虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備搭建和內(nèi)容制作整體解決方案報(bào)告書

1、.wd圖像提供虛擬仿真教學(xué)硬件設(shè)備搭建和內(nèi)容制作整體解決方案【虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)系統(tǒng)組成】：建立一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是成功進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的關(guān)鍵，而要建立一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，首先要做的工作是選擇確實(shí)可行的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)解決方案。圖像根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)在含義和技術(shù)特征，并結(jié)合多年的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)建立經(jīng)歷，最新推出的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)系統(tǒng)提供以下組成： 虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺(tái)：一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都需要有一套功能完備的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，一般包括兩個(gè)局部，一是硬件開發(fā)平臺(tái)，即高性能圖像生成及處理系統(tǒng)，通常為高性能的圖形計(jì)算機(jī)或虛擬現(xiàn)實(shí)工作站；另一局部為軟件開發(fā)平臺(tái)，即面向應(yīng)用對(duì)象的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)。

2、開發(fā)平臺(tái)局部是整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心局部，負(fù)責(zé)整個(gè)VR場(chǎng)景的開發(fā)、運(yùn)算、生成,是整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)最 基本的物理平臺(tái)，同時(shí)連接和協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的其它各個(gè)子系統(tǒng)的工作和運(yùn)轉(zhuǎn)，與他們共同組成一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)局部在任何一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中都不可缺少，而且至關(guān)重要。虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)：·高性能圖像生成及處理系統(tǒng)·具有沉浸感的虛擬三維顯示系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常有多種顯示系統(tǒng)或設(shè)備，比方：大屏幕監(jiān)視器、頭盔顯示器、立體顯示器和虛擬三維投影顯示系統(tǒng)，而虛擬三維投影顯示系統(tǒng)那么是目前應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)要求應(yīng)用系統(tǒng)具備沉浸性，而在這些所有的

3、顯示系統(tǒng)或設(shè)備中，虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是最能滿足這項(xiàng)功能要求的系統(tǒng)，因此，該種系統(tǒng)也最受廣闊專業(yè)仿真用戶的歡迎。虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是目前國際上普遍采用的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真實(shí)現(xiàn)手段和方式，也是一種最典型、最實(shí)用、最高級(jí)別的投入型虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)。這些高度逼真三維顯示系統(tǒng)的高度臨場(chǎng)感和高度參與性最終使參與者真正實(shí)現(xiàn)與虛擬空間的信息交流與現(xiàn)實(shí)設(shè)想。虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng)多自由度實(shí)時(shí)交互是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最本質(zhì)的特征和要求之一，也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的精華，離開實(shí)時(shí)交互，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用將失去其存在的價(jià)值和意義，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與三維動(dòng)畫和多媒體應(yīng)用的最 基本的區(qū)別。在虛擬現(xiàn)實(shí)交互應(yīng)用中通常會(huì)借助于一些面向特定應(yīng)用的

4、特殊虛擬外設(shè)，它們主要是6自由度虛擬交互系統(tǒng)，比方：力或觸覺反響系統(tǒng)、數(shù)據(jù)手套、位置跟蹤器或6自由度空間鼠標(biāo)、操縱桿等等。虛擬現(xiàn)實(shí)集成控制一個(gè)大型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括很多組成局部，比方:多臺(tái)投影機(jī)、音響系統(tǒng)以及多路視頻的輸入和切換,甚至是輔助的燈光和窗簾,這些都需要方便的控制和管理,每個(gè)局部又包括很多產(chǎn)品和設(shè)備，這些產(chǎn)品設(shè)備之間需要相互連接、相互依賴，彼此之間協(xié)同工作。然而，這樣一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)要順利地運(yùn)行并能夠協(xié)同工作，就需要進(jìn)展管理，集成控制系統(tǒng)便是承擔(dān)該項(xiàng)工作的載體，有了集成管理控制系統(tǒng)，上述一系列工作通過簡(jiǎn)單的遙控器就可完成整個(gè)操作過程。 通常，一局部用戶并不重視這個(gè)局部，而該局部在虛擬現(xiàn)

