虛擬仿真教學(xué)實驗解決方案

虛擬仿真現(xiàn)實實驗室是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用研究就的重要載體。

隨著虛擬實驗技術(shù)的成熟，人們開始認識到虛擬仿真教學(xué)實驗室在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價值，它除了可以輔助高校的科研工作,在實驗教學(xué)方面也具有如利用率高,易維護等諸多優(yōu)點.近年來,國內(nèi)的許多高校都根據(jù)自身科研和教學(xué)的需求建立了一些虛擬實驗室。歷盛科技像擁有多名虛擬現(xiàn)實軟硬件工程師，在虛擬現(xiàn)實實驗室建設(shè)方面有著無與倫比的優(yōu)越性！

建立一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是成功進行虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的關(guān)鍵，而要建立一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，首先要做的工作是選擇確實可行的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)解決方案。

歷盛科技根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)在含義和技術(shù)特征，并結(jié)合多年的虛擬現(xiàn)實實驗室建設(shè)經(jīng)驗，新推出的虛擬現(xiàn)實實驗室系統(tǒng)提供以下組成：

虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺： 

一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)都需要有一套功能完備的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用開發(fā)平臺，一般包括兩個部分，一是硬件開發(fā)平臺，即高性能圖像生成及處理系統(tǒng)，通常為高性能的圖形計算機或虛擬現(xiàn)實工作站；另一部分為軟件開發(fā)平臺，即面向應(yīng)用對象的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用軟件開發(fā)平臺。開發(fā)平臺部分是整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的核心部分，負責(zé)整個VR場景的開發(fā)、運算、生成,是整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)基本的物理平臺，同時連接和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的其它各個子系統(tǒng)的工作和運轉(zhuǎn)，與他們共同組成一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。因此，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)平臺部分在任何一個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中都不可缺少，而且至關(guān)重要。 虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)： 〃高性能圖像生成及處理系統(tǒng) 〃具有沉浸感的虛擬三維顯示系統(tǒng) 

在虛擬現(xiàn)實應(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)，而虛擬三維投影顯示系統(tǒng)則是目前應(yīng)用為廣泛的系統(tǒng)，因為虛擬現(xiàn)實技術(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，虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是能滿足這項功能要求的系統(tǒng)，因此，該種系統(tǒng)也受廣大專業(yè)仿真用戶的歡迎。虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是目前國際上普遍采用的虛擬現(xiàn)實和視景仿真實現(xiàn)手段和方式，也是一種典型、實用、高級別的投入型虛擬現(xiàn)實顯示系統(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使參與者真正實現(xiàn)與虛擬空間的信息交流與現(xiàn)實構(gòu)想。

虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng) 

多自由度實時交互是虛擬現(xiàn)實技術(shù)本質(zhì)的特征和要求之一，也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的精髓，離開實時交互，虛擬現(xiàn)實應(yīng)用將失去其存在的價值和意義，這也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫和多媒體應(yīng)用的根本的區(qū)別。在虛擬現(xiàn)實交互應(yīng)用中通常會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)手套、位置跟蹤器或6自由度空間鼠標、操縱桿等等。

虛擬現(xiàn)實集成控制 

一個大型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括很多組成部分，比如:多臺投影機、音響系統(tǒng)以及多路視頻的輸入和切換,甚至是輔助的燈光和窗簾,這些都需要方便的控制和管理,每個部分又包括很多產(chǎn)品和設(shè)備，這些產(chǎn)品設(shè)備之間需要相互連接、相互依賴，彼此之間協(xié)同工作。然而，這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)要順利地運行并能夠協(xié)同工作，就需要進行管理，集成控制系統(tǒng)便是承擔(dān)該項工作的載體，有了集成管理控制系統(tǒng)，上述一系列工作通過簡單的遙控器就可完成整個操作過程。

通常，一部分用戶并不重視這個部分，而該部分在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中恰恰又是非常重要的，一個完善的集成控制手段能使用戶很方便的使用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，并能將虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中各個部分的功能充分地發(fā)揮出來，如果沒有集成控制系統(tǒng)這部分，往往造成整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用率低、系統(tǒng)管理困難、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、協(xié)同工作能力低下等等一系列問題。  

在通常的集成控制系統(tǒng)中典型的設(shè)備就是中央控制系統(tǒng)或矩陣系統(tǒng)（如圖），這些設(shè)備功能強大、操作簡單、使用便捷、管理方便，它是整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)有效管理和運行的基本保障。 【虛擬現(xiàn)實實驗室設(shè)備配備】 

虛擬現(xiàn)實實驗室主要實驗設(shè)備包括 ：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征之一就是人機之間的交互性. 為了實現(xiàn)人機之間的充分交換信息，必須設(shè)計特殊輸入和演示設(shè)備，以影響各種操作和指令，且提供反饋信息，實現(xiàn)真正生動的交互效果。不同的項目可以根據(jù)實際的應(yīng)用可以有選擇的使用這些工具，主要包括：VR系列虛擬現(xiàn)實工作站、立體投影、立體眼鏡或頭盔顯示器、三維空間跟蹤定位器、數(shù)據(jù)手套、3D立體顯示器、三維空間交互球、多通道環(huán)幕系統(tǒng)、建模軟件等。

