虛擬仿真試驗室硬件設(shè)備搭建整體解決方案

1、虛擬仿真實驗室硬件設(shè)備搭建整體解決方案虛擬現(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。*圖像擁有多名虛擬現(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！下面請跟隨*圖像一起，讓我們從頭開始認識虛擬現(xiàn)實實驗室。【虛擬現(xiàn)實實驗室系統(tǒng)組成】：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

2、的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)解決方案。*圖像根據(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，最新推出的虛擬現(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， 負責整個VR場景的開發(fā)、運算、生成，是整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)最基 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

3、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)用最為廣泛的系統(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)是最能滿足這項功能要求的系 統(tǒng)，因此，該種系統(tǒng)也最受廣大專業(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，

4、也是一種最典型、最實用、最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 參與性最終使參與者真正實現(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)最本質(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) 用的最根本的區(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，

5、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

6、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)中最典型的設(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?！咎摂M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