實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)方案

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)方案二O一九年三月目錄一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室概述（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室原理虛擬現(xiàn)實(shí)（VR-Virtual Reality），也稱虛擬實(shí)境，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)技 術(shù)生成一個(gè)逼真的、具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環(huán)境， 用戶通過使用各種交互設(shè)備，同虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用， 使之產(chǎn)生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流，是一 種先進(jìn)的數(shù)字化人機(jī)接口技術(shù)。與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征是： 操作者能夠真正進(jìn)入一個(gè)由計(jì)算機(jī)生成的交互式三維虛擬 現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，與之產(chǎn)生互動(dòng)，進(jìn)行交流。通過參與者與虛擬 仿真環(huán)境的相互作用，并借助人本

2、身對所接觸事物的感知和 認(rèn)知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維，以全方位地獲取虛擬環(huán) 境所蘊(yùn)涵的各種空間信息和邏輯信息。沉浸/臨場感和實(shí)時(shí)交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)質(zhì)性特征對 時(shí)空環(huán)境的現(xiàn)實(shí)構(gòu)想（即啟發(fā)思維，獲取信息的過程）是虛 擬現(xiàn)實(shí)的最終目的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的先進(jìn)特性使得該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于各行各 業(yè)的模擬仿真研究中，并切實(shí)有效地指導(dǎo)了生產(chǎn)實(shí)踐。自從 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)誕生以來，它已經(jīng)在城市建設(shè)規(guī)劃、軍事模擬、 先進(jìn)制造、地理信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)生物等領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的 經(jīng)濟(jì)、軍事和社會(huì)效益。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在不遠(yuǎn)的將來就會(huì)像 當(dāng)年的計(jì)算機(jī)一樣應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域，它與網(wǎng) 絡(luò)、多媒體將并稱為21世紀(jì)最具應(yīng)用前景的三大技

3、術(shù)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟，人們開始認(rèn)識到虛擬現(xiàn)實(shí)在 教育領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，它除了可以輔助高校的科研工作，在 實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)教學(xué)方面也具有利用率高，易維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。近 年來，國內(nèi)的許多重點(diǎn)高校都根據(jù)自身科研和教學(xué)的需求建 立了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室。（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的使用利用技術(shù)以數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，對學(xué)校的教學(xué)、科研、 管理和生活服務(wù)等所有信息資源進(jìn)行全面的數(shù)字化，最終實(shí) 現(xiàn)教育的信息化，提高學(xué)校的辦學(xué)水平和管理水平。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室主要從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、可視化技 術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、圖形系統(tǒng)工具、圖像信息處理、分布式系 統(tǒng)和人工智能等領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)。建設(shè)教學(xué)、科研、技術(shù)人員結(jié)構(gòu)合理的虛

4、擬仿真實(shí)驗(yàn)教 學(xué)團(tuán)隊(duì)，形成一支教育理念先進(jìn)，學(xué)術(shù)水平高，教學(xué)科研能 力強(qiáng)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，勇于創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理隊(duì)伍。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 建設(shè)的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)工作堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃、共享資源、突 出重點(diǎn)、提高效益、持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想，以全面提高高 校學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為宗旨，以共享優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資 源為核心，以建設(shè)信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源為重點(diǎn)，分年度建設(shè) 一批具有示范、引領(lǐng)作用的實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，持續(xù)推進(jìn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)，推動(dòng)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新。二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的組成部分1、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用開發(fā)平臺（包括

5、軟件開發(fā)平臺和硬件 研發(fā)平臺）2、高性能圖像生成及處理系統(tǒng)（高性能數(shù)字圖像即時(shí) 演算系統(tǒng)）3、沉浸式沉虛擬三維顯示系統(tǒng)（頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)顯示 器）4、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng)（數(shù)據(jù)手套、體感座椅、 交互控制器等）5、數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)（投影、電子白板等）三、虛擬現(xiàn)實(shí)的意義利用技術(shù)，以數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，對部隊(duì)的教學(xué)、科研、 管理和生活服務(wù)等所有信息資源進(jìn)行全面的數(shù)字化，最終實(shí) 現(xiàn)訓(xùn)練的信息化，提高部隊(duì)的訓(xùn)練水平和管理水平。（一）教育意義實(shí)驗(yàn)教學(xué)是信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，是信息技術(shù)深度融 合的產(chǎn)物。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)工作堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃、共 享資源、突出重點(diǎn)、提高效益、持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想，以 全面提創(chuàng)新精神和

6、實(shí)踐能力為宗旨，以共享優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資 源為核心，以建設(shè)信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源為重點(diǎn)，建設(shè)一批具 有示范、引領(lǐng)作用的實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，持續(xù)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教 學(xué)信息化建設(shè)，推動(dòng)教學(xué)改革與創(chuàng)新。在傳統(tǒng)教學(xué)中，長期以來人們不得不用抽象的概念表示 非常豐富的內(nèi)容，如用平面圖、剖面圖、立面圖等平面圖形 成一些規(guī)定的符號來表示三維的立體建筑，用比較抽象的圖 形和精練的語言來描述復(fù)雜的場景，以傳遞大量的信息。但 這一種信息處理與傳遞方式受到信息接受者所從事的職業(yè)、 知識結(jié)構(gòu)及理解能力的影響，交流起來非常困難。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展為我們克服這一困難提供了極其 有效的手段。用虛擬現(xiàn)實(shí)既能表示真實(shí)的世界，也可以表示 虛擬的世

