componenti uguali aventi lo stesso nome.
Utilizzando ciclicamente questa funzione, è stato possibile, quindi, simulare accuratamente il
movimento della mano nello spazio.
Per migliorare l’aspetto del componente in movimento, si è utilizzata anche la funzione
UF_VIEW_update_view che aggiorna la visualizzazione.
Ad ogni movimento della mano è necessario verificare se questa collida con qualche parte
dell’assemblato presente nella scena. Il risultato dell’analisi delle collisioni viene memorizzato in
summary, struttura di tipo NX Open API, e in base al numero di interferenze trovato vengono
effettuate tre tipi di operazione. Se il numero d’interferenze è maggiore di zero allora il
componente, presente nella lista memorizzata in summary, viene colorato di blu e il suo colore
originale viene memorizzato in variabile per essere successivamente ripristinato. Se la mano collide
con più componenti allora è possibile, premendo il tasto 3 del joystick, selezionare ciclicamente
tutti gli oggetti presenti nella lista. Quando invece non ci sono collisioni e precedentemente è stato
selezionato un oggetto, la funzione ripristina il colore originario del componente.
Per poter effettuare il picking, ovvero la movimentazione dei componenti selezionati è necessario
collegare il movimento dell’oggetto con quello della mano. Questo è stato ottenuto andando a
modificare la posizione gerarchica dell’oggetto nella struttura del prodotto. Si è creata la funzione
link_obj, avviata dalla pressione del tasto 1 sul joystick, che colora il componente selezionato di
rosso e lo rende “figlio” di un nuovo assemblato di cui la mano è “genitore”. L’oggetto viene quindi
rimosso dall’insieme iniziale e viene inibita la funzione di analisi delle collisioni. In questa
operazione è anche necessario effettuare alcune trasformazioni sui sistemi di riferimento per fare in
modo che nel cambiamento di posizione nella gerarchia dell’assemblato il componente resti
comunque fermo nello spazio 3D. La posizione gerarchica e il sistema di riferimento iniziale
devono essere memorizzati per poter poi essere correttamente ripristinati alla fine delle operazioni
di movimentazione.
Risultati ottenuti e loro innovatività
I risultati ottenuti sono senz’altro incoraggianti. L’utente può interagire direttamente e in maniera
naturale con i componenti creati con il sistema CAD Unigraphics NX3 all’interno del suo stesso
ambiente.
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Esempi di interazione durante i test
Non è più necessario trasferire i modelli in ambienti diversi come quelli di realtà virtuale, riducendo
sensibilmente i tempi dovuti alla conversione del modello CAD in tassellato e svincolando
l’operatore dalla necessità di dover utilizzare due software differenti.
La fluidità delle immagini in movimento garantisce il perfetto sincronismo tra la mano dell’utente e
il modello ricreato all’interno dell’assemblato. Sotto questo punto di vista, le prestazioni
dell’applicazione sono quindi buone e, anche se il modello utilizzato per i test non è particolarmente
complesso, bisogna considerare che non è stato utilizzato un hardware particolarmente “potente”
ma un “semplice” PC. Per questo motivo già ora il programma potrebbe essere utilizzato con
assemblati più complessi rispetto a quelli utilizzati nelle prove e nei test.
Già allo stato attuale, dunque, le funzionalità offerte dal plug-in rappresentano un utile strumento
per interagire con Unigraphics NX3 durante le sessioni di design review. Durante queste riunioni,
infatti, è abitudine che le persone coinvolte stazionino di fronte allo schermo mentre un operatore
alla consolle di controllo comanda il CAD per modificare la vista, effettuare sezioni o spostare
componenti. Con questo strumento invece sarà possibile comandare, in maniera naturale ed intuitiva
il CAD, senza la necessità di impartire gli ordini all’operatore della consolle.
I risultati ottenuti dimostrano che, nonostante le limitazioni connesse alle API, già nell’immediato si
possono sviluppare e ampliare, in maniera significativa, le potenzialità dell’applicazione realizzata.
Si potrà, ad esempio, continuare lo sviluppo del supporto per i data glove in modo da consentire
all’operatore di poter muovere le dita della mano virtuale, aumentando così il grado di interazione
con gli oggetti della scena.
Potranno essere introdotti vincoli funzionali per simulare il movimento di cinematismi o,
comunque, evitare la compenetrazione degli oggetti rendendo i movimenti e le interazioni sempre
più realistiche.
