三维可视化虚拟仿真培训演练系统建设方案实用PPT(64张)
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虚拟现实模型设计与制作PPT完整全套教学课件
本教材讲解内容是VR项目设计中需要的常用建模技术，主要培养的是虚拟 现实项目制作团队中的3D设计师，使其具备角色正向建模和场景正向建模 的能力。
虚拟现实项目制作模型设计需求
2.1什么是建模技术
目前物体的建模方法常用的有三种: 第一种方式是利用三维软件建模。 例如本教材 使用的三维建模 软件是3D Studio Max,又称为3d Max或3ds Max,是Discreet公 司开发 的(后被Autodesk公司合并)基于PC系统的三维制作软件。 其前身是基于DOS操作系 统的3D Studio系列软件。在 Windows NT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工 作站所 垄断。3D Studio Max + Windows NT组合的出现大大降低CG 制作的门槛，首 先运用在电脑游戏的动画制作中，并逐步参与 影视片的特效制作，例如《X战警》《最后的 武士》等。在 Discreet 3ds Max 7后，其正式更名为Autodesk 3ds Maxo随 着建模软件的 发展，相应的三维建模技术也逐步提升，如今在 电影制作中使用的3D动画，已经很难分 辨是虚拟还是现实，这 就是技术进步的体现。
简体中 文版
“开始”|“程序”中3ds Max 2019各语言版本
虚拟现实项目制作模型设计需求
2.3 3ds Max软件操作基础
如图所示为3ds Max 2019默认打开的主界面，包含菜单栏、快捷工具栏、快捷按钮区、工具命令面板、视图区和动画与视图操作区 六大部分。在虚拟现实建模实际操作中，主界面中最常用的是快捷按钮区、工具命令面板和视图区。
第三种方式利用图像或者视频来建模。例如：采用IBMR这种基于 图像的建模和绘制技术建模,使建模过程变得更快、更方便,并能获 得很高的绘制速度和高度的真实感,而且它的 成本低廉,真实感强,自 动化程度高,因而具有广泛的应用前景。
虚拟现实项目制作模型设计需求
2.1什么是建模技术
目前物体的建模方法常用的有三种: 第一种方式是利用三维软件建模。 例如本教材 使用的三维建模 软件是3D Studio Max,又称为3d Max或3ds Max,是Discreet公 司开发 的(后被Autodesk公司合并)基于PC系统的三维制作软件。 其前身是基于DOS操作系 统的3D Studio系列软件。在 Windows NT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工 作站所 垄断。3D Studio Max + Windows NT组合的出现大大降低CG 制作的门槛，首 先运用在电脑游戏的动画制作中，并逐步参与 影视片的特效制作，例如《X战警》《最后的 武士》等。在 Discreet 3ds Max 7后，其正式更名为Autodesk 3ds Maxo随 着建模软件的 发展，相应的三维建模技术也逐步提升，如今在 电影制作中使用的3D动画，已经很难分 辨是虚拟还是现实，这 就是技术进步的体现。
简体中 文版
“开始”|“程序”中3ds Max 2019各语言版本
虚拟现实项目制作模型设计需求
2.3 3ds Max软件操作基础
如图所示为3ds Max 2019默认打开的主界面，包含菜单栏、快捷工具栏、快捷按钮区、工具命令面板、视图区和动画与视图操作区 六大部分。在虚拟现实建模实际操作中，主界面中最常用的是快捷按钮区、工具命令面板和视图区。
第三种方式利用图像或者视频来建模。例如：采用IBMR这种基于 图像的建模和绘制技术建模,使建模过程变得更快、更方便,并能获 得很高的绘制速度和高度的真实感,而且它的 成本低廉,真实感强,自 动化程度高,因而具有广泛的应用前景。
虚拟现实解决方案PPT(41张)
目录
二.虚拟现实的介绍 1.虚拟现实定义 2.虚拟现实模块
三.虚拟现实的硬件平台展示 四.虚拟现实与传统模式的特点和价值体现 五.地产行业目前遇到的问题 六.虚拟现实为地产行业带来的新前景 七.视景科技行业优势 八.视景科技部分成功案例 九. 虚拟现实制作
二.虚拟现实的定义
虚拟现实系统virtual Reality（简称VR;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称 灵境技术或人工环境。
将正在建设中的项目通过虚拟现实技术提前呈现出项目完工后的景观及建筑。
• 虚拟互动沙盘可实现以下功能
1.自由行走：在自由行走中，人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态交互的方式对整个楼 盘进行身临其境的全方位的审视；可以从任意角度、距离和精细程度观看场景
