模擬演練與3D培訓(xùn)系統(tǒng)方案

1、模擬演練與 3D 培訓(xùn)系統(tǒng)方案煤科集團沈陽研究院有限公司2014/2/28、模擬演練技術(shù)資料1.系統(tǒng)型號T_通道長度-多功能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)2.系統(tǒng)簡介“3D-VR煤礦事故仿真和安全培訓(xùn)演練系統(tǒng)”是我院與澳大利亞新南威爾 士大學(xué)合作開發(fā)的一套應(yīng)用于煤礦安全培訓(xùn)的大型沉浸式仿真演練 系統(tǒng)。我院通過借助UNSW新南威爾士大學(xué)）的世界領(lǐng)先技術(shù)及軟硬件 平臺，開發(fā)出符合我國國情的煤礦安全培訓(xùn)模塊。 本系統(tǒng)可由危險識 別、災(zāi)害模擬、自救逃生、救護救援等多個安全培訓(xùn)模塊組成，本系 統(tǒng)模塊是按照國家煤礦安全規(guī)程和新編煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)教材編制 而成。采用虛擬現(xiàn)實（VR技術(shù)、360度環(huán)屏投影播放技術(shù)、12.1DMX

2、-135A仿真模擬與演練評價系統(tǒng)說明DMX-135 A環(huán)繞立體聲技術(shù)、3D電影技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)同處理技術(shù)為煤礦工人 安全和技能培訓(xùn)提供一流的“沉浸式”培訓(xùn)環(huán)境，將安全培訓(xùn)裝備 和質(zhì)量提升到一個嶄新的水平。通過使用本系統(tǒng)，創(chuàng)建一個逼真的虛擬現(xiàn)實世界，使學(xué)員在體驗 各種真實場景同時，學(xué)習(xí)各模塊相關(guān)操作知識，認(rèn)識災(zāi)害的發(fā)生、發(fā) 展過程及危害，并通過問答式的交互學(xué)習(xí)，快速掌握每個模塊的操作 步驟及要點。從而提高礦工的整體技術(shù)水平、思想素質(zhì)、及各種突發(fā) 狀況的應(yīng)對能力，從而使煤礦整體操作能力及防范意識得到提高，真正進(jìn)入規(guī)范化管理階段，降低各種事故發(fā)生的概率。Perfect*DMX-135多功能模擬訓(xùn)練

3、系統(tǒng)通道總長135米，分三層，旨在通過仿真救災(zāi)現(xiàn)場的嚴(yán)峻條件，人為設(shè)置測試科目，使訓(xùn)練人員背負(fù)呼 吸器，在黑暗、噪音、濃煙、高溫的模擬條件下，按照預(yù)先設(shè)定的工 作程序，完成正確穿越各種障礙，并按規(guī)定動作完成搶險、傷員營救 等工作。它可以測量出訓(xùn)練人員最大身體承受能力和心理承受能力， 評定受訓(xùn)人員能否正確使用呼吸器及搶險救援任務(wù)等的完成情況。使用該訓(xùn)練系統(tǒng)對救護隊員進(jìn)行經(jīng)常性的訓(xùn)練，可以增加各種救 援裝備的使用經(jīng)驗，提高在各種復(fù)雜環(huán)境下的搶險救援能力， 增強救 護隊員的身體素質(zhì)及心理素質(zhì)，從而使受訓(xùn)人員在搶險救援的實戰(zhàn)過 程中提高其在突發(fā)事故時的作戰(zhàn)能力、應(yīng)變能力和心理承受能力，最 終達(dá)到保護自

4、身安全，順利完成搶險救援任務(wù)的目的。3.技術(shù)指標(biāo)3.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：040C;相對濕度：40%70%溫度變化率：小于10C/h，且不得結(jié)露；大氣壓力：80106kPa;3.2供電電源額定電壓：380V,允許偏差士10%諧波：不大于5%頻率：50Hz,允許偏差士5%3.3系統(tǒng)組成系統(tǒng)由以下部分組成：金屬柵網(wǎng)訓(xùn)練主體模擬訓(xùn)練SCAD系統(tǒng)O步進(jìn)跟蹤子系統(tǒng)O煙熱模擬子系統(tǒng)O視像監(jiān)控子系統(tǒng)O聲光控制子系統(tǒng)O體能測試子系統(tǒng)O急救訓(xùn)練子系統(tǒng)O體征遙測及毒氣偵檢子系統(tǒng)O控制及顯示子系統(tǒng)3.4系統(tǒng)構(gòu)成特點341.多功能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)成一個SCAD系統(tǒng)，由主站和遠(yuǎn)程終端 組成。主要優(yōu)勢：由多個分散獨立的子系統(tǒng)

5、集合成一個大系統(tǒng)。3.4.2.煙霧系統(tǒng)、環(huán)境升溫系統(tǒng)、背景光源系統(tǒng)、步進(jìn)跟蹤系統(tǒng)、 電力開關(guān)模擬、氣體泄漏模擬等現(xiàn)場設(shè)備通過485總線與現(xiàn)場控制 終端連接。主要優(yōu)勢：485通訊方式適合工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，可減少布線，提高系統(tǒng)可靠性。3.4.3.所有現(xiàn)場設(shè)備全部通過計算機實現(xiàn)全自動控制。設(shè)備控制分 為兩級，第一級控制：通過現(xiàn)場控制終端觸摸屏。第二級控制：通 過中控主機。主要優(yōu)勢:所有設(shè)備參數(shù)集中顯示、運算、控制、管理。中控主扒-設(shè)備監(jiān)控344.步進(jìn)跟蹤子系統(tǒng)特點1).采用平面天線感應(yīng) 傳感器進(jìn)行人員定位。主要優(yōu)勢：QttAf現(xiàn)場機柜塀段方式.在主ill殆逗笨曲牛fll柜所現(xiàn)坷設(shè)菁邯口氏恒和 揑制梅止攔

6、-通迅 桝 梅 上 時 皚 限常 珂 上 示 謖 缶 逞4=ICE.半常片 制誼苗盡簾.運存旦劇1E孫現(xiàn)場觸摸屏一設(shè)備監(jiān)控鼻口J4AH*環(huán)圭眞農(nóng)刈丼系沆陽研究院匚喜缶監(jiān)量缶監(jiān)量11甲apH | i:11便護廬11|如111古二帥九廿.品可米用非接觸檢測 不受環(huán)境溫度、濕度、噪聲、光線等影響。適合惡劣環(huán)境下工作?？垢蓴_能力強，性能穩(wěn)定可靠。完全克服了 “地板壓力傳感器” 或“地板柔性傳感器”的可靠性低、使用壽命短等致命缺陷 。2）.步進(jìn)跟蹤軌跡與訓(xùn)練視頻同屏顯示。 使訓(xùn)練過程更直觀，更具有 可觀賞性。各系統(tǒng)詳細(xì)配置表：3.5系統(tǒng)功能及技術(shù)參數(shù)3.5.1金屬柵網(wǎng)通道金屬柵網(wǎng)通道為模塊式金屬制造的堅