5、實(shí)系統(tǒng)中恰恰又是非常重要的，一個(gè)完善的集成控制手段能使用戶很方便的使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并能將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中各個(gè)局部的功能充分地發(fā)揮出來，如果沒有集成控制系統(tǒng)這局部，往往造成整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)利用率低、系統(tǒng)管理困難、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、協(xié)同工作能力低下等等一系列問題。 在通常的集成控制系統(tǒng)中最典型的設(shè)備就是中央控制系統(tǒng)或矩陣系統(tǒng)如圖，這些設(shè)備功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單、使用便捷、管理方便，它是整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有效管理和運(yùn)行的 基本保障?！咎摂M現(xiàn)實(shí)教學(xué)設(shè)備配備】虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括 ：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征之一就是人機(jī)之間的交互性. 為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的充分交換信息，必須設(shè)計(jì)特殊輸入和演示設(shè)備，以影響各種操作和指

6、令，且提供反響信息，實(shí)現(xiàn)真正生動(dòng)的交互效果。不同的工程可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用可以有選擇的使用這些工具，主要包括：VR系列虛擬現(xiàn)實(shí)工作站、立體投影、立體眼鏡或頭盔顯示器、三維空間跟蹤定位器、數(shù)據(jù)手套、3D立體顯示器、三維空間交互球、多通道環(huán)幕系統(tǒng)、建模軟件等。 數(shù)據(jù)傳感手套觀察者還可借助數(shù)據(jù)手套等設(shè)備來操縱虛擬場(chǎng)景中的對(duì)象，數(shù)據(jù)手套中裝有許多光纖傳感器，能夠感知手指關(guān)節(jié)的彎曲狀態(tài)，觀察者通過手指的活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)與虛擬場(chǎng)景交互作用數(shù)據(jù)手套是一種多模式的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件，通過軟件編程，可進(jìn)展虛擬場(chǎng)景中物體的抓取,移動(dòng),旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，也可以利用它的多模式性，用作一種控制場(chǎng)景漫游的工具。數(shù)據(jù)手套的出現(xiàn)，為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

7、提供了一種全新的交互手段，目前的產(chǎn)品已經(jīng)能夠檢測(cè)手指的彎曲，并利用磁定位傳感器來準(zhǔn)確地定位出手在三維空間中的位置。這種結(jié)合手指彎曲度測(cè)試和空間定位測(cè)試的數(shù)據(jù)手套被稱為真實(shí)手套，可以為用戶提供一種非常真實(shí)自然的三維交互手段。在虛擬裝配和醫(yī)療手術(shù)模擬中，數(shù)據(jù)手套是不可缺少的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件的一個(gè)組成局部。 立體眼鏡三維眼鏡是用于觀看立體游戲場(chǎng)景、立體電影、仿真效果的計(jì)算機(jī)裝置，是基于頁交換模式(Pagefilp)的虛擬現(xiàn)實(shí)立體眼鏡，分有線和無線兩種，是目前最為流行和經(jīng)濟(jì)適用的VR觀察設(shè)備?；陧摻粨Q模式(Pagefilp)的立體眼鏡，分有線和無線兩種。均為圖形工作站用立體眼鏡Shutterglasse

8、s許多專業(yè)軟件都支持CrystalEyes，如機(jī)械CAD、產(chǎn)品可視化、仿真、分子建模、地理信息系統(tǒng)/測(cè)繪和醫(yī)學(xué)成象等。彩色圖像真實(shí)、高分辨率。 頭盔顯示器無論是要求在現(xiàn)實(shí)世界的視場(chǎng)上同時(shí)看到需要的數(shù)據(jù)，還是要體驗(yàn)視覺圖像變化時(shí)全身心投入的臨場(chǎng)感，模擬訓(xùn)練、3D游戲、遠(yuǎn)程醫(yī)療和手術(shù)，或者是利用紅外、顯微鏡、電子顯微鏡來擴(kuò)展人眼的視覺能力，頭盔顯示器都得到了應(yīng)用。比方軍事上在車輛、飛機(jī)駕駛員以及單兵作戰(zhàn)時(shí)的命令傳達(dá)、戰(zhàn)場(chǎng)觀察、地形查看、夜視系統(tǒng)顯示、車輛和飛機(jī)的炮瞄系統(tǒng)等需要信息顯示的，都可以采用頭盔顯示器。在CAD/CAM操作上，HMD使操作者可以遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，比方局部數(shù)據(jù)清單、工程圖紙、產(chǎn)品規(guī)