2.虚拟人物：在小区模拟建设虚拟人物，如：保安，清洁工，置业顾问，小区业主等，增强小 区景观的多样表现形式。
虚拟沙盘.项目区位展示 示例
二.虚拟现实的模块一虚拟互动沙盘
5.导航模式：为购房者在浏览虚拟互动沙盘时提供的导航指示作用。 导航模式
虚拟沙盘.导航模式 示例
二.虚拟现实的模块一虚拟互动沙盘
• “虚拟互动沙盘”对销售能带来什么样的帮助？
1.突破时间及空间的局限 虚拟互动沙盘的多平台性不仅是可应用至项目现场、通过网络、IPad ORIPhone平台，
项目可以无在任何时间任何地点被置业顾问及购房者使用。在参加各种展会及推介会时将项 目的实景随时展现。如区县，房交会等。
2.强大的区位展示 除了不受时间及空间的局限外，可将项目周边格局表现得淋漓尽致，可将区位做到几十
公里外的特定目标，将项目优势凸显出来
二.虚拟现实的模块一虚拟互动景观
• 虚拟互动景观定义
二.虚拟现实的介绍 1.虚拟现实定义 2.虚拟现实模块
三.虚拟现实的硬件平台展示 四.虚拟现实与传统模式的特点和价值体现 五.地产行业目前遇到的问题 六.虚拟现实为地产行业带来的新前景 七.视景科技行业优势 八.视景科技部分成功案例 九. 虚拟现实制作
二.虚拟现实的定义
虚拟现实系统virtual Reality（简称VR;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称 灵境技术或人工环境。
将正在建设中的项目通过虚拟现实技术提前呈现出项目完工后的景观及建筑。
• 虚拟互动沙盘可实现以下功能
1.自由行走：在自由行走中，人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态交互的方式对整个楼 盘进行身临其境的全方位的审视；可以从任意角度、距离和精细程度观看场景
2.虚拟人物：在小区模拟建设虚拟人物，如：保安，清洁工，置业顾问，小区业主等，增强小 区景观的多样表现形式。
虚拟沙盘.项目区位展示 示例
二.虚拟现实的模块一虚拟互动沙盘
5.导航模式：为购房者在浏览虚拟互动沙盘时提供的导航指示作用。 导航模式
虚拟沙盘.导航模式 示例
二.虚拟现实的模块一虚拟互动沙盘
• “虚拟互动沙盘”对销售能带来什么样的帮助？
1.突破时间及空间的局限 虚拟互动沙盘的多平台性不仅是可应用至项目现场、通过网络、IPad ORIPhone平台，
项目可以无在任何时间任何地点被置业顾问及购房者使用。在参加各种展会及推介会时将项 目的实景随时展现。如区县，房交会等。
2.强大的区位展示 除了不受时间及空间的局限外，可将项目周边格局表现得淋漓尽致，可将区位做到几十
公里外的特定目标，将项目优势凸显出来
二.虚拟现实的模块一虚拟互动景观
• 虚拟互动景观定义
虚拟场景制作与演示培训资料(PPT 99页)
➢ 软件基础： 虚拟现实技术和网络技术的结合; ➢ 日益复杂的数据使得原来的界面不能满足需要，人们希
望更加直观的表达信息，使用更加自然的方式进行人机 交互以及通过网络实现人与人之间实时、形象的交流.
基本概念：虚拟现实技术（五）
❖ 历史回顾
虚拟现实和其他技术一样，也是在前人大 量工作的基础上发展起来的。
➢ 网络会议与远程协作 Sony公司基于DIVE的一个系统
➢ 娱乐和虚拟社区
Cybertown (使用Blaxxun）
➢ 电子商务
VR commerce of IBM
基本概念：虚拟现实技术（四）
❖ 虚拟现实发展的原动力
➢ 因特网技术的广泛使用: Internet已经成为娱乐、商业等 的重要媒体;
➢ 硬件基础：网络带宽的提高（宽带网的逐渐普及），个 人计算机图形处理能力的增强;
❖ 美国宇航局Ames研究中心的科学家将探索到的火 星数据进行处理后得到了火星的虚拟现实图像。研 究人员可以看到全方位的火星表面景象：高山、平 川、河流，以及综横的沟壑里被风化的班驳的巨石， 都显得十分清晰逼真，而且不论你从哪个方向看这 些图，视野中的景象都会随着你的头的转动而改变， 就好象真的置身于火星上漫游、探险一样，这无疑 对天文、气象的教学有所帮助。
基本概念：虚拟现实技术（二十）
关键技术：
双眼立体视图的生成
三维场景上任一点P(x,y,z)，对于 左右眼视点L、R，在投影平面z=0 上的成象点Pl(xl,yl)、Pr(xr,yr)计算 如下： xl = (x*k - z*d/2)/(k+z) xr = (x*k + z*d/2)/(k+z) yl = yr = y*k/(k+z) 可推导得： xl = (x + d/2)/(1 + z/k) - d/2 xr = (x - d/2)/(1 + z/k) + d/2 可用硬件实现
望更加直观的表达信息，使用更加自然的方式进行人机 交互以及通过网络实现人与人之间实时、形象的交流.