7、界。表示真實(shí)世界時(shí)，可以突破物理空間和時(shí)間的 約束，做到能超越現(xiàn)實(shí)；在表示虛擬世界時(shí)，又能使其 中的虛擬物體表示出三維逼真感，以達(dá)到身臨其境的感受， 最后形成一種人能沉浸其中、超越其上、進(jìn)出自如、交互 作用的三維信息空間。VR技術(shù)為用戶提供了一種新型的人 機(jī)接口，它利用計(jì)算機(jī)生成交互式三維環(huán)境，不僅使參與者 能夠感受到景物或模型的逼真存在，并且對參與者的運(yùn)動(dòng)和 操作做出實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的響應(yīng)。引入VR實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，將其沉浸性、交互性、自主性、 多感知性等特性融入教學(xué)過程中似實(shí)訓(xùn)室為依托，基于互 聯(lián)網(wǎng)+ ”的手段實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式創(chuàng)新、教學(xué)方法創(chuàng)新、教學(xué)內(nèi) 容與實(shí)際同步。（二）實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)意義VR實(shí)訓(xùn)室建設(shè)將極大程

8、度上解決實(shí)訓(xùn)、課堂教學(xué)以實(shí) 際相互銜接，培養(yǎng)基礎(chǔ)知識與專業(yè)職業(yè)技能的融合。同時(shí)一 體化的思路引入，將使得教學(xué)的深度、系統(tǒng)化更強(qiáng)，培養(yǎng)職 業(yè)管理型人才及綜合素質(zhì)較高的專業(yè)技術(shù)人才的目標(biāo)將更 加有利。實(shí)驗(yàn)教學(xué)依托、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊 等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對象，在虛擬 環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)，達(dá)到教學(xué)大綱所要求的教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以 完成的教學(xué)功能。在涉及高?；驑O端的環(huán)境、不可及或不可 逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時(shí)，提 供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)應(yīng)充分 體現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的原則。四、

9、建設(shè)內(nèi)容（一）VR實(shí)訓(xùn)室的組成部分1、VR軟件應(yīng)用系統(tǒng)定制開發(fā)型2、沉浸式虛擬三維顯示系統(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， 比如：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)，而頭盔顯示器則是目前應(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 的顯示系統(tǒng)或設(shè)備中，頭盔顯示器是最能滿足這項(xiàng)功能要求 的系統(tǒng)，因此，該種系統(tǒng)也最受廣大專業(yè)仿真用戶的歡迎。 頭盔顯示器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 臨場感和高度參與性最終使參與

10、者真正實(shí)現(xiàn)與虛擬空間的 信息交流與現(xiàn)實(shí)構(gòu)想。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)的精髓，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)用的最根本的區(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)用的特殊虛擬外設(shè)，它們 主要是6自由度虛擬交互系統(tǒng)，比如：力或觸覺反饋系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)手柄、位置跟蹤器或交互控制器等等。VR技術(shù)的核心是通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一種如同身臨其境 的具有動(dòng)態(tài)、聲像功能的三維空間環(huán)境，而且使操作者能夠 進(jìn)入該環(huán)境，直接觀測和參與該環(huán)境中事物的變化與相互作 用。因此，將VR技術(shù)應(yīng)用于建筑工程仿真研究，

11、不但可以 使得該領(lǐng)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)仿真方法得到完善與發(fā)展，而且也將 大大提高設(shè)計(jì)與施工的逼真性、實(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性。設(shè)備名稱參考圖片設(shè)備參數(shù)IcpuI7 8顯卡Gtx2內(nèi)存DDR4顯示屏2k顯硬盤SSDHTCVIVE 虛 擬頭盔1、配有激光定位傳感器；2 類型頭戴式顯示設(shè)備；3、匕 單眼：1200*1080像素，刷 90fps ； 4、其他性能位置追 游戲控制器，Steambox主木 置陀螺儀、加速度計(jì)和激光犬 感器，追蹤精度0.1度供一個(gè) Vive Phone Services 的功能 以接聽回?fù)茈娫?、傳訊息與* 歷的功能；5、其他參數(shù)追蹤4.5*4.5m ; 6、體感控制器7、基站x2; 8、基站支架S示設(shè)備1、支持格式（高清）：2160| 連接方式：無線/網(wǎng)線；3、: 動(dòng)：支持；4、USB支持音頻 MP3 ； 5、USB支持圖片格式 6、底座配置：內(nèi)置底座；調(diào)節(jié)電視架/貼墻擺臂式多功架；VR軟件交互系統(tǒng)專業(yè)的3D開發(fā)及專業(yè)的培訓(xùn) 用根據(jù)所選的設(shè)備而定,包主 開發(fā)所需Unity 3D、3DMA