某集团虚拟现实仿真验证平台方案

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基于虚拟现实技术的仿真实验平台设计

基于虚拟现实技术的仿真实验平台设计

基于虚拟现实技术的仿真实验平台设计虚拟现实(Virtual Reality,VR)作为一种先进的计算机技术,已经在许多领域展现了强大的应用潜力。

其中之一是虚拟现实技术在教育领域中的应用。

基于虚拟现实技术的仿真实验平台设计为学生提供了一种全新的学习方式,能够更好地帮助他们理解和掌握一些抽象和复杂的概念。

一、引言在传统的教育实验中,学生通常需要花费大量的时间和资源到实验室进行实际操作。

而且一些复杂、危险或昂贵的实验无法在实验室中进行。

基于虚拟现实技术的仿真实验平台的出现解决了传统实验教学中的一些问题,为学生提供了更加灵活、直观和安全的学习方式。

二、设计思路基于虚拟现实技术的仿真实验平台的设计需要考虑以下几个方面:1. 用户界面设计:虚拟现实技术的应用需要一个直观且易于操作的用户界面,使学生能够轻松地控制和交互。

虚拟手柄、头戴式显示器和手势识别设备等都是常见的用户界面设计元素。

2. 虚拟场景设计:虚拟现实技术可以模拟现实环境,为学生提供一个身临其境的学习体验。

设计师需要根据具体的实验内容,创建逼真的虚拟场景,以提高学生的参与度和学习效果。

3. 物理引擎设计:在虚拟现实技术的应用中,物理引擎可以模拟真实世界的物理效应,如重力、摩擦力等。

通过合理地设计物理引擎,可以使学生在仿真实验中感受到真实的物理现象,并有效地理解相关概念。

4. 智能化设计:仿真实验平台可以通过虚拟导师的形式对学生进行引导和答疑。

智能化的设计可以提供个性化的学习指导和反馈,帮助学生进一步理解内容,并及时纠正错误。

5. 数据分析和可视化:基于虚拟现实技术的仿真实验平台可以记录学生在学习过程中的数据,如操作的正确率、用时等。

这些数据可以通过可视化的方式展示给学生和教师,以便于评估学生的学习进度和提供个性化的学习推荐。

三、应用案例基于虚拟现实技术的仿真实验平台可以应用于各个学科的教学中,以下是几个典型的应用案例:1. 化学实验:通过虚拟现实技术,学生可以在虚拟实验室中进行化学实验,如调配化学药品、观察反应过程等。

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案一、背景介绍虚拟仿真实验教学中心平台是一种基于虚拟现实技术的教学模式,它通过模拟真实场景、创建虚拟环境,使学生能够在虚拟世界中进行实验操作和学习。

该平台能够提供高质量、低成本的实验教学环境,为学生提供更多的机会与真实实验的接触,并能够在一定程度上弥补实验设备不足的问题。

二、建设目标1.提高实验教学的效果:虚拟仿真实验教学中心平台能够模拟真实实验的场景,提供更多的操作机会和实验环境的变化,从而提高学生的实验技能和学习效果。

2.降低实验教学的成本:虚拟仿真实验教学中心平台可以减少实验设备的购置和维护成本,提高实验室的利用率。

3.提高实验教学的安全性:通过虚拟仿真实验教学中心平台,可以避免一些危险性较高的实验操作,降低学生和教师的安全风险。

三、建设内容1.虚拟仿真实验室建设:建设多个虚拟实验室,涵盖各个学科的实验内容,每个实验室包括多个虚拟实验工作站和相关设备模型。

2.虚拟教学环境建设:在虚拟实验室中,搭建相应的教学环境,包括课程内容、教学资源、实验操作指南等,以方便学生进行学习和实验操作。

3.虚拟实验操作系统建设:建设虚拟实验操作系统,用于模拟真实实验操作、调节实验条件、记录实验数据等功能。

该操作系统应具备友好的用户界面和操作体验,便于学生使用。

4.虚拟实验数据分析与评价系统建设:建设虚拟实验数据分析与评价系统,用于对学生的实验数据进行分析和评价,提供学生的实验报告和评分等功能。

5.虚拟实验教师培训与支持:为教师提供虚拟实验教学的培训和支持,包括操作系统的使用、实验指导方案的制定以及实验教学技能的培养等。

四、建设流程1.确定需求:通过与教师和学生的讨论,确定虚拟仿真实验教学中心平台的功能需求和技术要求。

2.设计平台架构:设计虚拟仿真实验教学中心平台的系统架构和模块划分,确定各个功能模块的开发和集成方式。

3.开发平台功能:根据需求和架构设计,分别进行虚拟实验室、虚拟教学环境、虚拟实验操作系统、虚拟实验数据分析与评价系统的开发。

基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验教学平台设计

基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验教学平台设计

基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验教学平台设计虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术是一种通过计算机生成的交互式三维虚拟环境,使用户可以身临其境地体验虚拟世界。

