VR虛擬教育、VR會(huì)議展廳設(shè)計(jì)方案

VR虛擬教育、VR會(huì)議展廳設(shè)計(jì)方案能親身操作的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)虛擬教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，達(dá)到真實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)的效果。虛擬教育設(shè)計(jì)方案需要考慮以下幾個(gè)方面：首先，需要對(duì)學(xué)校的建筑三維數(shù)據(jù)、建筑室內(nèi)外結(jié)構(gòu)、建筑相關(guān)屬性信息、教學(xué)設(shè)施相關(guān)信息和教學(xué)資源信息進(jìn)行處理，建立基于互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器展示的可交互的三維虛擬校園應(yīng)用平臺(tái)。其次，需要實(shí)現(xiàn)學(xué)校教學(xué)管理所需的各種功能，如三維虛擬校園展示、學(xué)校建設(shè)成果宣傳、樓宇教室查詢、自主校園漫游、人機(jī)交互體驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)交流、仿真課堂體驗(yàn)、院校設(shè)施設(shè)備管理等功能。最重要的是，虛擬教育設(shè)計(jì)方案需要滿足用戶的需求，使用戶能夠不受時(shí)間和空間的限制，直接在線瀏覽和使用虛擬校園提供的各種應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的院校已經(jīng)逐步建設(shè)了三維虛擬校園平臺(tái)系統(tǒng)，如北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、北京師范大學(xué)、北京外國(guó)語(yǔ)大學(xué)、上海同濟(jì)大學(xué)等著名高校，眾多高職、中職、中小學(xué)院校也正在陸續(xù)開展網(wǎng)上三維虛擬校園建設(shè)。虛擬教育系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，可以應(yīng)用于虛擬教學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬仿真校園、科技研究等方面。虛擬教學(xué)系統(tǒng)分為原理教學(xué)和動(dòng)態(tài)教學(xué)，原理教學(xué)可以改變傳統(tǒng)教育模式，讓學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，教學(xué)質(zhì)量顯著提升；動(dòng)態(tài)教學(xué)則可以讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，達(dá)到真實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)的效果。虛擬教育設(shè)計(jì)方案的實(shí)施，將會(huì)為學(xué)校教學(xué)管理和品牌推廣帶來(lái)重要的推動(dòng)作用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以通過(guò)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸的虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)四種方式進(jìn)行劃分。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)利用個(gè)人計(jì)算機(jī)和低級(jí)工作站進(jìn)行仿真，將計(jì)算機(jī)的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的一個(gè)窗口。它要求參與者使用輸入設(shè)備，通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕觀察虛擬境界，并操縱其中的物體。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)最大特點(diǎn)是成本相對(duì)較低，但缺乏真實(shí)的現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。沉浸的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供完全沉浸的體驗(yàn)，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺(jué)。