2021年最新虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案资料(最完整)
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数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决
方案
虚拟现实实验室为虚拟现实技术应用研究就地重要载体;
随着虚拟实验技术地成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域
地应用价值,它除了可以辅助高校地科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内地许多高校都根据自身科研和教学地需求建立了一些虚拟实验室;数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦
比地优越性!
下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室;【虚拟现实实验室系统组成】:
建立一个完整地虚拟现实系统为成功进行虚拟现实应用地关键,而要建立一个完整地虚拟现实系统,首先要做地工作为选择确实可行地虚拟现实系统解决方案;
数虎图像根据虚拟现实技术地内在含义和技术特征,并结合多年地虚拟现实实验室建设经验,最新推出地虚拟现实实验室系统提供以
下组成:
虚拟现实开发平台:
一个完整地虚拟现实系统都需要有一套功能完备地虚拟现实应用
开发平台,一般包括两个部分,一为硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能地图形计算机或虚拟现实工作站;
另一部分为软件开发平台,即面向应用对象地虚拟现实应用软件开
发平台;开发平台部分为整个虚拟现实系统地核心部分,负责整个VR 场景地开发、运算、生成,为整个虚拟现实系统最基本地物理平台,同时连接和协调整个系统地其它各个子系统地工作和运转,与他们共同组成一个完整地虚拟现实系统;因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要;
虚拟现实显示系统:
·高性能图像生成及处理系统
·具有沉浸感地虚拟三维显示系统
在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统,而虚拟三维投影显示系统则为目前应用最为广泛地系统,因为虚拟现
实技术要求应用系统具备沉浸性,而在这些所有地显示系统或设备中,虚拟三维投影显示系统为最能满足这项功能要求地系统,因此,该种系统也最受广大专业仿真用户地欢迎;虚拟三维投影显示系统为目前国际上普遍采用地虚拟现实和视景仿真实现手段和方式,也为一种最典型、最实用、最高级别地投入型虚拟现实显示系统;这些高度逼真三维显示系统地高度临场感和高度参与性最终使参与
者真正实现与虚拟空间地信息交流与现实构想;
虚拟现实交互系统
多自由度实时交互为虚拟现实技术最本质地特征和要求之一,也为虚拟现实技术地精髓,离开实时交互,虚拟现实应用将失去其存在
地价值和意义,这也为虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用地最
根本地区别;在虚拟现实交互应用中通常会借助于一些面向特定应
用地特殊虚拟外设,它们主要为 6 自由度虚拟交互系统,比如:力或触觉反馈系统、数据手套、位置跟踪器或 6 自由度空间鼠标、操纵杆等等;
虚拟现实集成控制
一个大型地虚拟现实系统包括很多组成部分,比如:多台投影机、音响系统以及多路视频地输入和切换,甚至为辅助地灯光和窗帘,这些都需要方便地控制和管理,每个部分又包括很多产品和设备,这
些产品设备之间需要相互连接、相互依赖,彼此之间协同工作;然而,这样一个复杂地系统要顺利地运行并能够协同工作,就需要进行管理,集成控制系统便为承担该项工作地载体,有了集成管理控制系统,上述一系列工作通过简单地遥控器就可完成整个操作过程;
通常,一部分用户并不重视这个部分,而该部分在虚拟现实系统中恰恰又为非常重要地,一个完善地集成控制手段能使用户很方便地
使用虚拟现实系统,并能将虚拟现实系统中各个部分地功能充分地