而虚拟仿真实验教学平台则是基于虚拟现实技术的教育工具,为学生提供更加优质的实验教学体验。

本文将介绍基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验教学平台的设计。

首先,一个优秀的虚拟仿真实验教学平台设计应该具备以下几个重要的要素:1. 逼真的虚拟环境:教学平台应该能够创造出逼真的虚拟环境,让学生身临其境地感受实验场景。

通过使用高质量的图形渲染技术和实时物理引擎,平台可以呈现出精细的视觉效果和真实的物理交互,从而使学生能够感受实验的真实性和现实性。

2. 交互式操作:平台应该允许学生进行自由的交互操作,以便他们能够进行实验的探索和实践。

通过配备虚拟现实头盔、手柄或手套等交互设备,学生可以与虚拟环境进行实时的交互,并模拟真实实验过程中的各种操作,如观察、测量、制作等,从而提高他们的实验技能。

3. 多模式教学:为了满足不同学生的学习需求,教学平台应该提供多种教学模式。

例如,基础模式可以用于初学者,提供基本的实验知识和技能;进阶模式可以用于中级学生,提供更加复杂和挑战性的实验任务;高级模式可以用于高级学生或专业人员,提供更加高级和专业的实验内容。

通过不同的教学模式,平台可以满足学生的不同需求,提高他们的学习效果。

4. 实时反馈和评估:平台应该能够提供实时的反馈和评估机制,以帮助学生纠正错误并提高实验技能。

通过监测学生的实验行为和结果,平台可以及时给予指导和评估,使学生能够了解自己的实验表现,并通过不断的实践和改进来提高自己的实验能力。

基于以上要素,一个典型的基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验教学平台的设计流程如下:1. 需求分析:根据教学需求和学科特点,确定平台的功能和实验内容。

例如,如果设计物理实验平台,需要确定实验题目、实验器材、实验步骤等。

2. 虚拟环境建模:根据实验的需求,使用三维建模软件创建虚拟环境。

协同式虚拟现实仿真验证平台方案

协同式虚拟现实仿真验证平台方案

协同式虚拟现实仿真验证平台方案引言:随着虚拟现实(VR)技术的快速发展,越来越多的应用场景在虚拟环境中进行验证和测试。

与此同时,协同式验证也变得越来越重要,特别是在需要多个用户共同进行操作和协同决策的情况下。

因此,建立一个协同式虚拟现实仿真验证平台是非常必要和有意义的。

一、平台架构1.虚拟现实模拟器虚拟现实模拟器是整个平台的基础,它提供了虚拟现实环境的创建和管理功能。

该模块基于虚拟现实技术(如Oculus Rift、HTC Vive等),能够模拟真实的三维环境,包括物体、场景和用户操作交互等。

它可以实现真实感的视觉、听觉和触觉体验,使用户感受到身临其境的感觉。

2.协同式交互系统协同式交互系统用于实现多用户之间的协同操作和交互。

该模块可以支持多个用户同时进入虚拟环境,通过网络实现实时通信和数据同步。

在虚拟环境中,用户可以进行实时交流、共同操作和决策。

这将使得多人之间的合作更加高效和便捷。

3.数据分析模块数据分析模块用于收集、存储和分析用户的行为数据和交互数据。

在虚拟环境中,用户的操作行为可以被记录和分析,以便提供决策支持和改进平台性能。

通过对用户数据的分析,可以发现用户行为的规律和模式,优化协同效果和用户体验。

二、关键技术和功能1.多用户协同操作平台要支持多个用户同时进入虚拟环境,共同进行实时协同操作和交互。

通过网络实现用户间的通信和数据同步,保证用户能够实时感受到其他用户的存在和操作。

2.真实感的体验平台要能够提供真实感的虚拟环境体验,包括逼真的图像和声音效果。

通过虚拟现实技术,使用户感到身临其境,提高仿真验证的可信度和效果。

3.数据可视化和分析平台要能够对用户的行为数据和交互数据进行有效的可视化和分析。

通过数据分析,发现用户行为的规律和模式,为决策提供支持和参考。

同时,也可以通过数据分析来优化平台性能和用户体验。

4.可扩展性和可定制性平台要具备可扩展性和可定制性,能够适应不同应用场景和需求。

用户可以根据自己的需要添加新的模块和功能,实现个性化定制。

基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验平台设计

基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验平台设计

基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验平台设计近年来,虚拟现实技术的快速发展为各行各业带来了诸多创新和改变。