它利用頭盔式顯示器或其它設(shè)備，把參與者的視覺(jué)、聽覺(jué)和其它感覺(jué)封閉起來(lái)，并提供一個(gè)新的、虛擬的感覺(jué)空間。常見的沉浸式系統(tǒng)有基于頭盔式顯示器的系統(tǒng)、投影式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程存在系統(tǒng)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界，而且要利用它來(lái)增強(qiáng)參與者對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受。典型的實(shí)例是戰(zhàn)機(jī)飛行員的平視顯示器，它可以將儀表讀數(shù)和武器瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)投射到安裝在飛行員面前的穿透式屏幕上，使飛行員不必低頭讀座艙中儀表的數(shù)據(jù)，從而可集中精力盯著敵人的飛機(jī)或?qū)Ш狡睢７植际教摂M現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以讓多個(gè)用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，同時(shí)參加一個(gè)虛擬空間，共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷，以達(dá)到協(xié)同工作的目的。目前最典型的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是SIMNET，它由坦克仿真器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接而成，用于部隊(duì)的聯(lián)合訓(xùn)練，在同一個(gè)虛擬世界中，參與同一場(chǎng)作戰(zhàn)演習(xí)。設(shè)備。它通過(guò)紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)觸摸屏的無(wú)漂移、防刮擦、防水、防塵和防眩光等特點(diǎn)，成為互動(dòng)演示、電腦白板、指揮中心、公共場(chǎng)所一體機(jī)、信息查詢和所有互動(dòng)應(yīng)用的理想選擇。交互式觸摸屏以觸摸屏為交互窗口，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，通過(guò)文字、圖像、音樂(lè)、解說(shuō)、動(dòng)畫、錄像等多種形式，直觀、形象地把各種信息介紹給人們，給人們帶來(lái)極大的方便和全新的互動(dòng)體驗(yàn)。它完全替代了傳統(tǒng)的由投影機(jī)、計(jì)算機(jī)、幕布、音響等組成的交互式電子白板，面向用戶進(jìn)行指揮預(yù)案、技術(shù)研討、互動(dòng)演示、教育培訓(xùn)等需求推出。紅外觸摸屏的超強(qiáng)畫質(zhì)和簡(jiǎn)單的安裝，使得顯示器可以用手指或者任何普通的筆來(lái)直接操作屏幕，極大地提高了用戶的使用便利性和互動(dòng)體驗(yàn)。高清數(shù)字頭盔是一種虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備，利用頭盔顯示器將人的對(duì)外界的視覺(jué)、聽覺(jué)封閉，引導(dǎo)用戶產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中的感覺(jué)。其顯示原理是左右眼屏幕分別顯示左右眼的圖像，人眼獲取這種帶有差異的信息后在腦海中產(chǎn)生立體感。頭盔顯示器具有小巧和封閉性強(qiáng)的特點(diǎn)，在軍事訓(xùn)練、虛擬駕駛、虛擬城市等項(xiàng)目中具有廣泛的應(yīng)用。頭盔顯示器可單獨(dú)與主機(jī)相連以接受來(lái)自主機(jī)的3DVR圖形圖像信號(hào)，使用方式為頭戴式，輔以三個(gè)自由度的空間跟蹤定位器可進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)輸出效果觀察。觀察者可做空間上的自由移動(dòng)，如自由行走、旋轉(zhuǎn)等，沉浸感極強(qiáng)。在虛擬現(xiàn)實(shí)硬件觀察設(shè)備中，頭盔顯示器的沉浸感優(yōu)于顯示器的虛擬現(xiàn)實(shí)觀察效果，遜于虛擬三維投影顯示和觀察效果。頭盔顯示器作為投影式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的一種補(bǔ)充和輔助，具有廣泛的應(yīng)用前景。交互式觸摸屏是一款功能卓越的互動(dòng)顯示設(shè)備，采用共同電源和全數(shù)字圖像內(nèi)部鏈接，從而提升了產(chǎn)品的整體感，并徹底解決了以往和外部電腦連接時(shí)圖像可能出現(xiàn)的波紋和模糊問(wèn)題。