发挥出来,如果没有集成控制系统这部分,往往造成整个虚拟现实系统利用率低、系统管理困难、系统稳定性差、协同工作能力低下等等一系列问题;
在通常地集成控制系统中最典型地设备就为中央控制系统或矩阵
系统(如图),这些设备功能强大、操作简单、使用便捷、管理方便,它为整个虚拟现实系统有效管理和运行地基本保障;
【虚拟现实实验室设备配备】
虚拟现实实验室主要实验设备包括:虚拟现实技术地特征之一就为人机之间地交互性. 为了实现人机之间地充分交换信息,必须设计特殊输入和演示设备,以影响各种操作和指令,且提供反馈信息,实现真正生动地交互效果;不同地项目可以根据实际地应用可以有
选择地使用这些工具,主要包括:VR 系列虚拟现实工作站、立体投影、立体眼镜或头盔显示器、三维空间跟踪定位器、数据手套、
3D 立体显示器、三维空间交互球、多通道环幕系统、建模软件等;数据传感手套
观察者还可借助数据手套等设备来操纵虚拟场景中地对象,数据手套中装有许多光纤传感器,能够感知手指关节地弯曲状态,观察者通过手指地活动来实现与虚拟场景交互作用数据手套为一种多模
式地虚拟现实硬件,通过软件编程,可进行虚拟场景中物体地抓取, 移动,旋转等动作,也可以利用它地多模式性,用作一种控制场景
漫游地工具;数据手套地出现,为虚拟现实系统提供了一种全新地
交互手段,目前地产品已经能够检测手指地弯曲,并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中地位置;这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试地数据手套被称为”真实手套”,可以为用户提供一种非常真实自然地三维交互手段;在虚拟装配和医疗手术模拟中,数据手套为不可缺少地虚拟现实硬件地一个组成部分;
立体眼镜
三维眼镜为用于观看立体游戏场景、立体电影、仿真效果地计算机装置,为基于页交换模式地虚拟现实立体眼镜,分有线
(Pagefilp)
和无线两种,为目前最为流行和经济适用地VR 观察设备;基于页交换模式(Pagefilp) 地立体眼镜,分有线和无线两种;均为图形工
作站用立体眼镜(Shutterglasses )许多专业软件都支持CrystalEyes ,如机械CAD 、产品可视化、仿真、分子建模、地理信息系统/ 测绘和医学成象等;彩色图像真实、高分辨率;
头盔显示器
无论为要求在现实世界地视场上同时看到需要地数据,还为要体验视觉图像变化时全身心投入地临场感,模拟训练、3D 游戏、远程医疗和手术,或者为利用红外、显微镜、电子显微镜来扩展人眼地视觉能力,头盔显示器都得到了应用;比如军事上在车辆、飞机驾驶员以及单兵作战时地命令传达、战场观察、地形查看、夜视系统显示、车辆和飞机地炮瞄系统等需要信息显示地,都可以采用头盔显示器;在操作上,HMD 使操作者可以远程查看数CAD/CAM
据,比如局部数据清单、工程图纸、产品规格等;波音公司在采用
虚拟现实硬件技术进行波音777 飞机设计时,头盔显示器就得到了应用
三维空间跟踪仪
三维空间跟踪定位器为用于空间跟踪定位地装置,一般与其他VR 设备结合使用,如:数据头盔、立体眼镜、数据手套等,使参与者
在空间上能够自由移动、旋转,不局限于固定地空间位置,操作更加灵活、自如、随意;产品有六个自由度和三个自由度之分;
3D 立体显示器
3D 立体显示器为一项新地虚拟现实产品,过去地立体显示和立体
观察都为在CRT 监视器上戴上液晶光阀地立体眼镜进行观看,并
且需要通过高技术编程开发才能实现立体现实和立体观察;而立体显示器则摆脱以往该项技术需求,不需要任何编程开发,只要您有三维模型,就可以实现三维模型地立体显示,只要用肉眼即观察到突出地立体显示效果,不需要带任何立体眼镜设备;同时,它也可以实现视频图像(如立体电影)地立体显示和立体观察,同样也无须戴任何立体眼镜
虚拟现实工作站
立体投影
立体投影仪,其构成中包括壳体、投影仪、偏振镜片、投影屏,投影屏和投影仪分别位于壳体前、后方,偏振镜片位于投影仪地投影
镜头前面,投影仪和偏振镜片地数量各为 2 个,2 个投影仪地水平轴线相交、投影图像在投影屏上重合;数虎图像提供了一种结构简单地立体投影设备,可适宜多种场所,具有观看距离远,不易损伤视力,无辐射地安全使用性能,特别适宜作为家用立体投影设备使用;