在教育领域,基于虚拟现实技术的虚拟仿真实验平台成为了教学和学习的重要工具。

本文将探讨如何基于虚拟现实技术设计一个高效实用的虚拟仿真实验平台。

一、引言虚拟现实技术是一种模拟真实场景的技术,通过使用计算机生成的环境来模拟人机交互体验。

虚拟现实技术的特点包括沉浸感、交互性和感知性,使得它成为了一种理想的教学工具。

在教育环境中,虚拟仿真实验平台可以帮助学生进行真实场景的模拟实验,提高学习效果和兴趣,增强实践能力。

二、虚拟仿真实验平台的设计要求1. 教学内容与实验场景的匹配虚拟仿真实验平台应能够根据教学内容设计相应的实验场景。

学生可以根据教学目标选择不同的实验场景进行实践,实时观察实验过程并进行数据采集和分析。

同时,平台还应提供一些基本实验场景,供学生进行自由探索和创造。

2. 沉浸感和交互性设计虚拟仿真实验平台时,应注重提供良好的沉浸感和交互性。

通过使用合适的虚拟现实设备,如头戴式显示器和手柄,学生可以身临其境地进行实验,并与虚拟环境进行互动。

这种沉浸感和交互性可以增强学生的参与感和体验感,提高学习的效果。

3. 数据采集和分析虚拟仿真实验平台应能够实时采集实验过程中的数据,并将其以图表或报告的形式呈现给学生。

这样,学生可以对实验结果进行分析和对比,进一步理解和巩固所学知识。

同时,平台还可提供预设实验报告,供学生进行参考和学习。

4. 多样化的实验模式和场景为满足不同实验需求和学习风格,虚拟仿真实验平台应提供多样化的实验模式和场景。

例如,可以实现不同难度级别的实验,以适应初学者和高级学生的需求。

此外,还可以设计实践性强的实现任务,让学生在虚拟环境中应用所学知识解决实际问题。

5. 反馈机制和评估体系虚拟仿真实验平台应提供及时的反馈机制和评估体系。

学生在进行实验过程中,应能够实时获取操作反馈和系统提示,以纠正错误和改进实验方法。

虚拟仿真解决方案(3篇)

虚拟仿真解决方案(3篇)

随着科技的飞速发展,虚拟仿真技术已经成为推动各行各业创新的重要力量。

虚拟仿真解决方案作为一种全新的技术手段,正在为教育、医疗、军事、工业等多个领域带来革命性的变革。

本文将从虚拟仿真技术的定义、发展历程、应用领域以及解决方案等方面进行详细阐述。

一、虚拟仿真技术的定义与发展历程1. 定义虚拟仿真技术是指通过计算机技术、网络技术、传感器技术等手段,构建出一个虚拟的环境,使人们能够在其中进行模拟、实验、训练等活动。