9、格等。波音公司在采用虛擬現(xiàn)實(shí)硬件技術(shù)進(jìn)展波音777飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，頭盔顯示器就得到了應(yīng)用 三維空間跟蹤儀三維空間跟蹤定位器是用于空間跟蹤定位的裝置，一般與其他VR設(shè)備結(jié)合使用，如：數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等，使參與者在空間上能夠自由移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，不局限于固定的空間位置，操作更加靈活、自如、隨意。產(chǎn)品有六個(gè)自由度和三個(gè)自由度之分。 3D立體顯示器3D立體顯示器是一項(xiàng)新的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，過去的立體顯示和立體觀察都是在CRT監(jiān)視器上戴上液晶光閥的立體眼鏡進(jìn)展觀看，并且需要通過高技術(shù)編程開發(fā)才能實(shí)現(xiàn)立表達(dá)實(shí)和立體觀察。而立體顯示器那么擺脫以往該項(xiàng)技術(shù)需求，不需要任何編程開發(fā)，只要您有三維模型，就可以實(shí)現(xiàn)三

10、維模型的立體顯示，只要用肉眼即觀察到突出的立體顯示效果，不需要帶任何立體眼鏡設(shè)備；同時(shí)，它也可以實(shí)現(xiàn)視頻圖像如立體電影的立體顯示和立體觀察，同樣也無須戴任何立體眼鏡 虛擬現(xiàn)實(shí)工作站立體投影立體投影儀，其構(gòu)成中包括殼體、投影儀、偏振鏡片、投影屏，投影屏和投影儀分別位于殼體前、前方，偏振鏡片位于投影儀的投影鏡頭前面，投影儀和偏振鏡片的數(shù)量各為2個(gè)，2個(gè)投影儀的水平軸線相交、投影圖像在投影屏上重合。圖像提供了一種構(gòu)造簡(jiǎn)單的立體投影設(shè)備，可適宜多種場(chǎng)所，具有觀看距離遠(yuǎn)，不易損傷視力，無輻射的安全使用性能，特別適宜作為家用立體投影設(shè)備使用。 多通道立體環(huán)幕系統(tǒng)多通道環(huán)幕立體投影系統(tǒng)是指采用多臺(tái)投影機(jī)組合

11、而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標(biāo)準(zhǔn)投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內(nèi)容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于教學(xué)、視頻播放、電影播放現(xiàn)在很多影視院采用這種方式等。多通道環(huán)幕立體投影系統(tǒng)由于其技術(shù)含量高、價(jià)格昂貴，以前一般用于虛擬仿真、系統(tǒng)控制和科學(xué)研究，近來開場(chǎng)向科博館、展覽展示、工業(yè)設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)、會(huì)議中心等專業(yè)領(lǐng)域開展。其中，院校和科博館是該技術(shù)的最大應(yīng)用場(chǎng)所。這種全新的視覺展示技術(shù)更能彰顯科博館的先進(jìn)性和創(chuàng)新性，在今后假設(shè)干年內(nèi)不會(huì)被淘汰。 【圖像虛擬仿真事業(yè)部提供如下教學(xué)解決方案：】圖像是國內(nèi)最早從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究和制作的高新

12、企業(yè)，在深圳、北京、美國、日本都擁有分公司，圖像不斷吸收和學(xué)習(xí)國外最先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)建立方面擁有一整套最優(yōu)化解決方案。一、數(shù)字城市系統(tǒng)城市規(guī)劃演示廳也被稱之為數(shù)字城市教學(xué)。其主要目標(biāo)和功能是提供城市規(guī)劃、城市市政管理、房地產(chǎn)開發(fā)與管理、旅游規(guī)劃以及數(shù)字地球城市的仿真模擬教學(xué)和科研平臺(tái)。圖像憑借雄厚實(shí)力制作了國內(nèi)最大的數(shù)字城市工程，可以為您提供數(shù)字內(nèi)容制作和環(huán)幕硬件展示系統(tǒng)整體解決方案。(圖像城市規(guī)劃演示系統(tǒng)數(shù)字城市教學(xué)截圖)二、旅游導(dǎo)游教學(xué)導(dǎo)游培訓(xùn)：培養(yǎng)熟練和優(yōu)秀的導(dǎo)游是旅游專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)，但是旅游專業(yè)學(xué)校又面臨教學(xué)過程中實(shí)習(xí)資源匱乏、而實(shí)地參觀本錢又高的難題。圖像旅游虛擬仿

