虛擬實驗室解決方案

本方案由搜維爾VR實驗室推出,。虛擬實驗室是一種基于Web技術(shù),、虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的開放式網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)，是現(xiàn)有各種教學(xué)實驗室的數(shù)字化和虛擬化,。虛擬實驗室由虛擬實驗臺,、虛擬器材庫和開放式實驗室管理系統(tǒng)組成。虛擬實驗室為開設(shè)各種虛擬實驗課程提供了全新的教學(xué)環(huán)境,。虛擬實驗臺與真實實驗臺類似,，可供學(xué)生自己動手配置、連接,、調(diào)節(jié)和使用實驗儀器設(shè)備,。教師利用虛擬器材庫中的器材自由搭建任意合理的典型實驗，或?qū)嶒灠咐?，這一點(diǎn)是虛擬實驗室有別于一般實驗教學(xué)課件的重要特征,。在虛擬實驗室中，學(xué)生既可以在虛擬實驗臺上動手操作,，又可自主設(shè)計實驗,，有利于培養(yǎng)的操作能力、分析診斷能力,、設(shè)計能力和創(chuàng)新意識,。在虛擬實驗室中,，學(xué)生更易獲得相關(guān)的知識，科學(xué)的指導(dǎo)和敏捷的反饋,。虛擬實驗室是未來實驗室建設(shè)的發(fā)展方向,。

方案核心：

使操作者能夠真正進(jìn)入一個由計算機(jī)生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，與之互動和交流,。通過參與者與虛擬環(huán)境的相互作用,，并借助人本身對所接觸事物的感知和認(rèn)知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維,，以全方位地獲取虛擬環(huán)境所蘊(yùn)涵的各種空間信息和邏輯信息,。

方案特色：

1、二次開發(fā)功能
2,、投入性和沉浸式顯示功能
3,、6自由度交互功能
4、力反饋及觸覺反饋功能
5,、立體音效輸出功能
6,、高性能圖像生成和處理功能
7、具有沉浸感的虛擬三維顯示系統(tǒng)
8,、集成管理控制功能

系統(tǒng)集成：

虛擬實驗室具備交互性,、投入性（沉浸感）和想象性的實質(zhì)性特征，其實虛擬實驗室是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗室中的一種應(yīng)用,，虛擬現(xiàn)實的研究與開發(fā)是一項技術(shù)要求比較高的工作,，需要有相應(yīng)的軟硬件系統(tǒng)環(huán)境予以配套進(jìn)行。根據(jù)虛擬現(xiàn)實的沉浸式特征, 所有虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)均要求具有高度逼真的三維臨場感,，這種臨場感（沉浸感）主要通過立體聽覺,、三維觸覺和力感、以及具備高度沉浸感的立體視覺環(huán)境來實現(xiàn),，立體聽覺一般通過三維環(huán)繞立體聲響系統(tǒng)來實現(xiàn),，三維觸覺和力感可以通過高精度的計算機(jī)觸覺或力反饋設(shè)備來實現(xiàn)。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊 > >

一,、立體顯示端

立體顯示端為虛擬實驗室的顯示部分,，為用戶提供高度逼真、高度清晰,、高度沉浸的虛擬環(huán)境,，使用戶直接置身于三維信息空間中，可以自由地使用各種信息,，并由此控制計算機(jī),。在立體顯示部分，常用的立體顯示部分有：多通道立體顯示系統(tǒng),、桌面型立體顯示系統(tǒng),、頭戴式立體系統(tǒng),，不同類型的顯示系統(tǒng)適合不同的應(yīng)用領(lǐng)域，下面分別簡單介紹這幾種不同類型的顯示系統(tǒng),。

1,、多通道立體顯示系統(tǒng)

多通道立體顯示系統(tǒng)是指采用多臺投影機(jī)組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標(biāo)準(zhǔn)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,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊 > >

推薦：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(diǎn)，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,、頭戴式立體系統(tǒng)

頭戴式立體系統(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(dú)與主機(jī)相連以接受來自主機(jī)的3DVR圖形信號,。使用方式為頭戴式，輔以三個自由度的空間跟蹤定位器可進(jìn)行VR輸出效果觀察,，同時觀察者可做空間上的自由移動,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)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,。

二、3D實時交互部分

互動系統(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）,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)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(yùn)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(yùn)動捕捉系統(tǒng),、新版3DSuit慣性動作捕捉系統(tǒng),。

