文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)解決方案
文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)解決方案
本方案由搜維爾虛擬現(xiàn)實實驗室推出。我國是一個擁有幾千年悠久歷史的文明古國,，通過研究古文物對了解,、研究中國的歷史文明有著極其重要的作用,。但是文物在保存過程中,，經(jīng)受著兩種因素的破壞,，即：①人為的破壞,。如古建筑,、石窟寺,、古墓葬被戰(zhàn)火焚毀,、被拆除或維修不當(dāng)失去原貌,；銅鐵器,、書畫、竹木漆器,、陶瓷等因保護(hù),、搬運不當(dāng)被損壞,。②風(fēng),、雨,、雷、電,、火,、地震,、光線,、蟲害,、霉菌等自然因素對文物造成的破壞,。所以對具有歷史價值,、文化價值,、科學(xué)價值的歷史遺留物采取的一系列防止其受到損害的措施是十分必要的,。
在文物的修繕和保護(hù)中,，虛擬仿真技術(shù)對文物修繕和保護(hù)起到舉足輕重的作用,。首先經(jīng)過實地攝影、數(shù)據(jù)采集,，采用3D掃描器對文物進(jìn)行三維掃描,，得到文物的數(shù)字化三維模型,，即可實現(xiàn)文物的永久性保存,，再結(jié)合三維成像技術(shù)，能夠使人們身臨其境的觀察“文物古跡”，為文物的展示宣傳提供嶄新的技術(shù)手段,，同時避免現(xiàn)場文物展示和游客參觀活動對真實文物的影響，從而有利于做好文物保護(hù),。
方案特色：
1、古跡文物高精確度復(fù)原及展示
2,、建立起文物古跡實物三維或模型數(shù)據(jù)庫
3,、支持文物古跡,、古代人物等歷史文化信息的協(xié)同管理和在線共享
4,、支持歷史,、文化數(shù)據(jù)的協(xié)同交流討論和在線空間分析
5,、實現(xiàn)歷史場景的三維虛擬漫游和歷史事件的時空演變仿真
方案核心：
文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)的搭建大致可分三步進(jìn)行,。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
一,、三維模型建立
三維模型是物體的三維多邊形表示，通常用計算機(jī)或者其它視頻設(shè)備進(jìn)行顯示,。顯示的物體是可以是現(xiàn)實世界的實體,，也可以是虛構(gòu)的東西,，既可以小到原子，也可以大到很大的尺寸,。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
1,、3D掃描器
3D掃描器(3D scanner) 是一種科學(xué)儀器，用來偵測并分析現(xiàn)實世界中物體或環(huán)境的形狀（幾何構(gòu)造）與外觀數(shù)據(jù)（如顏色,、表面反照率等性質(zhì)）。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
推薦產(chǎn)品：FastSCAN Cobra 3D激光掃描器,、Z Corporation 3D激光掃描器、ExactMetrology 3D光學(xué)掃描器,、Creaform 3D光學(xué)掃描器。
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2、3D建模軟件
3D建模軟件是專為創(chuàng)建三維數(shù)字模型而開發(fā)的軟件,，使計算機(jī)以數(shù)學(xué)方法描述物體和它們之間的空間關(guān)系,。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
推薦產(chǎn)品：3Ds MAX,、Maya,、FreeForm 3D建模軟件,、Actify 3D建模軟件。
二,、系統(tǒng)開發(fā)
文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)的軟件平臺是通過專門的虛擬現(xiàn)實軟件開發(fā)平臺開發(fā)的，在文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)的軟件平臺上可以預(yù)先設(shè)定各種展示方式及瀏覽方式,。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
三,、展示系統(tǒng)
文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)中的展示系統(tǒng)是為整套系統(tǒng)的展示端，可以為用戶提供身臨其境版的現(xiàn)實效果,，具有高度沉浸感,，給用戶一種伸手即可觸摸到的感覺。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
1,、立體投影系統(tǒng)
立體投影系統(tǒng)為用戶提供大尺寸,、高清晰的立體畫面,，立體投影是通過光的偏振原理來實現(xiàn)的，即采用兩臺投影機(jī)同步放映圖像,，將兩臺投影機(jī)前的偏光片的偏振方向互相垂直,，讓產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
系統(tǒng)推薦：單通道三維投影,、多通道環(huán)幕投影,、沉浸式CAVE系統(tǒng)。
2,、桌面型立體顯示系統(tǒng)
桌面型立體顯示系統(tǒng)通常指3D立體顯示器,，3D立體顯示器常用的有裸眼立體顯示器和偏振立體顯示器兩類，裸眼立體顯示器不需要佩戴3D眼鏡即可看到立體效果,，偏振立體顯示器需要佩戴偏振眼鏡才可以看到立體效果,，兩種類型各有優(yōu)缺點，用戶需要根據(jù)自己的實際需要選擇合適自己的類型,。
推薦品牌：推薦品牌：Exceptional3D裸眼立體顯示器,、Miracube偏振立體顯示器。
3,、頭戴式立體顯示系統(tǒng)
頭戴式立體顯示系統(tǒng)即數(shù)字頭盔,，是虛擬現(xiàn)實應(yīng)用中3DVR圖形顯示與觀察設(shè)備,，可單獨與主機(jī)相連以接受來自主機(jī)的3DVR圖形信號,。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