吸入式的藍(lán)光DVD光驅(qū)和USB接口被設(shè)計(jì)在用戶非常便于操作的位置，使用通用的無(wú)線遙控器可以方便地遙控LCD/LED屏幕和內(nèi)置電腦主機(jī)的開關(guān)。如果用戶選配2.4G的無(wú)線遙控鍵盤鼠標(biāo)，那么交互式觸摸屏幾乎成為您的筆記本電腦，為您帶來(lái)更加暢快和便捷的操作感受。交互式觸摸屏內(nèi)置的高性能電腦具備Wi-Fi和有線網(wǎng)絡(luò)功能，隨時(shí)接入INTERNET，瀏覽網(wǎng)頁(yè)，影音下載，游戲互動(dòng)。內(nèi)置的高性能電腦配備了高清藍(lán)光DVD，能夠直接播放全高清的藍(lán)光DVD影片，此時(shí)的交互式觸摸屏就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的影院。交互式觸摸屏的內(nèi)置電腦采用InterCorel引擎，輕松進(jìn)行課件播放，PPT演示、圖片瀏覽，CAD\CAM等等。交互式觸摸屏更是一個(gè)具有全屏觸摸手寫功能的顯示屏幕，既可以手寫文字輸入，也可以觸摸進(jìn)行電腦操控，所有的軟件操作都可以在無(wú)須外部鍵盤和鼠標(biāo)的情況下通過(guò)觸摸操作完成。交互式觸摸屏綜合設(shè)備本身優(yōu)異的顯示、觸摸性能，配套的書寫、觸控軟件和演示人員的肢體語(yǔ)言，每一次都能為使用者呈現(xiàn)出精彩的演示。多點(diǎn)觸摸技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種手勢(shì)命令，如放大縮小、旋轉(zhuǎn)、拖拽等，特點(diǎn)適合數(shù)字圖片的瀏覽和編輯操作。同時(shí)與微軟公司W(wǎng)indows7/8等操作系統(tǒng)完全兼容，這方面在點(diǎn)控科技觸控領(lǐng)域完全體現(xiàn)出來(lái)，全面支持多點(diǎn)觸控技術(shù)。即插即用，無(wú)需安裝驅(qū)動(dòng)軟件，帶給用戶更多的操作樂(lè)趣。以先進(jìn)的紅外/光學(xué)技術(shù)為依托，交互式觸摸屏專業(yè)生產(chǎn)大尺寸觸摸屏，最大可以做到業(yè)界最大的82寸液晶觸摸屏，并以屏幕大，亮度高，觸摸準(zhǔn)確、快速的特點(diǎn)，使觸摸屏行業(yè)的不可能變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，為用戶提供了更優(yōu)質(zhì)互動(dòng)體驗(yàn)。整機(jī)設(shè)計(jì)，把傳感器內(nèi)置到液晶顯示器內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了觸摸、顯示的一體化。從外觀上觀看，與一臺(tái)液晶顯示器毫無(wú)區(qū)別。采用專業(yè)液晶屏，可以橫放，也可以豎放。既可以擺放在桌面，也可以采用落地的方式，適合各種商業(yè)場(chǎng)合。CAVE（CaveAutomaticVirtualEnvironment）是一種基于投影技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。它由若干個(gè)投影面組成，圍繞觀察者展開。一般的CAVE系統(tǒng)有4個(gè)或5個(gè)投影面，這些投影面組成一個(gè)立方體結(jié)構(gòu)。其中前、左、右3個(gè)面均采用背投方式，頂面和地面根據(jù)實(shí)際情況采用正投或背投方式。如果放置CAVE系統(tǒng)的房間大小有限，可以通過(guò)專業(yè)工業(yè)反射鏡把投影圖象反射到屏幕上以節(jié)省空間。觀察者戴上電子快門式立體眼鏡和一種六個(gè)自由度的頭部跟蹤設(shè)備，以便將觀察者的視點(diǎn)位置實(shí)時(shí)反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而體驗(yàn)身臨其境的感覺(jué)。當(dāng)觀察者在CAVE中走動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算每個(gè)投影面正確的立體透視圖象。同時(shí)，觀察者手握一個(gè)3D六自由度無(wú)線交互控制器，對(duì)虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行控制并與之進(jìn)行交互。CAVE虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)將高分辨率的立體投影技術(shù)、三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、光學(xué)跟蹤技術(shù)和音響技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合在一起，產(chǎn)生一個(gè)完全沉浸式的虛擬環(huán)境?