7、固籠體組成的復(fù)雜通道，通道總長135米，分三層，按照國家應(yīng)急救援中心標(biāo)準(zhǔn)模擬巷道高度設(shè) 計，底層層高1米、二層高2.0m、三層高2.0米，出入口共四個均設(shè)在 底層。根據(jù)空間條件及用戶的不同要求可作調(diào)整、 變換和功能的擴展。 籠體由結(jié)構(gòu)鋼組成框架，籠體四周由邊網(wǎng)封閉，在三層的通道中，設(shè) 置有各種人為路障增加訓(xùn)練難度?？蚣苌虾娃D(zhuǎn)角處設(shè)置方位指示燈，用于引導(dǎo)訓(xùn)練人員辨明前進(jìn)方 向。金屬通道所有邊網(wǎng)都可快速拆卸，用于訓(xùn)練人員在出現(xiàn)意外情況 時救護使用。在通道出口附近設(shè)有電磁活動門， 通過調(diào)整活動門的位 置，可變化出不同的線路。a）通道總長：135mb）障礙設(shè)置“軟梯”、“滑竿”、“爬繩”、“豎井”貫穿

8、一至三層 “爬梯和“長斜梯貫穿二至三層“短斜梯”貫穿一至二層 “巷道”設(shè)置在三層，總長4米，包括斜巷和平巷“獨木橋”設(shè)置在三層，總長4米“圓筒”設(shè)置在底層，內(nèi)徑600mm總長4米“H形隔斷”、“V形隔斷”、“菱形隔斷”、“模擬塌方”、 電子陷阱”等障礙分布于一至三層。管路堵漏模擬裝置、破拆模擬裝置（包括鋼筋、板材的破拆）、 電力故障模擬裝置等路障。c）電磁門參數(shù)：供電電源：直流12V鎖緊力：280KgDMX-135A多功能模擬訓(xùn)練系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成一個SCADA(Supervisory Con trol and Data Acquisiti on由步進(jìn)跟蹤子系統(tǒng)、煙熱模擬子）系統(tǒng)，全名為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)

9、視控制系統(tǒng)。由主站和遠(yuǎn)程終端（RTU組成。主要系統(tǒng)、視像監(jiān)控子系統(tǒng)、聲光模 擬子系統(tǒng)、體能測試子系統(tǒng)、醫(yī)療急救子系統(tǒng)、體征遙測及毒氣偵檢子系統(tǒng)、控制及顯示子系統(tǒng)構(gòu)成。3.521步進(jìn)跟蹤子系統(tǒng)在訓(xùn)練過程中，指揮員及觀摩者需要實時監(jiān)測訓(xùn)練人員的工作狀態(tài)，或當(dāng)訓(xùn)練人員出現(xiàn)異常時，需要緊急采取救援措施。在行進(jìn)線路 上安裝了帶感應(yīng)傳感器，只要有人經(jīng)過，即可在控制臺上顯示出訓(xùn)練 者所在的位置。這樣即使訓(xùn)練中漆黑一片或充滿煙霧，監(jiān)控人員仍能 掌握受訓(xùn)人員所處位置。感應(yīng)傳感器產(chǎn)生的電信號通過遠(yuǎn)程I/O模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過RS48網(wǎng)絡(luò)傳送到中控計算機，由專用監(jiān)控軟件完成顯示、記錄、分 析、對比等功能。a）實現(xiàn)

10、對輸入端135個感應(yīng)傳感器的開關(guān)量檢測。b）步進(jìn)跟蹤軟件功能實現(xiàn)與可編程I/O模塊雙向通訊。步進(jìn)跟蹤過程的顯示記錄；訓(xùn)練人員信息錄入：編號，姓名、年齡、部門、裝備等；顯示訓(xùn)練人員的視頻圖像；顯示訓(xùn)練人員的體征參數(shù)；線路的新建和修改；選擇訓(xùn)練線路、裝備、啟動/停止訓(xùn)練過程、對訓(xùn)練結(jié)果評分； 參數(shù)設(shè)置，包括：每條線路的及格和滿分時間，每次犯規(guī)扣分分值、攜帶裝備的難度系數(shù)、體征參數(shù)的權(quán)重系數(shù)。訓(xùn)練成績的歷史記錄查詢、統(tǒng)計、報表打印。能夠同時對多名訓(xùn)練人員進(jìn)行綜合評分。JW St ffl rt -K鼻鼻AK W H訓(xùn)練人員犯規(guī)記錄H 0AiK YW黠its眾1jiirnn人員管理馬!f KE ife

11、AMM參數(shù)設(shè)定9*1 1I 1iL1*414nUlHPfrt4R4i-n K1 B|L r；i _|1呼*；.1小!*l 2 ! *! -Q-l B XII|*JI廠：竝乙：二:1-wmwvfiw.:A.A W StUffl申fit.不訓(xùn)練線路編輯曙 wa H 釜I潮訓(xùn)”1“他”1乂朋I如丨片 1 WI皆Inr. Tl M.MJI- T II 0沖.Lrii-ilts町*KM llI*si-砒芒St iSEtdH書訃hJ L ! 1 1 .Lh , - 11-1- - 1- -FT*?H誓赴區(qū)諛JT1步講卻ka.aaZ母魯母魯m締締2母齊講対晡30.704母滋刪HF 4c.rah=TWW *s

12、o.eo6歸鱗坤時網(wǎng)謖ic1勺W*t阿10.00S工Tjt*i*ri 2申加S3iO.OD料4i勺甘車時骨臥2孫B仔瞰30.00P 6M.竝 *fc 擾定1蟻囲iIMHi黑It 2B.W3井u農(nóng)衽農(nóng)衽31OXe市號n述* * ift Jt1轉(zhuǎn)歡黑轡時阿設(shè)胃，a.as3也煙禹彌樣擁遲，gE學(xué)倉?0S吋冋ifiif，c.os1 1rirCMBr taCFT VJL 國煙弊數(shù)國W3.522煙熱模擬子系統(tǒng)煙熱模擬子系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)主訓(xùn)練室煙、熱、狀態(tài)顯示、設(shè)備控制。該系統(tǒng)以工業(yè)觸摸屏作為人機界面，用遠(yuǎn)程I/O模塊作為RTU并將所有現(xiàn)場監(jiān)控信號通過RS485總線傳給中控主機a)發(fā)煙裝置參數(shù)發(fā)熱管功率