基本概念：虚拟现实技术（五）
❖ 历史回顾
虚拟现实和其他技术一样，也是在前人大 量工作的基础上发展起来的。
➢ 网络会议与远程协作 Sony公司基于DIVE的一个系统
➢ 娱乐和虚拟社区
Cybertown (使用Blaxxun）
➢ 电子商务
VR commerce of IBM
基本概念：虚拟现实技术（四）
❖ 虚拟现实发展的原动力
➢ 因特网技术的广泛使用: Internet已经成为娱乐、商业等 的重要媒体;
➢ 硬件基础：网络带宽的提高（宽带网的逐渐普及），个 人计算机图形处理能力的增强;
❖ 美国宇航局Ames研究中心的科学家将探索到的火 星数据进行处理后得到了火星的虚拟现实图像。研 究人员可以看到全方位的火星表面景象：高山、平 川、河流，以及综横的沟壑里被风化的班驳的巨石， 都显得十分清晰逼真，而且不论你从哪个方向看这 些图，视野中的景象都会随着你的头的转动而改变， 就好象真的置身于火星上漫游、探险一样，这无疑 对天文、气象的教学有所帮助。
基本概念：虚拟现实技术（二十）
关键技术：
双眼立体视图的生成
三维场景上任一点P(x,y,z)，对于 左右眼视点L、R，在投影平面z=0 上的成象点Pl(xl,yl)、Pr(xr,yr)计算 如下： xl = (x*k - z*d/2)/(k+z) xr = (x*k + z*d/2)/(k+z) yl = yr = y*k/(k+z) 可推导得： xl = (x + d/2)/(1 + z/k) - d/2 xr = (x - d/2)/(1 + z/k) + d/2 可用硬件实现
三维虚拟仿真系统演示视频服务方案(纯方案,39页)
报价书目录1. 技术方案 (3)1.1. 技术路线 (3)1.1.1. 三维模型精确重构 (3)1.1.2. 三维模型创建基本指标参数 (10)1.1.3. 三维演示动画制作 (12)1.1.4. 音视频编辑 (14)1.2. 项目实施方案 (16)1.2.1. 前期准备阶段 (16)1.2.2. 方案设计阶段 (16)1.2.3. 数据采集及处理阶段 (17)1.2.4. 数据质量检验阶段 (17)1.3. 设备安排 (18)1.3.1. 平面拍摄拟用设备 (18)1.3.2. 三维及后期图形处理拟用设备 (19)2. 售后服务承诺 (21)2.1. 售后服务承诺 (21)2.2. 售后服务方式 (23)2.2.1. 服务流程 (23)2.2.2. 现场服务 (23)2.2.3. 远程服务 (24)2.2.4. 应急服务（服务等级） (25)2.2.5. 回访和跟踪 (25)2.3. 技术支持服务机制 (25)2.3.1. 专职的技术支持部门—客服中心 (25)2.3.2. 认证专家组成的技术中心 (25)2.3.3. 为本项目指派专人进行技术支持 (25)2.4. 现场支持 (26)2.4.1. 实时技术支持 (26)2.4.2. 及时的现场技术支持服务 (26)2.5. 售后服务方案 (26)2.5.1. 运行保障机构及人员 (27)2.5.2. 运行服务方案 (27)2.5.3. 服务质量管理 (27)2.6. 进度计划及工期保障措施 (28)3. 报价供应商的质量管理制度、质量检测机构、质量检测设备（提供设备清单和图片），以及第三方质量检测报告等与质量控制相关的证明材料 (32)3.1. 质量管理体系 (32)3.2. 组织机构 (33)3.3. 管理措施 (35)3.3.1. 内部沟通措施 (35)3.3.2. 与用户沟通措施 (36)3.3.3. 健全资源协调机制 (37)3.4. CMMI质量规范 (38)3.5. 质量改进 (38)3.6. 质量控制 (39)1.技术方案1.1.技术路线1.1.1.三维模型精确重构1.1.1.1.设备建模需求分析针对系统的建模，首先覆盖范围要全面，不仅要覆盖设备，而且也要覆盖到设备的通道环境。
虚拟仿真实训软件的制作技术 PPT课件
F. 光盘刻录
F. 文字效果加工工具 F.其它工作人员
G. 文字编辑工具
H. 视频采集和编辑工具
I.系统合成工具
通科仿真
控制模型面数，贴图尺寸2n ，对仪器介绍要言简意赅， 画面要精良，对设备可以进行简单操作。
注意问题：
请实际工厂专家指导，对仪器摆放位置是否科学，距离尺 寸，安全措施等指导，对仪器安全操作要加以说明，给出对设 备正确操作的步骤。
通科仿真
常用软件实现工具 市面上能见到的虚拟现实软件，基本都能实现此功能，制
应尽可能将错误操作分析到位（多设置些错误故障)，对 错误操作应给出效果明显错误提示，使学生加深印象。
通科仿真
常用软件实现工具 1. 三维 制作效果较好的Virtools、Quest3D、Vrp等。 2. 二维 制作效果较好的Flash。 工具选择要点： 选择成熟，编程功能强大的工具。
通科仿真
考核功能
虚拟仿真实训软件的 制作技术与软件展示
仿真实训教学软件的技术上要实现的功能 ● 漫游功能 ● 演示功能 ● 互动功能 ●考核功能