；谶@種完全沉浸式的顯示環(huán)境特性，CAVE為科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)提供了偉大而創(chuàng)新的思考、科研、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和操作訓(xùn)練方式，擴(kuò)展了人類的思維。借助通過(guò)CAVE系統(tǒng)，用戶能直觀看到他們的創(chuàng)意和研究對(duì)象?？梢哉f(shuō)，CAVE可以應(yīng)用于任何有沉浸感需求的虛擬仿真應(yīng)用領(lǐng)域，是一種全新的、高級(jí)的科學(xué)數(shù)據(jù)可視化交互手段。CAVE典型系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域包括軍事模擬、指揮、虛擬戰(zhàn)場(chǎng)、電子對(duì)抗、虛擬樣機(jī)、虛擬制造、虛擬設(shè)計(jì)、虛擬裝配、模擬駕駛、訓(xùn)練、演示、教學(xué)、培訓(xùn)等、地形地貌、地理信息系統(tǒng)（GIS）、虛擬生物醫(yī)學(xué)工程（虛擬手術(shù)/醫(yī)學(xué)分析；基因/遺傳/分子結(jié)構(gòu)研究）、建筑視景與城市規(guī)劃、地質(zhì)、礦產(chǎn)、能源、地震及消防演練仿真、航空航天、科學(xué)可視化等。CAVE設(shè)計(jì)組成圖包括投影機(jī)、高清光學(xué)背投屏幕、光學(xué)跟蹤系統(tǒng)、高端圖形工作站集群、力反饋系統(tǒng)、音響系統(tǒng)和中控系統(tǒng)。這些組件共同構(gòu)成了一個(gè)完整的CAVE系統(tǒng)。裸眼立體顯示器是一種新型的自由立體顯示設(shè)備，不需要使用任何助視設(shè)備，即可呈現(xiàn)具有完整深度信息的3D圖像。它利用多通道自動(dòng)立體現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供逼真的視差障礙原理，通過(guò)特定的掩模算法將展示影像交叉排列，并通過(guò)視差屏障由兩眼捕捉觀察。視差屏障通過(guò)光柵陣列準(zhǔn)確控制每一個(gè)像素透過(guò)的光線，只讓右眼或左眼看到，從而實(shí)現(xiàn)立體效果。裸眼立體顯示器的獨(dú)特視覺(jué)效果吸引著人們的目光，使得VR技術(shù)在展覽展示行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。裸眼立體顯示器主要分為鏡陣列技術(shù)和狹縫光柵技術(shù)兩個(gè)系列立體顯示器。其中，HDL系列的立體顯示器在顯示亮度上優(yōu)于HDB系列的立體顯示器。HDL系列的立體顯示器具有廣闊的觀賞范圍和豐富的產(chǎn)品規(guī)格，可根據(jù)不同行業(yè)需要制定專業(yè)解決方案。此外，它還具有超強(qiáng)擴(kuò)展性和完全兼容影視工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)。CAVE設(shè)計(jì)組成圖和裸眼立體顯示器的性能都非常出色，它們能夠?yàn)檎褂[展示行業(yè)提供高質(zhì)量的技術(shù)支持和服務(wù)。多通道環(huán)幕立體投影系統(tǒng)是一種集成了硬件平臺(tái)和專業(yè)顯示設(shè)備的綜合型可視化系統(tǒng)工程。該系統(tǒng)包括投影幕布、投影機(jī)、高級(jí)仿真圖形計(jì)算集群以及相關(guān)輔助配件等組成。它可以產(chǎn)生高度真實(shí)感、立體感和沉浸感的三維圖形顯示，以表現(xiàn)大的三維場(chǎng)景。相比于普通的標(biāo)準(zhǔn)投影系統(tǒng)，多通道環(huán)幕立體投影系統(tǒng)具有更大的顯示尺寸、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(jué)效果。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于教學(xué)、視頻播放、電影播放等領(lǐng)域。根據(jù)環(huán)幕尺寸的大小，環(huán)幕按照通道和環(huán)形幕半徑的大小來(lái)區(qū)分。通常為90、120、135、180、240、270、360度弧度不等，一般分為雙通道、三通道、七通道等。其中，雙通道和三通道是最常用的。雙通道和三通道立體虛擬仿真環(huán)幕投影大屏幕是虛擬三維投影顯示系統(tǒng)中一種沉浸式虛擬仿真顯示環(huán)境。該系統(tǒng)采用邊緣融合技術(shù)，將多臺(tái)投影打出的圖像形成立體數(shù)字圖像實(shí)時(shí)輸出并顯示在一個(gè)超大幅面的平面