2、數(shù)據(jù)手套

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，彎曲傳感器,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)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,，使參與者在空間上能夠自由移動、旋轉(zhuǎn),。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)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,，如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊 > >

推薦品牌：HAPTION力反饋設(shè)備,、Sensable力反饋設(shè)備,。

三,、軟件平臺

虛擬現(xiàn)實軟件系統(tǒng)是通過專門的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)平臺，開發(fā)出來一套軟件系統(tǒng),，是虛擬現(xiàn)實電力培訓(xùn)仿真系統(tǒng)的靈魂部分,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊 > >

1,、Unity3D

Unity3D是由Unity Technologies開發(fā)的一個讓你輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲,、建筑可視化,、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺的綜合型開發(fā)工具,，是一款跨平臺的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)平臺，其開發(fā)的內(nèi)容可發(fā)布至Windows,、Mac、Wii,、iPhone和Android平臺等,。

2,、Virtools

Virtools是一套整合軟件，可以將現(xiàn)有常用的檔案格式整合在一起,，如3D的模型、2D圖形或是音效等。Virtools是一套具備豐富的互動行為模塊的實時3D環(huán)境虛擬實境編輯軟件,，可以制作出許多不同用途的3D產(chǎn)品，如網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò),、計算機(jī)游戲、多媒體,、建筑設(shè)計,、交互式電視,、教育訓(xùn)練,、仿真與產(chǎn)品展示等 ,。

特別推薦：

此外，特別推薦一套完整的小型虛擬實驗室系統(tǒng),，Leonar3Do VR suite,，它是新穎別致的桌面式3D交互工具,，非常適合學(xué)校、家庭,、個人實驗室使用,。它不但可以顯示3D模型和場景，而且還可以讓使用者參與到3D虛擬空間中去。Leonar3Do VR suite的制造廠家為桌面VR應(yīng)用精心設(shè)計了一款顛覆傳統(tǒng)模式的3D鼠標(biāo)又稱“鳥標(biāo)”，使得使用者可以在虛擬空間中隨心所欲地觸摸,、抓取,、操作以及把玩3D物體模型,。Leonar3Do VR suite,，既可以滿足VR專業(yè)研究人員的工作需求，也適合沒有專業(yè)知識和經(jīng)驗的參觀者,、初學(xué)者,、愛好者以及VR發(fā)燒友體驗使用。

Leonar3Do VR suite是世界上第一款功能齊全的桌面式VR裝備,。正如大家所知,，VR（Virtual Relaity,，即虛擬現(xiàn)實）的概念既不等同于在平板顯示器上顯示,、用鼠標(biāo)控制的3D應(yīng)用，也不同于一般的立體3D應(yīng)用（例如立體電影,、電視節(jié)目等）。VR的最突出,、最有用的特征是，使用者可以在計算機(jī)生成的虛擬可視世界中操控虛擬物體,。為了達(dá)到精確逼真的視覺效果,，必須增加頭部運(yùn)動跟蹤裝置，使得計算機(jī)生成的3D場景與使用者的視角相匹配,，這樣使用者就可以對虛擬3D模型進(jìn)行移動,、修改,、著色,、拆卸和擺放等操作,，就像我們在真實世界中操作普通物體一樣。

應(yīng)用領(lǐng)域：

近年來,被廣泛的應(yīng)用于各類大學(xué)實驗室,。

相關(guān)方案：

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搜維爾推薦方案一：

名稱：基于雙通道立體展示的虛擬實驗室解決方案,。

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系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備的搭配可以滿足對虛擬實驗中對虛擬仿真訓(xùn)練,，虛擬實驗研究等多方面應(yīng)用，通過增加外部設(shè)備切合實際應(yīng)用可以呈現(xiàn)出多感知性，沉浸感,，實時交互等,。

搜維爾推薦方案二：

名稱：基于立體顯示器展示的虛擬實驗室解決方案。

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系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：對于虛擬實驗中越到的場景和模型我們可以使用建模軟件進(jìn)行建模,，虛擬實驗室環(huán)境創(chuàng)建等,，也可以通過增加設(shè)備對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展達(dá)到更多應(yīng)用效果,。

搜維爾推薦方案三：

名稱：基于頭戴顯示器的虛擬實驗室解決方案,。

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系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：硬件搭配可以實現(xiàn)人機(jī)交互,，虛擬實驗室多方面應(yīng)用,，根據(jù)需要增加硬件設(shè)備對系統(tǒng)進(jìn)行多方面應(yīng)用,。