通科仿真
漫游功能
在实训中想解决的问题： 1. 认识现场环境，对现场环境产生较深刻的印象，解决
专业认识性实习； 2. 认识现场设施设备，对现场设施、设备初步认识； 3. 对现场安全生产的初步认识 。
注意问题： 工具使用是否正确，步骤分析到位，给出后台记录，事先
一定设计好，制作过程当中不应加步骤。
通科仿真
演示种类: 2. 故障类考核
特点： 制作难度最大，操作最复杂。
制作要点： 制作功能要有底线要求（故障点设置是否合理，是否为常
见故障）。 注意问题：
步骤分析到位，考核手段是否科学、合理、灵活，不同教 学内容，应该选择不同的考核方式、方法
虚拟设计培训课件(共60张PPT)(共59张PPT)
第五章 虚拟 设计 (xūnǐ)
虚 拟 设 计 ( Virtual Design) 是 以 “ 虚 拟 现 实 ” ( Virtual
Reality)技术为基础，以机械产品为对象的设计手段。 借助这样的设计手段设计人员可以通过多种传感器与 多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量 综合集成环境中得到感性(gǎnxìng)和理性的认识，从而帮 助深化概念和萌发新意。
为了实现对三维对象的方便操 作，人们研制了各种各样的三 维交互工具，如:
数据手套(shǒutào) 三维跟踪球 数据衣等
第三十七页，共五十九页。
数据 手套 (shùjù)
数据手套是最有用的三维输入工具，它可以将手的运动转化为计算 机输入信号。
其工作原理(yuánlǐ)是当手活动时，数据手套对这些活动进行检 测并向计算机送入相应的电信号。而后计算机将这些信号转 换为虚拟手的动作，这样虚拟手就可以随着用户手的移动而 移动。数据手套可以跟踪手的位置和手势命令，这样的系统 有助于对虚拟物体的定位、移动等操作。
发阶段决定(juédìng)的。
也就是说，研究开发阶段对最终产品成本的影响最大。
因此加强对设计方法的研究、加大对设计部门的投入、对降 低产品价格是至关重要的。
第十五页，共五十九页。
5.2 虚拟设计(shèjì)在产品开发中的作用
第十六页，共五十九页。
1 虚拟 概念设计 (xūnǐ)
1996年美国Wisconsin-Madison大学研制出了一个虚拟概念
第六页，共五十九页。
5.1 虚拟现实(xū nǐ xiàn shí)
自主性：在虚拟环境中，对象的行为是自主 的，是由程序自动(zìdòng)完成的，要让操作者 感到虚拟环境中的各种生物是“有生命的” 和 “自主的”，而各种非生物是 “可操作 的”，其行为符合各种物理规律。
虚 拟 设 计 ( Virtual Design) 是 以 “ 虚 拟 现 实 ” ( Virtual
Reality)技术为基础，以机械产品为对象的设计手段。 借助这样的设计手段设计人员可以通过多种传感器与 多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量 综合集成环境中得到感性(gǎnxìng)和理性的认识，从而帮 助深化概念和萌发新意。
为了实现对三维对象的方便操 作，人们研制了各种各样的三 维交互工具，如:
数据手套(shǒutào) 三维跟踪球 数据衣等
第三十七页，共五十九页。
数据 手套 (shùjù)
数据手套是最有用的三维输入工具，它可以将手的运动转化为计算 机输入信号。
其工作原理(yuánlǐ)是当手活动时，数据手套对这些活动进行检 测并向计算机送入相应的电信号。而后计算机将这些信号转 换为虚拟手的动作，这样虚拟手就可以随着用户手的移动而 移动。数据手套可以跟踪手的位置和手势命令，这样的系统 有助于对虚拟物体的定位、移动等操作。
发阶段决定(juédìng)的。
也就是说，研究开发阶段对最终产品成本的影响最大。
因此加强对设计方法的研究、加大对设计部门的投入、对降 低产品价格是至关重要的。
第十五页，共五十九页。
5.2 虚拟设计(shèjì)在产品开发中的作用
第十六页，共五十九页。
1 虚拟 概念设计 (xūnǐ)
1996年美国Wisconsin-Madison大学研制出了一个虚拟概念
第六页，共五十九页。
5.1 虚拟现实(xū nǐ xiàn shí)
自主性：在虚拟环境中，对象的行为是自主 的，是由程序自动(zìdòng)完成的，要让操作者 感到虚拟环境中的各种生物是“有生命的” 和 “自主的”，而各种非生物是 “可操作 的”，其行为符合各种物理规律。
虚拟仿真3D辅助设计系统方案实用PPT(30张)
A地区
云服务器
B地区
云端共享场景
03系统应用
three • 虚拟仿真\ 工业设计\
应用场景
工具的升级，效率的提升
需求方
方案交付及反馈
提 出
运用创新手段，满足需求。
需
求
智力
工程师
物力
沉浸仿真 系统
解决方案
常见应 用场景
可视化
交互性
真实性
技术评审
研发-生产地点
验证流程
管理-工程部门 （跨域评审）
结果演示