13、：3000W最大噴射距離：20m煙霧量：400m3/minb)熱風(fēng)機參數(shù)電源電壓：380V風(fēng)量：800m3/h功率：12000W出口風(fēng)速：5m/s溫度范圍：50200C3.5.2.3視像監(jiān)控子系統(tǒng)視像監(jiān)控系統(tǒng)由訓(xùn)練系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的多個視像監(jiān)控點組成，保證監(jiān)控區(qū)域無死角和實現(xiàn)完全黑暗情況下的監(jiān)控。包括紅外攝像機，熱成像攝像機以及與之相配套的云臺、 云臺解碼器。攝像機不僅在正常光 照下可以使用，還可在黑暗、濃煙和高溫環(huán)境下監(jiān)控訓(xùn)練活動。硬盤 錄像機可將整個訓(xùn)練過程錄制下來， 并可在監(jiān)視器上回放。音視頻信 號能通過局域網(wǎng)或因特網(wǎng)傳到遠(yuǎn)程計算機上。a)紅外云臺攝像機參數(shù)電源電壓：12V士5%分辨率：420

14、TVL信噪比：52dB白平衡方式：自動CC元件：Sony1/3英寸伽馬校正：0.45同步方式：內(nèi)同步b）熱成像云臺攝像機參數(shù)分辨率：320X240波長范圍：813卩m熱靈敏度（NETD）: 0.085C幀頻：7.5Hz啟動時間：W7秒功率：6W工作電壓：1432V DCc）云臺解碼器參數(shù)電源電壓：220VACL 10%云臺驅(qū)動電壓：24VA（士10%輸出功率：15W工作溫度：-20C70Cd）硬盤錄像機參數(shù)視頻采集輸入：16路音頻采集輸入：16路與視頻同步 采集幀數(shù)：24幀/秒沈陽研究院咖皿 繃爛輒I縣統(tǒng)1卅T615:36:541.In 曲菲血戒林孫血3 用際績琳也刑3.524聲光模擬子系統(tǒng)聲

15、光模擬子系統(tǒng)是為了渲染火災(zāi)現(xiàn)場的模擬效果，通過設(shè)備中配置的功率放大器和音箱，將預(yù)先錄制的現(xiàn)場背景噪音通過電腦軟件播 放出來，強化訓(xùn)練室的擬音效果。通過各種燈源及聲光控制軟件預(yù)先 設(shè)定的程序，形成明暗變幻、煊彩斑斕光效，以強化訓(xùn)練室的實戰(zhàn)效 果。在訓(xùn)練過程中，為了實現(xiàn)監(jiān)控室內(nèi)指揮員與主訓(xùn)練室受訓(xùn)人員對 話，在主訓(xùn)室和中控室內(nèi)分別設(shè)置麥克風(fēng)和對講音箱。指揮員可以向各有關(guān)位置發(fā)布命令。a）功率放大器參數(shù)電源輸入：AC220V50HZ輸出功率：1200W輸出頻率：2020000Hz視頻監(jiān)控軟件界面創(chuàng)腹道說明=信噪比：85dBb）大功率音箱參數(shù)揚聲器直徑：15靈敏度：97dBW/m頻率響應(yīng)：402000

16、0Hzc）壁掛對講音箱參數(shù)工作電壓70/100V額定功率30W最大聲壓級1042dB有效頻率范圍75Hz20kHzd）閃燈參數(shù)電源：220V/50HZ功率：1500W 2燈管壽命：100萬次e）彩燈參數(shù)功率：300-500W色溫:3000Kf）方位指示燈參數(shù)電源電壓：DC 12V發(fā)光元件：LED矩陣工作溫度：-20C70C3.525控制及顯示子系統(tǒng)基本配置：大屏幕子系統(tǒng)主要由12個12”監(jiān)視器、4個46”大屏幕監(jiān)視器構(gòu)成電視墻。在大屏幕上可顯示現(xiàn)場視頻信號及中控室內(nèi)各計算機顯示畫自動肺調(diào)整范圍1226L/min面。系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控分為本地方式和遠(yuǎn)程方式。在主訓(xùn)室安裝兩個機柜, 所有現(xiàn)場設(shè)備都與電氣

17、柜和控制柜連接。 通過機柜上的觸摸屏可顯示設(shè)備運行狀態(tài)、手動控制設(shè)備起停、運行自動控制程序現(xiàn)場觸摸屏3.526體能測試子系統(tǒng)體能測試子系統(tǒng)（含電動跑步機、動感單車、橢圓機、健身車、磁控踏步機和十站位綜合訓(xùn)練器），為系統(tǒng)訓(xùn)練人員提供體能訓(xùn)練及 測試設(shè)備，并對測試結(jié)果進(jìn)行評價。3.527急救訓(xùn)練子系統(tǒng)a） MZS-30自動蘇生器氧氣瓶額定工作壓力20MPa氧氣瓶容積1L1*頻訶1從口些前用戶吾世跟歸j逐譜_.11照明幻，瞽燈“方轡1*盛鳳機J：, 4滬風(fēng)機0:M人口卅人口吸痰引射壓力值自動呼吸供氣量外形尺寸質(zhì)量b)AJ1自動蘇生器校驗儀正壓力測定范圍：1.47kPa3.43kPa,負(fù)壓力測定范圍：

18、-1.27kPa2.94kPa,引射壓力值范圍：-101.29kPa,流量測定范圍：2.6626.6L/min,儀器質(zhì)量w7.5kg,尺寸(mm 270X260 x420c)模擬人高低電平應(yīng)符合：00.15V、14.8V人工口吹氣持續(xù)時間1秒人工口吹潮氣量：7001000ml人工胸外按深度：4050mm單雙人吹氣、按壓比值：30:2單雙人循環(huán)周期：5個周期/2mi n頸動脈搏動次數(shù)：60次/min自動肺呼吸頻率：1416次/min氣管插管有聲音提示、吸痰聲音提示15L/mi n420 x330 x160 mm8kg3.528體征遙測及毒氣偵檢子系統(tǒng) TE-4000X體征遙測系統(tǒng)由一臺主機和8臺

19、隨身機組成，可同時監(jiān)測8個受訓(xùn)人員。主機可實時顯示手持監(jiān)護儀采集的生理參數(shù)、 波形和手持機電量狀態(tài)。隨身 機體積小巧，易于攜帶。a）體征遙測主機電源：220V士22V, 50/60HZ士1Hz監(jiān)測人數(shù)：8人顯示分辯率：1024X768顯示波形：ECG SP02 RESP波形顯示顏色：任選數(shù)據(jù)顯示：心率、血氧飽和度、血壓、呼吸率、體溫血壓顯示范圍：OmmHg270mmHg血壓測量精度：士3mmHg呼吸顯示范圍：2次/分100次/分呼吸測量精度：士2次/分脈搏顯示范圍：0次/分254次/分脈搏測量精度：士2次/分體溫顯示范圍：0C50C體溫測量精度：士0.2C心電ECGI聯(lián)：1、皿心電掃描速度：2