虚拟仿真技术具有高度的真实性、交互性和安全性,能够满足人们对虚拟世界的需求。

2. 发展历程(1)20世纪50年代,虚拟仿真技术起源于美国,主要用于军事领域,如飞行模拟器、坦克模拟器等。

(2)20世纪70年代,随着计算机技术的快速发展,虚拟仿真技术逐渐应用于教育、科研等领域。

(3)20世纪90年代,虚拟现实技术(VR)的出现,使虚拟仿真技术进入了一个崭新的发展阶段。

VR技术将视觉、听觉、触觉等多种感官信息融合,为用户提供更加真实的虚拟体验。

(4)21世纪初,随着互联网的普及,虚拟仿真技术开始应用于各个领域,形成了丰富的应用场景。

二、虚拟仿真技术的应用领域1. 教育(1)虚拟实验室:通过虚拟仿真技术,学生在虚拟环境中进行实验操作,提高实验效果和安全性。

(2)虚拟课堂:教师可以通过虚拟仿真技术,为学生提供更加丰富的教学内容和互动体验。

(3)虚拟校园:虚拟仿真技术可以构建出虚拟校园,让学生在虚拟环境中学习、交流、娱乐。

(1)手术模拟:医生可以通过虚拟仿真技术,在虚拟环境中进行手术模拟,提高手术成功率。

(2)医学教育:虚拟仿真技术可以为医学生提供更加真实的医学知识和技能培训。

(3)康复训练:虚拟仿真技术可以帮助患者进行康复训练,提高康复效果。

3. 军事(1)军事训练:虚拟仿真技术可以为士兵提供更加真实的战场环境,提高训练效果。

(2)装备研发:虚拟仿真技术可以用于军事装备的研发和测试,提高研发效率。

(3)战争模拟:虚拟仿真技术可以模拟战争场景,为军事决策提供支持。

虚拟实验平台的使用方法与实验结果验证技巧

虚拟实验平台的使用方法与实验结果验证技巧

虚拟实验平台的使用方法与实验结果验证技巧虚拟实验平台是一种基于计算机仿真技术的教学工具,它利用虚拟现实技术构建出一个模拟实验环境,使学生能够在没有真实实验条件的情况下进行实验操作和实验结果验证。