示，或在隐藏零件和显示零件之间切换。 ➢ 添加标注：在虚拟环境中添加指向位置的数字索引。 ➢ 自由行走：以虚拟方式参观建筑物或模型内部，可以模拟上下
楼梯动作。
VR应用案例
VR头盔
光学动作捕捉相机
AR应用案例
THANK YOU
•
1.有学者认为，这些水是地球本身固 有的。 在地球 形成之 初，地 球水就 以蒸气 的形式 存在于 炽热的 地心中 ，或者 以结构 水、结 晶水等 形式存 于地下 岩石中 。那时 ，地表 的温度 较高， 大气层 中以气 体形式 存在的 水分也 较多。
CAVE系统
AR系统
沉浸式VR系统
虚拟仿真种类
01.实物仿真
实物仿真是用实物模型采用机械 式的方法模拟另一个实物系统原理、 结构、操作等。如楼花、沙盘、微 缩机械模型等。
实物虚拟仿真模型
02.半实物仿真
半实物仿真是既有实际物体又有 虚拟影像来模拟另一物体特征，半 实物仿真多用来模拟宏大场景，如 模拟飞行，驾驶等。
目前主流应用的3D 手势识别、数据手套，已经符合人体的自然动作，让人们以最舒适的方式获取信息。
三维数据可视化平台PPT演示
三维数据可视化平台
三维数据可视化平台具 有严谨并开放的技术架构， 主要由四大部分组成：数据 层、平台层、支撑层和应用 层。
三、平台架构
Morxeen 平台技术架构图
Morxeen 平台数据流框架图
三维数据可视化平台
三、平台架构
第一层：数据层 针对来源、分辨率、精度、描述形式、关注范围不同的海量多元混杂数据， 提供：数据接入 / 数据预处理 / 数据归类 / 数据管理 / 数据显示等基础服务。
三维数据可视化平台
平台应用
六、平台应用
气象水文局天气预报数据会商系统
三维数据可视化平台
平台应用
六、平台应用
某作战指挥中心演示系统
三维数据可视化平台
平台应用
六、平台应用
在线集群日志流数据的可视化系统
三维数据可视化平台
平台应用
六、平台应用
武汉市数字城市工程项目（国家863计划）
三维数据可视化平台
✓ 数据存储能力的拓展
数据的存储方式经历了从PC、 磁盘阵列、大型机到分布式存 储的巨大变化，更拉动着数据 向更高的量级飙升。
三维数据可视化平台
2、种类繁多
数据类型繁多，是大数据区别于传统数据的新特性。
一、大数据时代
✓ 小数据时代，结构化数据为主
一张通俗的二维表格就能成为数 据仓库，结构化数据是其主要数 据形式，类型简单，管理容易。
三维数据可视化平台
功能概括
四、功能概括
大数据分析、指挥、决策功能 在广泛进行各种数据挖掘的同时，积累并归纳 事物发展变化的普遍共性和特殊规律特征，在 此基础上建立事件产生、发展、变化、关联等 的一系列分析模型，通过对新数据的感知与比 较分析，预见性地给出未来数据发展趋势，实 现事件预测。 预测性的分析能力为决策者提供了预知、预判 和预案支持，满足了大数据时代高实时性决策 的需求，是决策方式的革命。
虚拟现实应急演练培训系统建设方案
•
• •
多人协同操作、培训
应急响应规则&推演逻辑 操作回放&培训考评体系
不确定内容： • • 应急预案数量 推演逻辑复杂度
目录
项目背景与需求分析 虚拟现实应急演练培训系统方案 项目计划及费用预估 PCI公司介绍 Q&A
项目计划及费用预估
序号 1
内容 三维油气平台模型处理及 展示
开发周期 3～4人月
隐患管理 操作培训 灾害推演
操作培训
操作记录&回放 操作评价
安全应急管理
应急物资管理 应急预案演示
基本信息查询
三维场景漫游 设备信息查询
设备 信息 推演逻辑
评价 体系
虚拟现实应急演练培训系统解决方案功能模块
展示入口
推演入口
管控入口
培训入口
…
周边环境
平台总览／漫游
应急预案推演
用户操作培训
三维可视化数据 应急响应规程／逻辑 操作评价体系
• 拥有一支经验丰富的人才队伍 • 专注于制造业，尤其在汽车、机车、航 空行业经验丰富 • 构建了企业级应用集成平台 • 针对客户提供全方位定制服务
在汽车、航空、机车领域成功实施多个项目。
经典案例
经典案例
经典案例
目录
项目背景与需求分析 虚拟现实应急演练培训系统方案 项目计划及费用预估 PCI公司介绍 Q&A
人流路线，熟悉
应急响应路线
关键功能效果示意：安全应急管理 隐患管理
点选设备，或遍 历隐患哭，显示 常见隐患类型、 关联设备、参数 阈值等，也可动 态查看、监控相 关参数
应急物资管理
显示应急物资清 单，链接可直接 跳转至相应库房 或位置
三维虚拟现实应急演练培训解决方案
桌面推演
三维消防作战推演系统的特点： 1、虚拟沙盘的展示，提供了更加丰富的展示内容和更加自由的操作方式。 2、保留了传统的推演操作习惯，使用简单的点选、拖拽、划线等操作，实现在虚 拟场景中完成推演过程。 3、系统提供的事故模拟功能，能够更加科学、准确地模拟出事故的发展过程和影 响范围，提供推演的可参考性。 4、直观、动态、实时的推演方式，使参与推演的人员对推演经过记忆更加深刻。
系统自动记录三维推演全 过程（信息传达、操作步