多通道立体环幕系统
多通道环幕(立体)投影系统为指采用多台投影机组合而成地多通
道大屏幕展示系统,它比普通地标准投影系统具备更大地显示尺寸、更宽地视野、更多地显示内容、更高地显示分辨率,以及更具冲击力和沉浸感地视觉效果;该系统可以应用于教学、视频播放、电影播放(现在很多影视院采用这种方式)等;多通道环幕(立体)投
影系统由于其技术含量高、价格昂贵,以前一般用于虚拟仿真、系
统控制和科学研究,近来开始向科博馆、展览展示、工业设计、教
育培训、会议中心等专业领域发展;其中,院校和科博馆为该技术地最大应用场所;这种全新地视觉展示技术更能彰显科博馆地先进
性和创新性,在今后若干年内不会被淘汰;
【数虎图像虚拟仿真事业部提供如下实验室解决方案:】
数虎图像为国内最早从事虚拟现实技术研究和制作地高新企业,在深圳、北京、美国、日本都拥有分公司,数虎图像不断吸收和学习
国外最先进地虚拟现实技术,在虚拟现实实验室建设方面拥有一整套最优化解决方案;
一、数字城市系统
城市规划演示厅也被称之为数字城市实验室;其主要目标和功能为提供城市规划、城市市政管理、房地产开发与管理、旅游规划以及数字地球(城市)地仿真模拟教学和科研平台;
数虎图像凭借雄厚实力制作了国内最大地数字城市项目,可以为您提供数字内容制作和环幕硬件展示系统整体解决方案;
(数虎图像城市规划演示系统—数字城市实验室截图)
二、旅游导游实验室
导游培训:培养熟练和优秀地导游为旅游专业地教学目标,但为旅游专业学校又面临教学过程中实习资源匮乏、而实地参观成本又高地难题;数虎图像旅游虚拟仿真系统从导游和旅游专业特点出发,
按照旅游专业地教学要求和实施特点,设计出适用于导游实训、旅游模拟、旅游规划、信息查询,景区导航,景区切换等功能模块;
为旅游专业学校提供一站式解决方案;
(数虎图像制作地旅游仿真实验室)三、物流仿真实验室
(物流仿真实验室)
学校教育,由于受到诸多条件地限制,大部分内容还停留在以书本为主地教学体系上;部分学校地学生现在能够在大三和大四年级,
获得公司实习地机会,但为由于时间和实习单位地工作人员业务繁
忙等原因情况,学生了解到地内容比较片面,了解到地业务单证也比较少,实践机会少,学生对业务地认识程度仍然相当低,缺乏感性认识;在走出学校前,为了使学生对整个地口岸物流有全面和相对深入地了解;数虎图像联合业内人士,根据市场需求,可以为物流专业实验室提供:3D 仓储模拟实训系统、3D 运输模拟实训系统、3D 第三方物流模拟实训系统、3D 集装箱与堆场模拟实训系统和3D 供应链模拟实训系统等一系列解决方案;
四、虚拟维修拆卸实验室
数虎图像虚拟拆卸维修实验室,充分地利用了数虎图像开发地这套虚拟拆装模拟培训系统,可以结合大屏幕提供给更多需要虚拟拆卸
和虚拟维修以及虚拟组装地客户,让更多地人一起集中练习,提高培训地效率更加节省成本;
五、虚拟手术实验室
虚拟手术为虚拟现实技术很高端地应用;国外已经可以利用传感设备进行医学学员地培训教学,甚至已经真正地做到了远程虚拟手术地效果;国内目前还没有这样地水平,不过数虎图像和科研机构联
合,制作出人体地内部地三维模型和一些互动式地动作,同样能满足培训学员和手术新手地需要;
六、仿真驾驶实验室
虚拟驾驶,也被称为汽车驾驶仿真,或汽车模拟驾驶;数虎图像利用三维图像即时生成技术、汽车动力学仿真物理系统、大视场显示技术(如多通道立体投影系统)、六自由度运动平台(或三自由度
运动平台)、用户输入硬件系统、立体声音响、中控系统等,让体
验者在一个虚拟地驾驶环境中,感受到接近真实效果地视觉、听觉和体感地汽车驾驶体验;
【数虎图像对于国内教学型虚拟实验室建设地几点建议】
通常,一部分用户并不重视虚拟现实开发平台和虚拟现实控制系统
部分,而该部分在虚拟现实系统中恰恰又为非常重要地,一个完善地集成控制手段能使用户很方便地使用虚拟现实系统,并能将虚拟现实系统中各个部分地功能充分地发挥出来,如果没有集成控制系统这部分,往往造成整个虚拟现实系统利用率低、系统管理困难、
系统稳定性差、协同工作能力低下等等一系列问题;还有就为虚拟现实开发平台地采用上,最好采用通用性强地能和国际接轨地地虚拟现实开发平台,并注意以下几个方面:
1、用“平民化”地技术实现教学型虚拟实验室地建设和应用
2、更新实验教学观念,重新认识虚拟实验室
3、切合实际,合理选择开发技术平台。