本文将介绍虚拟实验平台的使用方法和实验结果验证技巧。

一、虚拟实验平台的使用方法1. 登录与导航首先,学生需要登录虚拟实验平台的账号,并选择相应的实验项目。

一般来说,平台会提供一个导航界面,学生可以通过导航界面选择不同的实验项目,如物理实验、化学实验等。

2. 实验准备在选择了实验项目后,学生需要进行实验准备。

这包括阅读实验理论和操作指南,了解实验步骤和相关知识。

有些虚拟实验平台还提供实验前的模拟实践,以帮助学生熟悉实验操作流程。

3. 实验操作学生可以在虚拟实验平台上进行实验操作。

平台通常提供了与真实实验相似的用户界面和操作方式,学生可以使用鼠标、键盘等设备进行实验操作。

平台还提供了一些实验工具和设备,例如计时器、称重器等,以供学生使用。

4. 数据记录与分析在实验操作过程中,虚拟实验平台会记录并保存学生的实验数据。

学生可以在实验操作界面上查看实时数据,并将数据记录在实验报告中。

平台还提供了一些数据分析工具,例如图表绘制、数据处理等,以帮助学生对实验结果进行分析和解读。

5. 实验总结与报告学生在完成实验后,可以对实验过程和结果进行总结,并生成实验报告。

虚拟实验平台通常提供了一些模版和格式要求,学生可以根据实验报告模版撰写实验报告。

部分平台还提供了实验报告的自动评分功能,以评估学生的实验能力和报告写作能力。

二、实验结果验证技巧1. 数据对比在进行虚拟实验后,学生需要验证实验结果的准确性。

一种常用的方法是将虚拟实验结果与理论预期结果进行对比。

学生可以通过计算、图表绘制等方式将实验结果与理论结果进行比较,以验证实验的准确性。

2. 多次重复为了增加实验结果的可靠性,学生可以多次进行虚拟实验。

通过多次重复实验,学生可以获得更多的数据,验证实验结果的一致性和稳定性。

建筑虚拟仿真实训整体解决方案

建筑虚拟仿真实训整体解决方案

建筑虚拟仿真实训整体解决方案随着科技的不断发展,建筑行业也开始逐渐应用虚拟仿真技术进行实训。

虚拟仿真实训可以提供更真实的建筑环境和场景,在实际建筑前进行模拟和测试。

下面是针对建筑虚拟仿真实训的整体解决方案。

1.建筑虚拟仿真实训平台的建立建立一个建筑虚拟仿真实训平台,可以通过计算机等设备实现虚拟现实场景和互动。

这个平台可以模拟不同的建筑场景,如施工现场、室内空间、材料选择等,以及模拟建筑过程中的各种问题和挑战。

平台还可以提供交互式的操作界面,方便学生进行实际操作和学习。

2.虚拟建筑模型的建立在建筑虚拟仿真实训平台中,需要建立真实的建筑模型。

这些模型可以通过三维建模软件进行制作,包括建筑的外观、结构、空间布局等方面的数据。

在建立模型时,可以考虑模拟不同的地理环境、天气条件以及建筑材料等因素,以提高实训的真实性。

3.实训场景的设计与模拟根据教学需求,设计不同的实训场景,如施工现场、室内装修等。

在模拟这些场景时,可以考虑真实的施工、测量和装修过程,包括搭建脚手架、安装建筑材料、调整室内家具等。

通过模拟这些场景,可以帮助学生了解建筑行业的实际操作和技能需求。

4.虚拟现实技术的应用虚拟现实技术可以提供沉浸式的体验,让学生感觉自己置身于真实的建筑环境中。

通过采用虚拟现实设备,如头盔和手套,学生可以与虚拟建筑模型进行互动,并模拟实际操作和场景。

这种真实感的体验可以更好地培养学生的专业技能和应对实际问题的能力。

5.数据分析和评估建筑虚拟仿真实训平台可以记录和分析学生的操作和表现数据。

通过对学生的学习过程进行数据分析,可以评估学生的技能水平和学习成果,并提供个性化的辅导和指导。

这种数据驱动的评估和改进方法可以帮助学生更好地掌握建筑技能和知识。

综上所述,建筑虚拟仿真实训的整体解决方案包括建立虚拟仿真实训平台、建立虚拟建筑模型、设计实训场景、应用虚拟现实技术以及数据分析和评估等方面。

这些解决方案可以提供更真实的建筑环境和场景,帮助学生培养实际操作和问题解决的能力,提高他们的学习效果和职业竞争力。

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中国航天科工集团第六研究院协同式虚拟现实仿真验证平台方案北京朗迪锋科技有限公司2016年4月目录1.序言 (3)2.用户需求分析 (3)3.协同式虚拟现实仿真验证平台总体解决方案 (4)3.1.协同式虚拟现实仿真验证平台解决方案 (5)3.1.1.显示系统设计思路 (5)3.2.图形工作站集群 (18)3.3.交互系统 (19)3.4.矩阵切换系统 (20)3.5.中控系统 (21)3.6.音响系统 (21)3.7.协同式虚拟仿真验证平台软件 (22)3.7.1.协同式虚拟仿真验证平台软件应用模式 (22)第六:制作交互式电子手册 ....................................... 错误!未定义书签。

3.7.2.协同式虚拟仿真验证平台软件的特点 (24)4.布局设计 (25)5.项目实施计划 (26)5.1.项目实施内容 (26)5.2.项目整体实施周期 (26)5.3.工期保证措施 (26)5.4.项目管理与风险控制 (26)6.工程进度 (26)6.1.设备交付阶段及设备到货点验计划表 (26)6.2.工程师人员调配安排计划表 (26)7.装修建议及要求 (26)7.1.环境条件要求 (26)7.2.地面要求 (26)7.3.照明要求 (26)7.4.天花板及吊顶装修建议 (26)7.5.布线基本原则 (26)7.6.设备发热量和制冷要求 (26)7.7.虚拟现实中心现场装修建议 (26)7.8.现场出入要求 (26)8.质量保证与售后服务 (26)8.1.质量保证与保修 (27)8.2.售后技术服务 (27)8.3.技术培训 (27)9.系统配置清单 (27)1.序言随着计算机技术、信息技术、管理技术的不断发展与广泛应用,产品的工程设计与制造领域正在发生着深刻的变革,呈现协同式、并行化、集成化、网络化、虚拟化、智能化的发展趋势,而且相应的支撑技术也得到了不断的发展与成熟,其中虚拟现实技术就是一项重要的支撑技术。

虚拟现实技术在设计、制造领域的成功应用改变了“设计-试制-分析-改进”的传统模式,虚拟样机(电子样机)将逐渐取代研制过程中用于工程分析的实物模型或全尺寸样机,通过异地系统、多人协同实现一体化协同设计、评审,这种趋势已经成为制造业中一个不可逆转的潮流。

另一方面,由于虚拟现实技术能够提供真实感强的交互式仿真环境,而且用户在该虚拟环境下能够模拟进行各种动作与操作,因此它具有在维护性、维修性分析领域的潜在应用。

通过虚拟维护人员在虚拟样机上进行维护、维修操作仿真来进行维护性分析可以有效地克服现有定性分析方法的不足。

中国航天科工集团第六研究院(以下简称六院),隶属中国航天科工集团公司,是中国第一个大型固体火箭发动机研制、生产和试验基地,被誉为中国固体火箭发动机的“摇篮”。

六院总部位于中国北疆内蒙古自治区首府——呼和浩特市。

2011年,经中国航天科工集团公司固体动力资源整合重组后,现已形成呼和浩特、西安和湖北三地协同,可持续发展的军民融合式产业发展格局。

六院拥有先进的设计技术,完备的生产、试验条件,具备战略、战术、宇航用固体火箭发动机技术研究、设计、制造、试验能力和化工产品、机械加工、复合材料、工业自动化系统集成等多项民用产品的开发、生产能力,已经形成多地协同管理、专业门类齐全、配套完整、综合实力雄厚的大型固体火箭发动机研制生产试验基地。

中国航天科工集团第六研究院为了提高自身设计创新能力,拟建设虚拟仿真验证分析系统以辅助设计人员解决在研发过程中遇到的设计方案展示和论证问题,同时为了提高交付产品的可维修性、克服维修困难,以虚拟仿真验证分析系统为基础研协同呼和浩特、西安、湖北三地实现异地协同式设计、评审和汇报展示。

2.用户需求分析从与用户的沟通中我们了解到,用户期望构建一个综合性协同虚拟仿真平台,以完成产品设计维修维护性验证分析,该系统要适应用户已有的产品设计系统,依托数字样机,运用虚拟现实技术,进行协同式方案论证、装配路径分析,及时反馈设计修改建议,解决验证过程的直观性和分析结果的可信性。

用户对虚拟现实系统的需求由以下几个部分组成:(1)多人远程异地协同式展示汇报功能协同式虚拟现实仿真验证平台的主要建设目的之一是满足展示汇报,需要具备高度沉浸感,大视场角的立体汇报展示环境。

由于传统的虚拟现实显示环境只能满足单一视点跟踪,与实际设计过程中的协同式操作有很大差距,本平台要求既可以满足大场景的评审汇报,也可以实现多人异地协同式设计评审汇报模式。

(2)可实现多人协同式虚拟装配、碰撞检测分析、柔性体仿真在产品设计流程的各个阶段,可以实现不经过任何数据转换,直接将UG建模软件的三维模型实现多通道立体显示,至少实现两人或更多人以第一人称视角在同一场景下的协同,允许两人或更多人协同装配验证,可以实现碰撞检测,柔性体仿真等功能。

(3)CAE工程数据可视化及异构融合显示在评审、汇报过程中,通过CAE可视化软件可以清楚的展示在设计过程通过分析软件计算出的结果,进而了解产品的关键技术。

要求支持目前主流的CAE分析软件如ANSYS、ABAQUS、NASTRAN等。

支持CAE数据和CAD模型的异构融合显示。

3.协同式虚拟现实仿真验证平台总体解决方案针对以上用户需求,结合用户产品设计流程和现有先进技术手段,我们提供如下解决方案,方案示意如图:图 1 协同式虚拟现实仿真验证平台解决方案产品的设计流程大概分为可行性论证、总体方案设计、初步设计、技术设计和设计定型五个阶段,在每个阶段虚拟现实系统都可以发挥相应作用,做到为整个设计流程服务,从而给用户带来可观的投资回报。

在众多需求中,协同式虚拟现实仿真验证平台首先要解决的核心问题有协同式沉浸式用户体验、交互式体验、碰撞式虚拟装配、电子手册和CAE可视化。

根据图1所示,协同式虚拟现实仿真验证平台主要由显示系统、图形工作站集群、交互系统、矩阵切换系统、中控系统、音响系统、协同式虚拟仿真验证平台软件七大分系统组成。

辅助设备包括UPS、交互机、光纤、数据线缆、VR外设等。

3.1.协同式虚拟现实仿真验证平台解决方案3.1.1.显示系统设计思路综合考虑协同工作的需要、汇报展示的需要、场地选择便利性的需要,以及今后发展变化的需要,经过综合分析和评价,我们认为若采用过去技术发展水平条件下的某一款CA VE或其它类型系统的方式在这里是无法达到令人满意的效果的。