Potrà essere migliorata la fase preliminare in cui si prepara l’assemblato prima di eseguire
l’applicazione. Rendendo automatica o interattiva la scelta degli oggetti, con cui si vuole interagire,
e utilizzando altri modi per evidenziare lo stato degli oggetti, evitando di imporre un colore iniziale
al componente stesso, tutto il processo diventerà più rapido e facile da usare.
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Riferimenti bibliografici essenziali
[1] Sachs E., Roberts A., Stoops D.: 3-Draw: A Tool for Design 3D Shapes. IEEE
Computer Graphics & Applications, Vol. 11, n° 11,
pp.18-26, 1991.
[2] Leblanc A., Kalra P., Magnenat-Thalmann N., Thalmann D.: Sculpting with the “Ball
and Mouse”. Metaphor Graphics Interface pp. 152-159, 1991.
[3] Butterworth J., Davidson A., Hench S., Olano T. M.: 3DM: A Three Dimensional
Modeler Using a Head-Mounted Display. Proc. 1992 Symposium on Interactive 3D
Graphics, Cambridge, Massachusetts, pp. 135-138, March 29 – April 1 1992.
[4] Liang J., Green M.: JDCAD: A Highly Interactive 3D Modeling System. 3rd
International Conference on CAD and Computer Graphics, Beijing, China, pp. 217222, Aug. 1993.
[5] Usoh M., Slater M., Vassilev T.: Collaborative geometric modelling in immersive
virtual environments. Eurographics Workshop, 1995.
[6] Murakami, T., Nakajima, N.: Direct and Intuitive Input Device for 3-D Shape
Deformation Human Factors in Computer Systems. CHI ‘94, Boston, pp. 465-470,
1994.
[7] Hummels C., Paalder A., Overbeeke C., Stappers P. J., Smets G.: Two-Handed
Gesture-Based Car Styling in a Virtual Environment. ISATA, pp. 227-233, 1997.
[8] Dani T. H, Gadh R.: A Conceptual Virtual Design System Computer Aided Design.
COVIRDS, Vol. 29, n° 8, pp. 555-563, 1997.
[9] Dani T. H., Wang L., Gadh R.: Free-form surface design in a Virtual Reality
Enviroment. Proc. Of ASME ’99 Desing Engineering Technical Conferences, 1999.
[10] Schkolne S., Schröder P.: Surface Drawing Caltech Department of Computer
Science. Techical Report CS-TR-99-03, 1999.
[11] Fiorentino M., de Amicis R., Monno G., Stork A.: Spacedesign:
A Mixed Reality Workspace for Aesthetic Industrial Design. In Proceedings of IEEE
and ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality, Darmstadt,
Germany,
Sept. 30 – Oct. 1 2002.
8
Giandomenico Caruso
Sviluppo di procedure per l’integrazione dei dispositivi di input 3D nel sistema CAD Unigraphics NX3
[12] Liverani A., Piraccini G.: Full-Scale Surface Modeling in Virtual Reality. In
Proceedings of 12th International Conference on Design Tools and Methods in
Industrial Engineering, Rimini, Italy,
Sept. 5-7 2001.
[13] Bruno F., Luchi M. L., Muzzupappa M., Rizzuti S.: The over-sketching technique for
free-hand shape modelling in Virtual Reality. In Proceedings of Virtual Concept
2003, Biarritz - France, Nov. 5-7 2003.
[14] Bruno F., Luchi M. L., Muzzupappa M., Rizzuti S.: Interactive modification of freeform curves and surfaces in virtual environment. In Proceedings of XIII ADM-XV
INGEGRAF International Conference on Tools and Methods Evolution in
Engineering Design, Cassino-Napoli-Salerno, June 03-06 2003.
[15] Bruno F., Muzzupappa M., Rizzuti S.: Disegnare in Realtà Virtuale: L’esperienza
dell’Università della Calabria. In Disegno e Design Digitale, anno 2, n° 7 lug/set
2003.
[16] Bruno F., Muzzupappa M., Postorino P., Rizzuti S.: VEIS: Virtual Environment for
Interactive Sketching. In Procedings of First Annual Conference of Eurographics
Italian Chapter, Milano - Italy, July 11-12 2002.
[17] Bruno F., Luchi M. L., Muzzupappa M., Rizzuti S.: A Virtual Reality desktop
configuration for free-form surface sketching. In procedings of XIV Congreso
Internacional de Ingeniería Gráfica - Santander, España, June 5-7 2002.
[18] De Amicis R., Bruno F., Stork A., Luchi M. L.: The 3D Eraser Pen: A New
Interaction Paradigm for Curve Sketching in 3D. In Procedings of 7th International
Design Conference, Dubrownik - Croatia,
May 14-17 2002.
[19] http://www.elasis.it/
9