推薦產(chǎn)品：eMagin Z800 3D Visor頭戴立體顯示器、Virtual Research VR1280 虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器,、5DT HMD 800-40 3D 虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器,。
其他
若是系統(tǒng)需要實現(xiàn)交互功能還可加入3D實時交互設(shè)備，以實現(xiàn)使用者與虛擬環(huán)境的交互功能,，交互系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)的顯示設(shè)備及功能,，結(jié)合實時動作捕捉系統(tǒng)（參考：A.R.T.系統(tǒng)解決方案）、數(shù)據(jù)手套（參考：Cyberglove II - 22 Sensors）,、位置追蹤器（參考：Polhemus PATRIOT Wireless 電磁式無線追蹤系統(tǒng)）,、力反饋設(shè)備（參考：HAPTION-Virtuose 6D Desktop）等設(shè)備，通過對目標(biāo)影像（如參與者）進(jìn)行捕捉拍攝并由影像分析系統(tǒng)分析,。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
1,、實時動作捕捉系統(tǒng)
實時動作捕捉技術(shù)涉及尺寸測量、物理空間里物體的定位及方位測定等方面可以由計算機(jī)直接理解處理的數(shù)據(jù),。在運動物體的關(guān)鍵部位設(shè)置跟蹤器,，由動作捕捉系統(tǒng)捕捉跟蹤器位置，再經(jīng)過計算機(jī)處理后向系統(tǒng)提交交互數(shù)據(jù),，實現(xiàn)人機(jī)交互,。
推薦產(chǎn)品：A.R.T.系統(tǒng)解決方案,、Xsens Moven慣性運動捕捉系統(tǒng)、新版3DSuit慣性動作捕捉系統(tǒng),。
數(shù)據(jù)手套是虛擬仿真中最常用的交互工具。數(shù)據(jù)手套設(shè)有彎曲傳感器,。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
推薦品牌：Cyberglove數(shù)據(jù)手套,、DGTech數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手套、5DT數(shù)據(jù)手套,。
3,、位置追蹤器
位置追蹤器又稱位置跟蹤器，是指作用于空間跟蹤與定位的裝置,，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,。如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
推薦品牌：Polhemus 電磁式無線追蹤系統(tǒng)、Xsens慣性位置追蹤器,、Ascension電磁式位置追蹤器,。
4、力反饋設(shè)備
所謂力反饋（Force Feedback）,，本來是應(yīng)用于軍事上的一種虛擬現(xiàn)實技術(shù),，它利用機(jī)械表現(xiàn)出的反作用力，將游戲數(shù)據(jù)通過力反饋設(shè)備表現(xiàn)出來,，可以讓用戶身臨其境地體驗游戲中的各種效果,。 如需查看更多內(nèi)容請點擊>>
推薦品牌：HAPTION力反饋設(shè)備、Sensable力反饋設(shè)備,。
實物模型
此外,，如果想建立古文物的實體模型可通過3D打印機(jī)實現(xiàn)，將建立好的文物三維數(shù)字模型文件導(dǎo)入的3D打印機(jī)中即可輕松實現(xiàn),。
推薦產(chǎn)品：3D Systems 桌面型3D打印機(jī),、Objet 桌面型3D打印機(jī)、Stratasys 大型3D打印機(jī),。
應(yīng)用領(lǐng)域：
適用于文物古跡的修繕,、保護(hù)、保永久性存,、展示及宣傳等,，包括非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字呈現(xiàn)、景點建筑、遺址墓葬虛擬仿真復(fù)原,、古物動態(tài)仿真復(fù)原,、古代天象、古代生物,、古代地貌復(fù)原等等,。
相關(guān)案例：
搜維爾推薦方案一
名稱：基于雙通道立體顯示系統(tǒng)的文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)解決方案
系統(tǒng)優(yōu)點：利用光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)跟蹤肢體動作進(jìn)行交互可對虛擬場景模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和位移等，數(shù)據(jù)手套可以細(xì)化到每個手指的動作體現(xiàn),，根據(jù)需要可添加力反饋裝置表現(xiàn)反作用力,。
搜維爾推薦方案二
名稱：基于3D立體顯示器的文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)解決方案。
系統(tǒng)優(yōu)點：該方案是一套性價比較高的展示系統(tǒng),，滿足小范圍應(yīng)用,，顯示端可選擇戴眼鏡和不戴眼鏡的兩種3D立體顯示器進(jìn)行展示。
搜維爾推薦方案三
名稱：基于頭戴式顯示器（數(shù)字頭盔）的文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)解決方案,。
系統(tǒng)優(yōu)點：該方案是一套適合小型實驗室及研究所使用,，可以體現(xiàn)出完美的展示效果，實現(xiàn)對前期概念的論證
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