13、真系統(tǒng)從導(dǎo)游和旅游專業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，按照旅游專業(yè)的教學(xué)要求和實(shí)施特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適用于導(dǎo)游實(shí)訓(xùn)、旅游模擬、旅游規(guī)劃、信息查詢，景區(qū)導(dǎo)航，景區(qū)切換等功能模塊。為旅游專業(yè)學(xué)校提供一站式解決方案。圖像制作的旅游仿真教學(xué)三、物流仿真教學(xué)物流仿真教學(xué)學(xué)校教育，由于受到諸多條件的限制，大局部?jī)?nèi)容還停留在以書本為主的教學(xué)體系上。局部學(xué)校的學(xué)生現(xiàn)在能夠在大三和大四年級(jí)，獲得公司實(shí)習(xí)的時(shí)機(jī)，但是由于時(shí)間和實(shí)習(xí)單位的工作人員業(yè)務(wù)繁忙等原因情況，學(xué)生了解到的內(nèi)容比較片面，了解到的業(yè)務(wù)單證也比較少，實(shí)踐時(shí)機(jī)少，學(xué)生對(duì)業(yè)務(wù)的認(rèn)識(shí)程度仍然相當(dāng)?shù)停狈Ω行哉J(rèn)識(shí)。在走出學(xué)校前，為了使學(xué)生對(duì)整個(gè)的口岸物流有全面和相對(duì)深入的了解。圖像聯(lián)

14、合業(yè)內(nèi)人士，根據(jù)市場(chǎng)需求，可以為物流專業(yè)教學(xué)提供：3D倉儲(chǔ)模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D運(yùn)輸模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D第三方物流模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D集裝箱與堆場(chǎng)模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)和3D供應(yīng)鏈模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)等一系列解決方案。 四、虛擬維修拆卸教學(xué)圖像虛擬拆卸維修教學(xué)，充分的利用了圖像開發(fā)的這套虛擬拆裝模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，可以結(jié)合大屏幕提供應(yīng)更多需要虛擬拆卸和虛擬維修以及虛擬組裝的客戶，讓更多的人一起集中練習(xí)，提高培訓(xùn)的效率更加節(jié)省本錢。五、虛擬手術(shù)教學(xué)虛擬手術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很高端的應(yīng)用。國外已經(jīng)可以利用傳感設(shè)備進(jìn)展醫(yī)學(xué)學(xué)員的培訓(xùn)教學(xué)，甚至已經(jīng)真正的做到了遠(yuǎn)程虛擬手術(shù)的效果。國內(nèi)目前還沒有這樣的水平，不過圖像和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，制作出人

15、體的內(nèi)部的三維模型和一些互動(dòng)式的動(dòng)作，同樣能滿足培訓(xùn)學(xué)員和手術(shù)新手的需要。六、仿真駕駛教學(xué)虛擬駕駛，也被稱為汽車駕駛仿真，或汽車模擬駕駛。圖像利用三維圖像即時(shí)生成技術(shù)、汽車動(dòng)力學(xué)仿真物理系統(tǒng)、大視場(chǎng)顯示技術(shù)如多通道立體投影系統(tǒng)、六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)或三自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、用戶輸入硬件系統(tǒng)、立體聲音響、中控系統(tǒng)等，讓體驗(yàn)者在一個(gè)虛擬的駕駛環(huán)境中，感受到接近真實(shí)效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗(yàn)?！緢D像對(duì)于國內(nèi)教學(xué)型虛擬教學(xué)建立的幾點(diǎn)建議】通常，一局部用戶并不重視虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺(tái)和虛擬現(xiàn)實(shí)控制系統(tǒng)局部，而該局部在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中恰恰又是非常重要的，一個(gè)完善的集成控制手段能使用戶很方便的使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并能將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中各個(gè)局部的功能充分地發(fā)揮出來，如果沒有集成控制系統(tǒng)這局部，往往造