骤）
演练结果评分、 演练过程的评估和回放
生成事故报告
评估的内容包括：事故的时间、影响的区域、事故现场控制的时间、各自资源调动 的数量、人员伤亡情况和造成的经济损失。
功能扩展
模型库管理 • 模型库管理 • 模型库添加、删除、替换
事故编辑
• 事故预设 • 事故模拟 • 用户灾害设置 • 考核点设置 灾害难度修改 • 在演练过程中 修改演练难度：添加障碍 火势大小修改等
消息通信 模块
调用
发布
客
HTML页面
户
三维引擎
端
AJAX通 信模块
消息通信 模块
订阅
静态web服务
应 用 中 间 件
动态web服务
应用 逻辑 (Tomcat)
消息中继
(ActiveMQ)
消
息 消息队列
消息队列
中
间
件
数据存储
静态文件
业务数据库 （MySQL)
消息持久化 存储
P A G E 43
THANKS
三维虚拟现实应急演练培训解决方案
技术创新，变革未来
提要
项目建设背景 项目建设内容 项目技术特色 项目售后服务
项目建设背景
增强现实技术之三维注册与虚实融合培训课件(PPT 37张)
具体的标识内部图像可以根据需要手动选择任意的图像 作为标识物，可以通过几种图元的组合自动生成工程中 所需要标识。 进行模板匹配，来实现标识识别。 在做标识匹配前，需要进行图像正规化。
5.3 图像的标识识别
图像正规化
系统中采集图像的摄像头在采集图像的时候处于随机的 位置，即从任何角度任何位置拍摄都可以，那么，摄像 头镜面不一定与标识物的平面是平行的，摄像头的光轴 也并不一定是垂直于标识物。
相机参数的求取
当相机选定后，内部参数不变。 当相机的位置和角度固定后，外部参数不变。
根据若干已知二维点与其对应三维点的坐标值，求解P矩阵 和D矩阵中含有的11个未知数，从而确定摄像机的内部参 数和外部参数。
相机参数的求取
上述含有P、D的矩阵关系可以改写为：
写成方程式：
相机参数的求取
四个坐标系的关系
世界坐标系与摄像机坐标系的关系
x=r11X+r12Y+r13Z+t1 y=r21X+r22Y+r23Z+t2 R= t=
z=r31X+r32Y+r33Z+t1
R为旋转矩阵，表示两个坐标系各坐标轴之间旋转向量 ，t是平移向量，也是世界坐标系原点在相机坐标系中 的坐标值
成像平面坐标系与摄像机坐标系的关系
在用户看来，无论从任何角度观察，都应该使虚拟物体与 真实场景保持三维欧氏空间的几何一致性。这就是AR中的 三维注册(Registration)所要完成的任务。
5.1 虚实融合原理
实现虚实融合的关键技术，是相机标定与三维注册技术， 通过精准的相机标定与三维注册，使虚拟物体可以与真实 世界进行无缝融合。 在真实世界中人为地设定世界坐标系的原点、X坐标、y坐 标、Z坐标，并测量出多个标志点的三维坐标值。 对摄像机摄取的图像进行视觉识别，找到各标志点在图像 显示坐标系中的二维坐标值。 通过各个标志点在世界坐标系中的三维坐标值和在显示坐 标系中的二维坐标值，实时计算出摄像机的焦距、成像屏 幕大小等内部参数、在世界坐标系中的位置和方向角等外 部参数。
5.3 图像的标识识别
图像正规化
系统中采集图像的摄像头在采集图像的时候处于随机的 位置，即从任何角度任何位置拍摄都可以，那么，摄像 头镜面不一定与标识物的平面是平行的，摄像头的光轴 也并不一定是垂直于标识物。
相机参数的求取
当相机选定后，内部参数不变。 当相机的位置和角度固定后，外部参数不变。
根据若干已知二维点与其对应三维点的坐标值，求解P矩阵 和D矩阵中含有的11个未知数，从而确定摄像机的内部参 数和外部参数。
相机参数的求取
上述含有P、D的矩阵关系可以改写为：
写成方程式：
相机参数的求取
四个坐标系的关系
世界坐标系与摄像机坐标系的关系
x=r11X+r12Y+r13Z+t1 y=r21X+r22Y+r23Z+t2 R= t=
z=r31X+r32Y+r33Z+t1
R为旋转矩阵，表示两个坐标系各坐标轴之间旋转向量 ，t是平移向量，也是世界坐标系原点在相机坐标系中 的坐标值
成像平面坐标系与摄像机坐标系的关系
在用户看来，无论从任何角度观察，都应该使虚拟物体与 真实场景保持三维欧氏空间的几何一致性。这就是AR中的 三维注册(Registration)所要完成的任务。
5.1 虚实融合原理
实现虚实融合的关键技术，是相机标定与三维注册技术， 通过精准的相机标定与三维注册，使虚拟物体可以与真实 世界进行无缝融合。 在真实世界中人为地设定世界坐标系的原点、X坐标、y坐 标、Z坐标，并测量出多个标志点的三维坐标值。 对摄像机摄取的图像进行视觉识别，找到各标志点在图像 显示坐标系中的二维坐标值。 通过各个标志点在世界坐标系中的三维坐标值和在显示坐 标系中的二维坐标值，实时计算出摄像机的焦距、成像屏 幕大小等内部参数、在世界坐标系中的位置和方向角等外 部参数。
虚拟仿真实训系统解决方案培训资料(doc 30页)
大娱号虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD（）前言近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。
虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。
虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。
这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。
目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。
虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。
目录前言................................................................ 错误!未定义书签。
一、总体需求分析 ............................................ 错误!未定义书签。
1．1 “情景”的定义： .................................. 错误!未定义书签。
1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？错误!未定义书签。
1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下：错误!未定义书签。
二、设计原则...................................................... 错误!未定义书签。
三、大娱号虚拟仿真实训系统概述................... 错误!未定义书签。
四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图：错误!未定义书签。
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2.4 树立危机意识
系统中针对由于多种原因造成的各类事故伤害进行仿真模拟。体现发生错误 操作时带来的危害，表现出震撼的伤亡效果，让学员认识问题的严重性，从而时 时加强危机意识。
1 建设背景 2 建设意义 3 系统架构 4 系统功能 5 系统特点 6 系统运行环境
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
3 系统架构
通常由于设备、场地、经费等硬件的限制，许多培训、演练都无法进行。而 利用虚拟现实系统，学员就可以足不出户便可以做各种应急处置的训练，获得与 真实实验一样的机会。在保证教学效果的前提下，极大地节省了成本。
2 建设意义
三维可视化Байду номын сангаас拟仿真 培训演练系统
2.3 减少实验风险
真实实验或操作往往会带来各种风险，利用虚拟现实技术进行虚拟实验，学 员在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险、可预测的实验。
1 建设背景
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
1.3 虚拟仿真技术在安全生产领域的应用
在安全生产的过程中，许多作业存在一些自然条件恶劣、不安全因素多、作 业环境复杂、人员安全意识不高等特点，始终影响和制约着我国的安全生产。随 着虚拟仿真技术的发展，其在安全生产领域也得了广泛的应用，为我们的安全生 产教育培训提供了强有力的支持，如虚拟设备操作、虚拟环境体现等。
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
3.1 总体平台架构图
系统可根据企业实际条件，灵活的部署在局域网或Internet网上。 系统做到学习－－练习－－考试这种循序渐进的过程，使学员轻松掌握相关 安全知识。
3 系统架构
3.2 适用对象
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适用于企业主要负责人、安管人员、一线作业人员、应急处置人员等进行日 常模拟仿真训练和技能掌握情况考核评价。
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
2 建设意义
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2.1 提高操作技能
针对事故处理而言，利用三维模式可逼真再现事故前兆、发生、发展、救援 相关场景，描述事故发生前的各种现象，以及处理方法，快速提高作业人员面对 事故以及可能发生事故的实际操作技能和标准化作业水平。
2.2 节约培训成本
1 建设背景
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1.2 虚拟仿真技术特点
1、沉浸性 计算机产生一种人为虚拟的环境，通过计算机图形构成的三维数字模型，编
制到计算机中去产生逼真的虚拟环境，让用户感受到自己已进入虚拟环境的感觉 , 获得身临其境的感受和临场参与感。
2、交互性 虚拟仿真系统中，可以通过外部设备以及人近乎自然的行为（自身的语言、
1 建设背景
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
1.3 虚拟仿真技术在安全生产领域的应用
（1）3D虚拟仿真安全教育宣传系列 以从业人员安全生产、安全技能培训为目的，运用逼真的场景，通过图像、
声音、文字等，用三维仿真动画视频的形式，展现出生产过程的不安全行为造成 的后果，以起到警示教育的作用。
1 建设背景
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1 建设背景 2 建设意义 3 系统架构 4 系统功能 5 系统特点 6 系统运行环境
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1 建设背景
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1.1 虚拟仿真技术描述
虚拟仿真技术，也称为模拟技术，是用计算机系统模仿一个真实场景的技术。 虚拟仿真构成的三维信息虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界（甚至是不存在的） 的事物和环境，还可以投入到这种环境中，体验到“亲临其境”的感觉，并可模 拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官自然地和计算机虚拟环境系统进行交互。突 破了空间、时间以及其他客观条件的限制，从而感受到真实世界中无法亲身经历 的体验。
在真实存在的环境，也可模拟出客观世界中当前并不存在的但将来可能出现的环 境，还可模拟客观世界中并不会存在的而仅仅属于人们幻想的环境。
4. 逼真性 虚拟环境给人的各种感觉与所模拟的客观世界非常相像，一切感觉如同在真
实世界一样逼真；当人以自然的行为作用于虚拟环境时，虚拟环境做出的反应也 符合客观世界的有关规律。如当给虚幻物体一个作用力，该物体的运动就会符合 力学定律，会沿着力的方向产生相应的加速，当它遇到障碍物时，就会被阻挡。
肢体的动作等）对环境进行控制，并能够对人的操作予以实时的反应。例如，当 操作员按动采煤机启动按钮时，会看见虚拟场景的采煤机开始运转；按滚筒左升 按钮时，采煤机会随着速度的控制而向左上升进行采煤。
1 建设背景
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1.2 虚拟仿真技术特点
3、虚幻性 系统中的环境是虚幻、模拟的，既可以模拟客观世界中以前存在过的或是现
1.4 虚拟仿真技术在其它行业的应用
虚拟仿真技术应用领域和交叉领域非常广泛，几乎到了无所不包、无孔不入 的地步，从航空、军事、能源、医学、教育、建筑等方面都发挥了重要的作用。
航空领域
建筑领域
1 建设背景
1.4 虚拟仿真技术在其它行业的应用
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道路交通领域
军事领域
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1.3 虚拟仿真技术在安全生产领域的应用
（2）虚拟仿真应急救援演练 利用系统建模与仿真、计算机网络等现代信息技术相结合，建立计算机桌面
应急救援推演系统。在计算机中设定场景、事故类型等条件，推演应急救援预案 脚本在执行中可能发生的情况，并进行评估。
1 建设背景
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3 系统架构
3.3 多人同时演练
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
“三维可视化虚拟仿真培训演练系统”采用目前最先进的Unity3D 三维虚拟现实开发引 擎进行开发，通过纯软件的方式构造了一个3D 虚拟仿真矿井（包含矿井各类巷道、设备设 施等）。
在矿井三维仿真场景中，可进行煤矿新工人操作培训、事故防范培训演练、应急处置 训练等，可根据企业实际情况有针对性的选择一种进行培训、演练和考核。
系统支持多部门、多角色、多队伍、多人同时在线训练， 可部署于电脑教室、多媒体 教室等多种场合进行救援培训与训练。
3 系统架构
3.3 多人同时演练
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