20、5mm/s 50mm/s心電采樣率：100s/s心電帶寬：0.575Hz(3dB)共模抑制比：80dBSPO顯示范圍：0%99%SPO顯示分辯率：1%SPO測量精度：士3%b)隨身機技術(shù)參數(shù)：電源：DC 6V電池規(guī)格：4節(jié)AA電池連續(xù)工作時間：12小時顯示尺寸：50 x16mm顯示分辯率：128x32mm顯示波形：ECG SPO2 RES可選數(shù)據(jù)顯示：心率、血氧飽和度、血壓、呼吸率、體溫模擬災(zāi)害環(huán)境參數(shù)偵檢系統(tǒng)模擬災(zāi)害環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件、 模擬災(zāi)害環(huán)境參數(shù)發(fā)生器和 若干個模擬災(zāi)害環(huán)境多參數(shù)測試儀組成。系統(tǒng)采用無線發(fā)射與接收模 式，系統(tǒng)軟件可人工或隨機生成模擬環(huán)境參數(shù)，通過發(fā)射器采用無線方式

21、發(fā)射出去，信號可覆蓋200朮1勺范圍。測試儀體積小巧，易于攜帶， 抗干擾能力強，持續(xù)工作時間不少于8小時，可同時接收5種模擬氣體 濃度參數(shù)并在液晶屏上顯示，記錄數(shù)據(jù)可斷電保持。系統(tǒng)組成：PC主機、2個發(fā)射器、8個手持測試儀通信方式：無線發(fā)送接收 發(fā)射器發(fā)射距離：200m發(fā)射器接口方式：USB7式與主機相連發(fā)射器發(fā)射功率：w10mW測試儀接受靈敏度：w-105dbm測試儀重量：250g測試儀分辨率：128X64測試儀存儲量：10組模擬參數(shù)模擬參數(shù)：一氧化碳01000ppm二氧化碳05%氧氣030%甲烷04%硫化氫0100ppm二、三維虛擬仿真培訓(xùn)中心建設(shè)方案一、引言三維虛擬仿真培訓(xùn)中心培訓(xùn)理念：

22、引入先進(jìn)的教學(xué)手段和方法，以學(xué)員為主體，教師為主導(dǎo)，質(zhì)量 為根本，技能培養(yǎng)為核心，注重基礎(chǔ)知識，實踐技能和基本素質(zhì)的培 養(yǎng)。三維虛擬仿真培訓(xùn)中心建設(shè)思路：三維虛擬仿真培訓(xùn)中心建設(shè)的總體思路是從煤礦與安全行業(yè)的 技術(shù)特點和人才需求出發(fā)，以加強基礎(chǔ)、注重素質(zhì)、培養(yǎng)能力、激勵 創(chuàng)新的目標(biāo)，大力推進(jìn)實踐教學(xué)培訓(xùn)體系；強化培訓(xùn)方法和手段的改 革與創(chuàng)新。三維虛擬仿真培訓(xùn)中心建設(shè)目標(biāo)：緊密的結(jié)合礦井生產(chǎn)實際， 不斷探索和建設(shè)具有行業(yè)特色的實踐 教學(xué)培訓(xùn)體系，樹立科學(xué)合理的培訓(xùn)方法和教學(xué)模式， 完善各種考評 體系，建設(shè)高素質(zhì)安全、技能培訓(xùn)梯隊，切實的提高礦工的實踐能力 和安全意識。、建設(shè)方案2.1三維虛擬仿真

23、培訓(xùn)中心建設(shè)概述2.1.1虛擬現(xiàn)實的概念及三維虛擬仿真培訓(xùn)中心煤礦三維虛擬仿真培訓(xùn)是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實即 借助計算機技術(shù)及最新研制的傳感裝置所創(chuàng)建的一種嶄新的模擬環(huán) 境。也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。這種虛擬仿真的環(huán)境是通過計算機圖 形構(gòu)成的三維數(shù)字模型，并編制到系統(tǒng)中生成一個以視覺感受為主， 也包括聽覺、觸覺的綜合可感知的人工環(huán)境， 可以直接觀察模擬環(huán)境 及事物的內(nèi)在變化，并能與之發(fā)生“交互”作用，它是人們通過計算 機對多維信息進(jìn)行可視化體驗與交互的一種全新方式。虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于礦山的安全培訓(xùn)，其基本的思路是在統(tǒng)一的時空 框架下，對真實礦山及相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一理解、表達(dá)與可視化再現(xiàn)。數(shù) 字

24、礦山的核心是在統(tǒng)一的時間參照與空間框架下，科學(xué)有序地組織、 管理、維護和通過三維可視化表達(dá)等多種手段獲取多維的礦山信息， 并建立網(wǎng)絡(luò)分布式共享、協(xié)同與利用機制，形成靈活便捷的數(shù)字方法 和更自然的思維方式。三維虛擬仿真培訓(xùn)中心的基礎(chǔ)應(yīng)用：即利用可視化虛擬現(xiàn)實技術(shù) 沉浸性、交互性和構(gòu)想性的特點，結(jié)合專業(yè)學(xué)科知識，集成數(shù)字多媒 體、三維數(shù)字仿真模型等輔助教學(xué)手段和課件資源，創(chuàng)建體驗式情景 培訓(xùn)的新內(nèi)容和新模式。其直觀易懂，形象生動的認(rèn)知特點符合職教 培訓(xùn)的基本思路。同時為數(shù)字礦山各專業(yè)發(fā)展方向的科研及項目建設(shè)奠定相應(yīng)的基礎(chǔ)。三維虛擬仿真培訓(xùn)中心的高級應(yīng)用及功能擴展： 三維虛擬仿真培 訓(xùn)中心除了作為采

25、礦及安全工程的專業(yè)培訓(xùn)和研究平臺（中心），開 展體驗類培訓(xùn)教學(xué)和項目/成果展示以外?？缮钊胙芯康膬?nèi)容包括： 研究現(xiàn)實礦井向數(shù)字世界的影射，包括研究數(shù)字礦山和虛擬礦井的幾 何模型、物理模型、行為模型的有關(guān)理論和方法；虛擬礦井中多源多 維海量信息的有效處理方法；應(yīng)急救援、逃生避災(zāi)演練及輔助決策應(yīng) 用等。三維虛擬仿真培訓(xùn)中心的核心是以軟件方式構(gòu)建全新的教學(xué)培 訓(xùn)平臺。它比之礦區(qū)培訓(xùn)中心傳統(tǒng)的教具模式 具有利用率高，承訓(xùn)量 大；易維護，內(nèi)容建設(shè)升級周期短且成本較低 等優(yōu)點。2.1.2三維虛擬仿真培訓(xùn)中心功能價值結(jié)合對三維虛擬仿真培訓(xùn)中心及平臺的功能要求/設(shè)計，例舉一 二論述其仿真實踐培訓(xùn)的價值。采用虛

26、擬現(xiàn)實技術(shù)所構(gòu)建的可視化仿真煤礦，首先基于現(xiàn)實的 精確數(shù)據(jù)建立三維模型，嚴(yán)格遵循工程設(shè)計（CAD標(biāo)準(zhǔn)和要求創(chuàng)建 高度逼真的三維場景，對具體煤礦（地表和井下）進(jìn)行仿真“再現(xiàn)”。 采用計算機三維圖形實時渲染技術(shù)，讓學(xué)生如“身臨其境”，以交互 式的方式實現(xiàn)互動教學(xué)，充分體現(xiàn)直觀性、參與性的特點。煤礦被“搬” 到了計算機中，這一全新的數(shù)字方法帶來的是更直觀的信息視野和更 自然的思維方式。平臺與專業(yè)知識的結(jié)合，符合實驗教學(xué)改革的思路和要求。系統(tǒng)特性：(1)仿真再現(xiàn) 將礦井還原再現(xiàn)到電腦上，礦井形于指掌間。真實的工業(yè)廣場、洗煤車間、井下巷道、機電硐室、采/掘工作面應(yīng)有盡有。(圖為仿真再現(xiàn)的三維數(shù)字化地面生

27、產(chǎn)系統(tǒng))(2)生動直觀系統(tǒng)采用全三維數(shù)字模型表達(dá)對象，簡化了學(xué)生 對復(fù)雜礦井系統(tǒng)的理解和認(rèn)知。無需想象，直觀顯現(xiàn)。（3）人機交互式視口與操作互動，所見即所得，所得及所見。檢索靈動，導(dǎo)（虛擬仿真的場景和對象可通過輸出設(shè)備， 比如鼠標(biāo)鍵盤、操作手柄、 及多點觸摸屏與操作演示者實現(xiàn)人機互動。通過旋轉(zhuǎn)、縮放、平移、定位等交互式操作實現(xiàn)對場景對象靈 活得全視角觀摩和演示。）2.1.3三維虛擬仿真培訓(xùn)中心培訓(xùn)形式的優(yōu)點1）人機交互，視窗與操作互動，以融入與體驗的方式獲得專業(yè) 技能和安全知識。2）提供認(rèn)知的信息更豐富，比書本（講義）生動且與生產(chǎn)實際 緊密結(jié)合。3）在軟件中上設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，以全新的教案形式表達(dá)

28、專業(yè)知識 的難點，直觀易懂，寓教于樂。其咼度的臨場感和參與性是該虛擬仿 真培訓(xùn)系統(tǒng)的一大特點。4）作為模擬危險性場所（高瓦斯突出礦井）實習(xí)認(rèn)知新方式，具有實踐安全性高、教學(xué)低成本的優(yōu)點。在仿真再現(xiàn)的基礎(chǔ)上，探究對煤礦潛在信息數(shù)據(jù)的挖掘與直觀表 達(dá)。由表及里，最大限度地讓學(xué)員了解礦山規(guī)劃、生產(chǎn)經(jīng)營及安全監(jiān) 測管理的全過程。如：對井下通風(fēng)、運輸、排水、防塵、壓風(fēng)、緊急 避險、抽放瓦斯管路系統(tǒng)、井下避災(zāi)路線實現(xiàn)三維立體繪制和動態(tài)演 示等。礦床三維空間分布與采區(qū)設(shè)計及成礦歷史演變仿真演示；安全事故案例及應(yīng)急預(yù)案仿真分析等。在礦井仿真平臺的基礎(chǔ)上，結(jié)合專 業(yè)特點，進(jìn)一步地設(shè)計和制作仿真教學(xué)課件， 擴展和

29、豐富教學(xué)資源及 實驗內(nèi)容。這種以新技術(shù)為支撐的專業(yè)應(yīng)用，對提高教學(xué)質(zhì)量和實驗 水平具有積極的意義。因此，三維虛擬仿真培訓(xùn)中心也作為體驗類培 訓(xùn)教學(xué)輔助工具研發(fā)設(shè)計的基地（中心），為開創(chuàng)具有行業(yè)特色的培 訓(xùn)資源建設(shè)和培訓(xùn)模式革新提供支持。2.1.4系統(tǒng)的應(yīng)用定位一一三維虛擬仿真培訓(xùn)中心總體規(guī)劃三維虛擬仿真培訓(xùn)中心是以一系列三維虛擬仿真軟硬件系統(tǒng)為 主要裝備，針對以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)的復(fù)雜人-機-環(huán)境交互系 統(tǒng)進(jìn)行模擬、仿真、測評和研發(fā)，立足于構(gòu)建各種人機界面進(jìn)行近似 真實虛擬體驗教學(xué)與培訓(xùn)。通過視覺的感官體驗來加深對專業(yè)知識的 學(xué)習(xí)和對復(fù)雜系統(tǒng)的感知。三維虛擬仿真培訓(xùn)中心也將作為數(shù)字礦山 專題培

30、訓(xùn)和一系列研究類專題的重要部分和輔助平臺， 培養(yǎng)教員運用 新方法解釋復(fù)雜問題的思路和基本能力， 特別是自己動手進(jìn)行研究類 培訓(xùn)專題的設(shè)計、運行、總結(jié)和提高。同時三維虛擬仿真培訓(xùn)中心還 可作為其他專業(yè)方向教學(xué)研發(fā)中心和實驗平臺， 開展體驗類教學(xué)培訓(xùn) 課題成果展示。通過一定時期的發(fā)展面向行業(yè)企業(yè)或兄弟礦井提供專 業(yè)服務(wù)。2.2系統(tǒng)應(yīng)用及三維虛擬仿真培訓(xùn)中心的構(gòu)建（要素）系統(tǒng)應(yīng)用及三維虛擬仿真培訓(xùn)中心建設(shè)以顯示硬件為基礎(chǔ)，平臺 軟件與二次開發(fā)應(yīng)用為核心。因此這部分建設(shè)內(nèi)容包括軟硬件兩個部 分。軟件平臺及課件資源的開發(fā)是三維虛擬仿真培訓(xùn)中心創(chuàng)建的重要 內(nèi)容和核心。建立一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是成功進(jìn)行三

31、維虛擬仿真 培訓(xùn)應(yīng)用的關(guān)鍵，而要建立一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，首先要做的是 制訂一個切實可行的視景系統(tǒng)應(yīng)用硬件解決方案。3D視景系統(tǒng)主要是三維顯示硬件系統(tǒng)的集成應(yīng)用。顯示系統(tǒng)硬件是 三維虛擬仿真培訓(xùn)中心建設(shè)中重要的一環(huán)。 作為3D/VR圖形顯示輸出 系統(tǒng)，其核心部分目前較流行的是立體版的高亮度投影顯示系統(tǒng)，它將圖形工作站生成的高分辨率3D/VR場景以大幅立體投影的方式顯 示出來，讓要交互的三維虛擬世界高度逼真地浮現(xiàn)于參與者的眼前， 從而提供一個團體式參與，集體觀看，具有高度臨場感的投入型虛擬 人工環(huán)境，并結(jié)合必要的外部設(shè)備（如數(shù)據(jù)手套、6自由度位置跟蹤 系統(tǒng)或其他交互設(shè)備），參與者可從不同的角度

32、和方位自由地進(jìn)行交 互、操縱，實現(xiàn)三維虛擬世界的實時交互和漫游。221系統(tǒng)概述立體投影系統(tǒng)立體投影分為主動式和被動式立體。被動式立體投影系統(tǒng)是使用兩臺投影機，一臺投射左眼圖像，另外一臺投射右眼圖像，將左 右眼圖像同時投射到屏幕上，投影機鏡頭前安裝偏振光片，使投射 的光線變成偏振光，而觀眾配帶的立體眼鏡的鏡片也是偏振光片， 并且左眼的偏振片與投射左眼圖像的投影機的偏振光片的偏振方 向是相同的，右眼的偏振片與投射右眼圖像的投影機的偏振光片的 偏振方向是相同的，這樣左眼圖像只能透過左眼鏡片，而右眼圖像 也只能透過右眼鏡片，從而使觀眾看到立體的圖像，一般的投影方 式都是由一個圖形通道驅(qū)動一臺投影機。在

33、多投影機的系統(tǒng)中就需 要都投影通道來支持，這就是多通道立體環(huán)幕系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是：系統(tǒng)充分考慮到先進(jìn)性、穩(wěn)定性、實 用性、集成性、可擴展性和經(jīng)濟性等原則，建成一套采用先進(jìn)成熟 的技術(shù)、遵循布局設(shè)計優(yōu)良、設(shè)備應(yīng)用合理、界面友好簡便、功能 有序?qū)嵱?、升級擴展性好的大屏幕融合系統(tǒng)，以達(dá)到既能滿足大屏 幕圖像和數(shù)據(jù)顯示的需求。222設(shè)計依據(jù)系統(tǒng)的友好性和易操作性良好的系統(tǒng)操作界面是必不可少的，中央控制系統(tǒng)是必不可少的, 簡單地使用一個觸摸屏即可操作所有的系統(tǒng)設(shè)備中央控制系統(tǒng)具有 良好的標(biāo)準(zhǔn)性，可以其它硬件設(shè)備無縫連接。系統(tǒng)的可維護性3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)作為一個數(shù)據(jù)可視化和交互中心發(fā)揮著重要的作用，

34、首先是科研工作的重要工具，其次是決策支持的有效手段，同是更可作為企業(yè)宣傳、成果展示、學(xué)術(shù)技術(shù)交流、工作匯報的平臺。所以系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要；另外，由于虛擬現(xiàn)實多通道投影系統(tǒng)的特點，系統(tǒng)需要定期維護，簡潔快速的系統(tǒng)維護性和維護手段對長期使用是非常重要的。本系統(tǒng)采用創(chuàng)凱電子最新的-0403具備幾何糾正和邊緣融合技術(shù)可快速的完成系統(tǒng)的調(diào)試，實現(xiàn)了多通道投影系統(tǒng)最高的可維護性。系統(tǒng)的可靠性投影機作為系統(tǒng)的核心顯示設(shè)備，其可靠性對系統(tǒng)的正常使用至關(guān)重要。本系統(tǒng)采用的投影機，工作穩(wěn)定可靠，故障率低，壽命長， 其平均無故障時間MTB大于25000小時，經(jīng)長時間工作后圖像質(zhì)量（亮 度、色彩、拼接等）不會發(fā)生明

35、顯變化。2.2.3設(shè)計原則為最終使用戶滿意，大屏幕顯示系統(tǒng)應(yīng)遵循如下設(shè)計原則：實用性系統(tǒng)能滿足各種現(xiàn)實和潛在的需求，且達(dá)到滿意的效果?？煽啃韵到y(tǒng)能提供長時間的連續(xù)運行，且穩(wěn)定可靠先進(jìn)性系統(tǒng)的功能和性能達(dá)到同檔次顯示系統(tǒng)的先進(jìn)水平。持續(xù)性選用的高質(zhì)量投影顯示單元和控制器，保證系統(tǒng)的顯示效果長久不變。經(jīng)濟性在滿足需求的情況下，使系統(tǒng)建設(shè)和使用投入的成本盡量小。方便性系統(tǒng)的調(diào)整、使用簡單易行，用戶操作界面友好，操作過程 簡捷，經(jīng)短時培訓(xùn)即可操作使用。224系統(tǒng)主要設(shè)備系統(tǒng)采用世界頂級的顯示技術(shù)方案，使受訓(xùn)人員完全融入到虛擬 的真實場景中，任何設(shè)備、物體均似觸手可及。通過對礦井真實模擬 及安全演練，增

36、強受訓(xùn)人員安全意識，提高受訓(xùn)人員對于安全危險情 況的判斷和處理能力。虛擬場景中的培訓(xùn)內(nèi)容可以根據(jù)實際需要進(jìn)行 調(diào)整，有效達(dá)到教與學(xué)的目的。安裝地點：井上室內(nèi)安裝系統(tǒng)符合室內(nèi)電氣設(shè)施施工標(biāo)準(zhǔn)及要求， 不可安裝于室外工作環(huán) 境。系統(tǒng)采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，結(jié)合3D投影技術(shù)，建立虛擬礦山培訓(xùn)演 練系統(tǒng)，滿足礦山工人日常培訓(xùn)、礦山應(yīng)急救援培訓(xùn)、救護隊員培訓(xùn) 以及其他培訓(xùn)內(nèi)容的需要。系統(tǒng)配備180度半球形環(huán)幕3套，每套直徑3米，高2.65米，硬質(zhì) 幕，增益1.0，分辨率1920*1200工程主動式立體投影機。投影機型號：PD F35 AS3D生產(chǎn)廠家：Projectio n Desig n產(chǎn)地：挪威重要參數(shù)產(chǎn)

37、品類型：工程投影機投影技術(shù)：DLP亮度：8000流明標(biāo)準(zhǔn)分辨率：WUXGA1920*1200）燈泡壽命：經(jīng)濟模式：5000小時，高亮模式：產(chǎn)品噪音：30dB產(chǎn)品重量：12.6kg光源類型：超高壓汞燈投影機特性：3D聚集方式：超廣角鏡：0.80:1，EN12（僅可在 色輪：RGBCMY鏡像和模擬仿真RGBCY.掃描頻率：水平掃描：15-150KHZ垂直掃描 編輯本段詳細(xì)參數(shù)光學(xué)參數(shù)產(chǎn)品類型：工程投影機投影技術(shù)：DLP顯示芯片：美國德州儀器DLP數(shù)字光學(xué)處理投影技術(shù) 投影機特性：3D亮度：8000流明標(biāo)準(zhǔn)分辨率：WUXGA1920*1200）光源類型：超高壓汞燈燈泡數(shù)量：2個燈泡功率：250-30

38、0W（全功率）200-250W （EC自動更換模式）燈泡壽命：經(jīng)濟模式：5000小時，高亮模式：2000小時投影參數(shù)變焦方式：手動變焦聚集方式：超廣角鏡：0.80:1，EN12(僅可在軸上移動)，廣 角鏡頭：無，廣角變焦鏡頭：1.20-1.70:1，EN13(可在軸上移動 或無軸)， 變焦鏡頭：1.70-2.50:1，EN11(可在軸上移動或無軸)， 短程變焦鏡頭：2.50-4.50:1，EN14(可在軸上移動或無軸)，遠(yuǎn)程變焦鏡頭：無，聚焦距離：0.5-無光圈范圍：F=2.1-6.5色輪：RGBCMY鏡像和模擬仿真RGBCY:W畫面演示RGBCW高光亮度的演示掃描頻率：水平掃描：15-150

39、KHZ垂直掃描：48-190HZ電腦兼容性：2560X1600-640X480像素分辨率RGBHV RGBS RGsB視頻兼容性：HDTV( 1080i/p,720p),EDTV( 576p,480p),SDTV( 576i,480i),NTSC PAL SECAM接口參數(shù)輸入端子：2XDual Link DVI(DVI-D)2XHDMI1.3a2XVGA( 15-pin HDDSUB2XHDMI 1.3a1xY PbPr compo nen t video(3xRCA輸出端子：1xus鼠標(biāo)控制，固件升級2x12V(60mA triggers(power / aspect ratio)4X可設(shè)

40、置IR接收器1x有線IR repeateR2x可設(shè)置XPort(前/后)控制端子：1XRJ45 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)端口1xRS232 9-pin DSUB電氣規(guī)格產(chǎn)品噪音：30dB電源性能:AC100-240V 50/60Hz其它參數(shù)外形設(shè)計： 金屬黑，銀色安全認(rèn)證：CE CSA“ C/US,FCC Class A,CCC產(chǎn)品尺寸：376*510*223mm產(chǎn)品重量：12.6kg其它性能: 帶寬：205MHz模擬RG接口帶寬：165 Hz,有DVI的數(shù)字RG接 口環(huán)境參數(shù)工作溫度：0-35 C工作濕度：20-90%存儲濕度：20-90%系統(tǒng)配備立體聲音響系統(tǒng)3套。采用高保真立體音箱系統(tǒng)。系統(tǒng)配備

41、有最為先進(jìn)的觸摸屏幕的遙控器以及帶有體感的輸入 手柄共9套。系統(tǒng)配備NVida有源立體眼鏡9套。NVida是世界最為著名的視頻 硬件系統(tǒng)開發(fā)商，其3D VISION PR（立體眼鏡是當(dāng)前效果最好的主動 式立體眼鏡。3D Vision Pro是NVIDIA顯卡的一項3D立體顯示技術(shù)，是工程級3D解決方案。硬件要求3D Vision對硬件要求比較高，必須具備三個條件：1、必須使用NVIDIA Geforce 8以上顯卡產(chǎn)品；2、必須擁有一臺刷新率為120HZ勺顯示輸出設(shè)備；3、必須購買NVIDIA的3D Vision Pro發(fā)射器及眼鏡。時分法原理：NVIDIA的3D Vision Pro技術(shù)就是

42、通過特殊的眼鏡，在超高速狀 態(tài)下，通過LCD!電后將鏡片調(diào)成不透光的黑色，來分別遮蔽人的左 右眼，讓兩只眼睛看到兩張角度不同的畫面，即當(dāng)屏幕播放左眼畫面的時候右側(cè)鏡片變黑，切換一次后，屏幕播放右眼畫面的時候左側(cè)鏡 片變黑，這樣，快速的切換就保證了到達(dá)左右眼是有細(xì)微差別的圖像。簡單的理解就是NVIDIA讓GeForce顯卡在計算游戲（影片效果是通過 雙攝像頭實現(xiàn)的）時將每一幀計算出兩個不同的畫面，顯示在顯示器 上，然后通過3D Vision眼鏡讓左右眼分別看到不同的畫面，從而給 人眼以錯覺，讓我們的眼睛誤認(rèn)為看到了一個“三維”的物體，從而 實現(xiàn)立體成像技術(shù)的。也就是說，在整個顯示過程當(dāng)中，顯示器

43、要以非常高的頻率輪換 地傳送左右眼圖像，而與此同時3D Vision眼鏡也以同樣高的速度開 關(guān)左右眼的液晶屏，讓人眼看到不同畫面。當(dāng)然，實現(xiàn)這一功能的前 提是您的顯示器也要能夠支持如此高的刷新速度，因此，你的顯示器的刷新率越高越好。一般來說，最少要達(dá)到120Hz以上，這樣，分到 每只眼睛上的刷新率就能夠達(dá)到60Hz以至于不太晃眼。系統(tǒng)配備4D動感座椅，具體體驗人數(shù)及擺放位置可根據(jù)實際情況 量身定制。動感座椅參數(shù)如下：1.可以實現(xiàn)前后、左右、上下的扭轉(zhuǎn)搖擺功能；2.承重：220kg3.上下行程200mm;4.前后最大為25度，左右最大為20度;5.加速度：0.5g;6.最大可以到12HZ勺振動；

44、7.模擬撞擊、顛簸、地震等效果，實現(xiàn)掃腿、耳風(fēng)、前吹風(fēng)，噴霧、振動效果、左右滾轉(zhuǎn)、前后俯仰等功能；8.模擬瞬間墜落和失重的效果；9.向參與者臉上噴射少量的水珠或者水霧10.味道特效（可做備選或預(yù)留升級接口）225系統(tǒng)功能大屏幕顯示系統(tǒng)主要包括圖像處理能力較強和顯示效果很好的投 影顯示單元，以及與之配套的多屏融合控制器。 支持立體與非立體圖 像顯示，支持單屏、跨屏以及整屏顯示，實現(xiàn)圖像窗口的縮放、移動、 漫游等功能。通過顯示單元對圖像獨特的處理方式， 體現(xiàn)在多路信息 的同步顯示能力、系統(tǒng)的超強穩(wěn)定工作能力和強大的軟件支持能力 上。通過融合顯示系統(tǒng)的集成化功能來滿足顯示技術(shù)要求?？稍谛枰?時將融合

45、系統(tǒng)切換成立體融合顯示系統(tǒng)。大屏幕顯示系統(tǒng)支持多路RGBS面、視頻畫面的實時顯示，應(yīng)滿足 基本應(yīng)用要求：1）系統(tǒng)可顯示立體圖像，也可切換到非立體圖像顯示模式2）支持圖形拼接、全屏范圍內(nèi)顯示的圖像無非線性失真。3）圖像融合完整，無錯位。4）支持各種制式的視頻圖像（可顯示錄像機、攝像機、DVD等圖像）和不同分辨率（640X4803072X768）的計算機信號。5）畫面可整屏顯示，也可分屏顯示。用戶可靈活開啟窗口，定 義尺寸，畫面能夠自由縮放、移動、漫游，不受物理拼縫的 限制。采用軟件控制窗口的融合、拼接與分割。6）通過分辨率疊加，大屏幕上能夠顯示超高分辨率的計算機圖 形。7）能夠?qū)⒍嗦份斎胄盘栠M(jìn)行