數(shù)據(jù)傳感手套

觀察者還可借助數(shù)據(jù)手套等設(shè)備來操縱虛擬場景中的對象，數(shù)據(jù)手套中裝有許多光纖傳感器，能夠感知手指關(guān)節(jié)的彎曲狀態(tài)，觀察者通過手指的活動來實現(xiàn)與虛擬場景交互作用數(shù)據(jù)手套是一種多模式的虛擬現(xiàn)實硬件，通過軟件編程，可進行虛擬場景中物體的抓取,移動,旋轉(zhuǎn)等動作，也可以利用它的多模式性，用作一種控制場景漫游的工具。數(shù)據(jù)手套的出現(xiàn)，為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)提供了一種全新的交互手段，目前的產(chǎn)品已經(jīng)能夠檢測手指的彎曲，并利用磁定位傳感器來精確地定位出手在三維空間中的位置。這種結(jié)合手指彎曲度測試和空間定位測試的數(shù)據(jù)手套被稱為”真實手套”，可以為用戶提供一種非常真實自然的三維交互手段。在虛擬裝配和醫(yī)療手術(shù)模擬中，數(shù)據(jù)手套是不可缺少的虛擬現(xiàn)實硬件的一個組成部分。

立體眼鏡

三維眼鏡是用于觀看立體游戲場景、立體電影、仿真效果的計算機裝置，是基于頁交換模式(Pagefilp)的虛擬現(xiàn)實立體眼鏡，分有線和無線兩種，是目前很流行和經(jīng)濟適用的VR觀察設(shè)備?；陧摻粨Q模式(Pagefilp)的立體眼鏡，分有線和無線兩種。均為圖形工作站用立體眼鏡（Shutterglasses）許多專業(yè)軟件都支持CrystalEyes，如機械CAD、產(chǎn)品可視化、仿真、分子建模、地理信息系統(tǒng)/測繪和醫(yī)學(xué)成象等。彩色圖像真實、高分辨率。

頭盔顯示器

無論是要求在現(xiàn)實世界的視場上同時看到需要的數(shù)據(jù)，還是要體驗視覺圖像變化時全身心投入的臨場感，模擬訓(xùn)練、3D游戲、遠程醫(yī)療和手術(shù)，或者是利用紅外、顯微鏡、電子顯微鏡來擴展人眼的視覺能力，頭盔顯示器都得到了應(yīng)用。比如軍事上在車輛、飛機駕駛員以及單兵作戰(zhàn)時的命令傳達、戰(zhàn)場觀察、地形查看、夜視系統(tǒng)顯示、車輛和飛機的炮瞄系統(tǒng)等需要信息顯示的，都可以采用頭盔顯示器。在CAD/CAM操作上，HMD使操作者可以遠程查看數(shù)據(jù)，比如局部數(shù)據(jù)清單、工程圖紙、產(chǎn)品規(guī)格等。波音公司在采用虛擬現(xiàn)實硬件技術(shù)進行波音777飛機設(shè)計時，頭盔顯示器就得到了應(yīng)用

三維空間跟蹤儀

三維空間跟蹤定位器是用于空間跟蹤定位的裝置，一般與其他VR設(shè)備結(jié)合使用，如：數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等，使參與者在空間上能夠自由移動、旋轉(zhuǎn)，不局限于固定的空間位置，操作更加靈活、自如、隨意。產(chǎn)品有六個自由度和三個自由度之分。  

3D立體顯示器

3D立體顯示器是一項新的虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品，過去的立體顯示和立體觀察都是在CRT監(jiān)視器上戴上液晶光閥的立體眼鏡進行觀看，并且需要通過高技術(shù)編程開發(fā)才能實現(xiàn)立體現(xiàn)實和立體觀察。而立體顯示器則擺脫以往該項技術(shù)需求，不需要任何編程開發(fā)，只要您有三維模型，就可以實現(xiàn)三維模型的立體顯示，只要用肉眼即觀察到突出的立體顯示效果，不需要帶任何立體眼鏡設(shè)備；同時，它也可以實現(xiàn)視頻圖像（如立體電影）的立體顯示和立體觀察，同樣也無須戴任何立體眼鏡 

虛擬現(xiàn)實工作站

立體投影

立體投影儀，其構(gòu)成中包括殼體、投影儀、偏振鏡片、投影屏，投影屏和投影儀分別位于殼體前、后方，偏振鏡片位于投影儀的投影

鏡頭前面，投影儀和偏振鏡片的數(shù)量各為2個，2個投影儀的水平軸線相交、投影圖像在投影屏上重合。歷盛科技提供了一種結(jié)構(gòu)簡單的立體投影設(shè)備，可適宜多種場所，具有觀看距離遠，不易損傷視力，無輻射的安全使用性能，特別適宜作為家用立體投影設(shè)備使用。

多通道立體環(huán)幕系統(tǒng)