通过分析本项目已经了解到的需求,这里建议超高分辨率、大垂直和水平视场角的L型正投系统,同时结合Mini CA VE的显示模式,能实现完整的协同和汇报评审任务。

由于现场场地限制无法建设规模较大的评审汇报显示系统,如果简单采用正投平幕则过于单调而无新意。

为了扩大视场角的同时进一步提高沉浸感,所以采用正投折幕,增加一部分下视场角度,如下所示。

3.1.1.1. 显示系统设计形式(1)L型正投显示系统光路初步设计图2 L型正投前视图图3 L型正投侧视图图4 L型正投俯视图图5 L型正投侧视图图6 L型正投正视图(2)紧凑式CA VE显示系统光路初步设计图7 紧凑型CA VE显示系统图8 紧凑型CA VE显示系统侧视图图9 紧凑型CA VE显示系统俯视图图10 紧凑型CAVE显示系统正视图3.1.1.2. 显示系统主要特点和参数(1)L型正投显示系统的主要特点:此系统由目前业界最先进的4K立体投影机- Mirage 304K及L型正投硬幕等构成,能提供高度的沉浸感,可供多人同时观看使用。

此系统能提供数字样机阶段产品1:1比例的展示、多方参与的人机交互过程显示、培训和训练过程观摩,以及参与多方协同工作。

全屏像素物理分辨率为4096(横向)x2160(纵向),最大光通量输出为30,000流明(29,000ANSI流明),用户可根据实际需要灵活设定输出亮度,采用光源冗余设计。

由于采用单台投影机显示方式,不需要从前不得不采用的多机融合,因而不存在多通道融合系统带来的系统参数差异调整问题(亮度变化、颜色变化、拼接区错位,等等。

)以及需要频繁维护的麻烦。

值得一提的是,与背投方式比较,此显示方式不需要大深度安装空间,安装期间材料搬运过程对建筑通道也无特殊要求,因而场地适应性相当好。

图像参数图像宽度6800mm,高度2894mm,两面屏幕之间夹角105度,过渡区域旋转半径400mm,图像起始高度100mm。

详见设计图。

此设计充分考虑到此系统实现多种功能的特点。

既能很好地为汇报展示提供大场景、大视场角、高度沉浸感显示,也能为设计人员提供协同的工作环境。

●亮度输出超稳定光源Mirage 304K出现之前所有高亮度投影机都存在亮度衰减太快的问题,即几乎所有亮度30,000流明级别的氙灯光源衰减到最大值50%的时间只有约500小时,每运行约80小时亮度输出下降超过标称最大值的10%,且通常运行250小时后会伴随着明显的灯闪烁(见下面是某厂家手册公布的实测曲线图)。

目前所有的20,000流明级别的氙灯光源其亮度衰减到最大值50%的运行时间也不超过1000小时。

图11 不同光源的衰减幅度Mirage 304K采用目前最先进的超稳定高效光源技术,其光源亮度衰减到最大值70%的运行时间不低于1,500小时。

●灵活的亮度输出设置Mirage 304K亮度输出可以设置成下面几种模式:a.灯全开启模式:最大光通量输出30,000中心流明(29,000ANSI流明);b.部分灯开启模式,即根据需要任意设置运行的灯数量。

例如,一只灯运行模式最大亮度输出5,000流明,2只灯模式下10,000流明,3只灯模式下15,000流明,等等,直到6只灯的30,000流明。

所有模式下均可将亮度输出设置成恒定亮度显示方式,如最大值的80%,系统能长期保持此亮度显示。

●光源冗余设计Mirage 304K内部所有灯采用并联设计方式,任何灯若出现故障不会对其它灯产生影响。

多通道系统工作时每台投影机会将自动将当前实际光通量输出值传递给同系统中的其它投影机以实现多通道系统亮度输出统一控制。

●超低噪音由于采用目前最先进的光源技术及降噪工艺,Mirage304K的运行噪音大幅降低,正常工作时噪音不超过42dB。

相当于一台PC工作站。

●低散热由于采用冷光源技术,Mirage304K不需要专门配置笨重的排热管道以及相关的室外抽风设备,降低安装和运用的复杂性,减少对建筑和环境的长期影响。

●紧凑外观设计Mirage304K采用全新紧凑的设计,机身外观规格为959 长x597宽x305 mm高,适合于所有显示方式,尤其是正投吊装方式。

●低运营维护成本Mirage 304K由于采用长寿命低成本光源,其每小时运营成本不及同亮度氙灯投影机的1/3。

●内置高精度象素位置控制调节Mirage 304K继承了长期以来专业级虚拟现实类投影机的特点:提供先进的投影机内置硬件方式实现像素位置几何实时校正及电子边缘融合,避免了外置设备带来的信号转换损失、增加的延迟、高故障率以及长期维护的麻烦等。

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