46、重新組合，再現(xiàn)于顯示組合屏上，信號源的顯示切換過程無停頓、黑屏現(xiàn)象。8）屏幕上的各種應(yīng)用窗口 （RGB窗口、視頻窗口）可任意同RGB圖片文字窗口疊加顯示，并且可任意縮放和移動。9）能在大屏幕上同時顯示多個視頻圖像、計算機圖形，每個窗 口均能以實時、真彩的模式顯示，并可在整屏上漫游、縮放 顯示、或與圖形窗口疊加，畫面無延時，無抖動。10）具有先進(jìn)性、穩(wěn)定性，可連續(xù)工作24小時以上，可一年365天不間斷工作，使用壽命長，易于維護。大屏幕投影顯 示系統(tǒng)軟硬件連接簡單，無需對原系統(tǒng)做任何調(diào)整和改動， 確保整個系統(tǒng)的通用性。226技術(shù)路線:1）演示動畫類：調(diào)研/文字素材整理-繪制分鏡頭劇本-Maya構(gòu)建

47、 場景模型和人物角色-繪制貼圖-場景燈光調(diào)制-調(diào)制動畫和人 物角色-Unity3D虛擬仿真程序編制-交互程序編制-系統(tǒng)集 成-現(xiàn)場安裝應(yīng)用測試-程序調(diào)整-系統(tǒng)運行。2）演示動畫類：調(diào)研/文字素材整理-繪制分鏡頭劇本-Maya構(gòu)建 場景模型和人物角色-繪制貼圖-場景燈光調(diào)制-調(diào)制動畫和人 物角色-渲染序列幀-用Adobe Premiere Pro工具配音-用Combustion校色-影片輸出-系統(tǒng)集成-現(xiàn)場安裝應(yīng)用測試-程序調(diào)整-系統(tǒng)運行。3）視頻教程類：調(diào)研/文字素材整理-繪制分鏡頭劇本-視頻錄制-用Adobe Premiere Pro工具配音-用Combustion校色-影片 輸出-系統(tǒng)集成

48、-現(xiàn)場安裝應(yīng)用測試-程序調(diào)整-系統(tǒng)運2.3三維虛擬仿真培訓(xùn)中心培訓(xùn)系統(tǒng)及培訓(xùn)資源內(nèi)容虛擬仿真培訓(xùn)中心教學(xué)平臺系統(tǒng)及資源建設(shè)要以真實的礦井為 原型，在對礦井及相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一理解、表達(dá)與可視化再現(xiàn)的基礎(chǔ)上， 精心組織、整理各個工種技能及相關(guān)專業(yè)知識，采用全新的可視化表 達(dá)形式將其融匯于中，形成更自然的學(xué)習(xí)思維方式和靈活便捷的數(shù)字 教學(xué)方法。軟件要求利用虛擬現(xiàn)實沉浸性、交互性和構(gòu)想性的特點， 集成個性化培訓(xùn)教案設(shè)計及多媒體表達(dá)，為實踐教學(xué)和培訓(xùn)提供科學(xué)的輔助手段和生動豐富的課件資源。培訓(xùn)內(nèi)容主要包括：1）聞警出動流程2）礦井概況培訓(xùn)、各類事故案例再現(xiàn)3）五大自然災(zāi)害培訓(xùn)、自救互救培訓(xùn)、各類訓(xùn)練演習(xí)流程

49、4）采煤運煤流程培訓(xùn)及救護隊常用設(shè)備、儀器等操作培訓(xùn)5）大型設(shè)備及一般技術(shù)操作2.3.1研究方法及制作要求2.3.1.1建模虛擬現(xiàn)實模型與普通動畫中的模型制作具有一定的區(qū)別。虛擬現(xiàn)實環(huán)境屬于實時渲染，因而模要盡量優(yōu)化，減少不必要的面，從而使 程序更加流暢。但太少的細(xì)節(jié)又將降低場景的真實感，因而需用特殊 建模方法，對模型進(jìn)行處理，進(jìn)而達(dá)到運行流暢且真實性高的效果。231.2材質(zhì)烘焙虛擬現(xiàn)實場景中，為了更加真實地表現(xiàn)燈光、陰影等特殊效果， 不可直接使用Maya 3DS Ma等建模程序的內(nèi)置材質(zhì)，需將材質(zhì)、貼 圖進(jìn)行烘焙，進(jìn)而達(dá)到理想的效果。2.3.1.3法線貼圖模型欲達(dá)到最佳的視覺效果，需對模型的

50、貼圖進(jìn)行Zbrush法線貼 圖處理，從而增強模型的立體感。2.3.1.4動畫制作與普通動制作不同的是， 虛擬現(xiàn)實引擎不能識別所有的Maya 3DS Ma動作腳本，只有一些制作相對復(fù)雜的低級別動畫腳本才能被使用。為適應(yīng)虛擬現(xiàn)實場景中人物的復(fù)雜動畫要求，相似的動作必須制 作若干組，來完善動作的細(xì)節(jié)，由虛擬現(xiàn)實平臺根據(jù)情況調(diào)用不同的 動畫，否則將產(chǎn)生動作不協(xié)調(diào)，甚至跳幀。2.3.1.5程序設(shè)計以Un ity3D為虛擬現(xiàn)實平臺進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，確保系統(tǒng)的功能性與 穩(wěn)定性。2.3.1.6測試與優(yōu)化由于虛擬現(xiàn)實引擎的不同，平臺對模型及動畫的兼容性要求不 同，需經(jīng)過嚴(yán)格的測試。2.3.1.7煤礦的特殊性煤礦屬特殊行業(yè)，模型的建立必須符合現(xiàn)場實際，這與煤礦專業(yè) 知識的掌握是密不可分的。只有充分掌握煤礦專業(yè)知識，且熟練掌握 三維建模、動畫軟件，才能做出可用的場景。231.8制作經(jīng)驗虛擬現(xiàn)實建模、動畫的制作比較復(fù)雜，而一般總項目的工期又相 對較短，因而要盡量避免模型、動畫制作中的失誤造成的工期延誤。本公司專門從事煤礦虛擬現(xiàn)實相關(guān)研究工作，有多年實踐經(jīng)驗， 并有眾多相關(guān)案例，在技術(shù)上提供了保障。2.3.2煤礦安全技術(shù)三維虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)系統(tǒng)主要運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)沉浸性、交互性和構(gòu)想性的特點，結(jié) 合煤礦