多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標準投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、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效果。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于教學(xué)、視頻播放、電影播放（現(xiàn)在很多影視院采用這種方式）等。多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)由于其技術(shù)含量高、價格昂貴，以前一般用于虛擬仿真、系統(tǒng)控制和科學(xué)研究，近來開始向科博館、展覽展示、工業(yè)設(shè)計、教育培訓(xùn)、會議中心等專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。其中，院校和科博館是該技術(shù)的很大應(yīng)用場所。這種全新的視覺展示技術(shù)更能彰顯科博館的先進性和創(chuàng)新性，在今后若干年內(nèi)不會被淘汰。 

歷盛科技是國內(nèi)很早從事虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究和制作的高新企業(yè)，在全國各地擁有分公司，歷盛科技不斷吸收和學(xué)習(xí)國外先進的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實實驗室建設(shè)方面擁有一整套優(yōu)化解決方案。

一、數(shù)字城市系統(tǒng) 

城市規(guī)劃演示廳也被稱之為數(shù)字城市實驗室。其主要目標和功能是提供城市規(guī)劃、城市市政管理、房地產(chǎn)開發(fā)與管理、旅游規(guī)劃以及數(shù)字地球（城市）的仿真模擬教學(xué)和科研平臺。 

歷盛科技憑借雄厚實力制作了國內(nèi)很大的數(shù)字城市項目，可以為您提供數(shù)字內(nèi)容制作和環(huán)幕硬件展示系統(tǒng)整體解決方案。

二、旅游導(dǎo)游實驗室 

導(dǎo)游培訓(xùn)：培養(yǎng)熟練和優(yōu)秀的導(dǎo)游是旅游專業(yè)的教學(xué)目標，但是旅游專業(yè)學(xué)校又面臨教學(xué)過程中實習(xí)資源匱乏、而實地參觀成本又高的難題。歷盛科技旅游虛擬仿真系統(tǒng)從導(dǎo)游和旅游專業(yè)特點出發(fā)，按照旅游專業(yè)的教學(xué)要求和實施特點，設(shè)計出適用于導(dǎo)游實訓(xùn)、旅游模擬、旅游規(guī)劃、信息查詢，景區(qū)導(dǎo)航，景區(qū)切換等功能模塊。為旅游專業(yè)學(xué)校提供一站式解決方案。

三、物流仿真實驗室

學(xué)校教育，由于受到諸多條件的限制，大部分內(nèi)容還停留在以書本為主的教學(xué)體系上。部分學(xué)校的學(xué)生現(xiàn)在能夠在大三和大四年級，獲得公司實習(xí)的機會，但是由于時間和實習(xí)單位的工作人員業(yè)務(wù)繁忙等原因情況，學(xué)生了解到的內(nèi)容比較片面，了解到的業(yè)務(wù)單證也比較少，實踐機會少，學(xué)生對業(yè)務(wù)的認識程度仍然相當?shù)?，缺乏感性認識。在走出學(xué)校前，為了使學(xué)生對整個的口岸物流有全面和相對深入的了解。歷盛科技聯(lián)合業(yè)內(nèi)人士，根據(jù)市場需求，可以為物流專業(yè)實驗室提供：3D倉儲模擬實訓(xùn)系統(tǒng)、3D運輸模擬實訓(xùn)系統(tǒng)、3D第三方物流模擬實訓(xùn)系統(tǒng)、3D集裝箱與堆場模擬實訓(xùn)系統(tǒng)和3D供應(yīng)鏈模擬實訓(xùn)系統(tǒng)等一系列解決方案。  四、虛擬維修拆卸實驗室

歷盛科技虛擬拆卸維修實驗室，充分的利用了歷盛科技開發(fā)的這套虛擬拆裝模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，可以結(jié)合大屏幕提供給更多需要虛擬拆卸和虛擬維修以及虛擬組裝的客戶，讓更多的人一起集中練習(xí)，提高培訓(xùn)的效率更加節(jié)省成本。 五、虛擬手術(shù)實驗室 

虛擬手術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)很高端的應(yīng)用。國外已經(jīng)可以利用傳感設(shè)備進行醫(yī)學(xué)學(xué)員的培訓(xùn)教學(xué)，甚至已經(jīng)真正的做到了遠程虛擬手術(shù)的效果。國內(nèi)目前還沒有這樣的水平，不過歷盛科技和科研機構(gòu)聯(lián)合，制作出人體的內(nèi)部的三維模型和一些互動式的動作，同樣能滿足培訓(xùn)學(xué)員和手術(shù)新手的需要。

六、仿真駕駛實驗室

虛擬駕駛，也被稱為汽車駕駛仿真，或汽車模擬駕駛。歷盛科技利用三維圖像即時生成技術(shù)、汽車動力學(xué)仿真物理系統(tǒng)、大視場顯示技術(shù)（如多通道立體投影系統(tǒng)）、六自由度運動平臺（或三自由度運動平臺）、用戶輸入硬件系統(tǒng)、立體聲音響、中控系統(tǒng)等，讓體驗者在一個虛擬的駕駛環(huán)境中，感受到接近真實效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗。