虚拟仿真3D辅助设计系统是一种基于计算机技术，利用三维图形生成和交互的工具，它能够为设计师、工程师以及研究人员提供一个高度逼真的模拟环境，进行产品设计、工程分析、性能测试等工作。这样的系统在航空航天、汽车制造、建筑设计、游戏开发等多个领域都有广泛的应用。
在建设虚拟仿真3D辅助设计系统时，主要涉及以下几个核心知识点：
1. **三维建模**：这是虚拟仿真的基础，通过各种建模工具和方法，如线框建模、表面建模、实体建模等，构建出物体的三维几何形状。对于复杂模型，可能还需要使用高级建模技术，如参数化建模和基于特征的建模。
2. **纹理与材质**：赋予三维模型视觉真实感的关键在于纹理和材质设置。纹理是图像信息，用于模拟物体表面的色彩、纹理和图案；材质则涉及到物体的光学属性，如反射、折射、透明度等。
3. **光照与阴影**：通过模拟真实世界的光照条件，如点光源、平行光、环境光等，以及相应的阴影效果，增强场景的真实感。
4. **动画与运动学**：设计系统应能实现物体的动态行为模拟，包括基本的平移、旋转，以及复杂的动力学模拟，如碰撞检测、关节运动、流体动力学等。
5. **交互性**：用户界面是人与系统沟通的桥梁，需要设计直观且高效的交互方式，如鼠标、键盘操作，或者更先进的体感输入设备。
6. **实时渲染**：为了提供即时反馈，系统需具备高性能的实时渲染能力，这涉及到图形处理器（GPU）的优化利用，以及渲染算法的选择，如延迟渲染、前向渲染等。
7. **物理仿真**：在虚拟环境中模拟物体的物理特性，如重力、摩擦力、弹性等，使得设计结果更接近真实世界。
8. **数据接口与集成**：系统应支持与其他软件的数据交换，如CAD软件的导入导出，以及与PLM（产品生命周期管理）系统的集成，确保设计流程的顺畅。
9. **并行计算与云计算**：对于大规模的仿真任务，可以利用并行计算技术加速处理，甚至借助云计算资源，实现分布式计算和资源共享。
10. **可视化分析**：设计结果的可视化呈现是至关重要的，包括数据可视化、结果对比、性能指标的图表展示等，有助于快速理解和评估设计决策。
以上是虚拟仿真3D辅助设计系统建设方案中的关键知识点，每个环节都需要深入理解和专业技能来实现。在实施过程中，还需要考虑系统架构的扩展性、稳定性和安全性，以满足不同项目需求和未来的发展。
