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仿真實訓(xùn)系統(tǒng)一般都具有很強(qiáng)的工業(yè)背景，其工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)、自控方案都來源于實際，可以進(jìn)行生產(chǎn)過程演示、產(chǎn)品運(yùn)行演示、產(chǎn)品拆裝、維修、故障排除、操作訓(xùn)練等等教學(xué)任務(wù)。通過仿真實訓(xùn)系統(tǒng)能讓學(xué)員更深入地了解設(shè)備生產(chǎn)的工藝流程、操作維護(hù)流程，起到理解理論與生產(chǎn)實際相結(jié)合的作用，在減少對實際生產(chǎn)干擾的情況下，提高操作水平，為企業(yè)培養(yǎng)高水平的人才；其次，讓學(xué)員熟練掌握一些常見事故的處理方法，減少突發(fā)性事故和誤操作；最后，可以方便地讓學(xué)員掌握不同崗位的生產(chǎn)運(yùn)行操作技能，達(dá)到一人適合多個崗位的生產(chǎn)操作要求，提升學(xué)員的全面生產(chǎn)操作技能。

 

此外，從裝配工藝出發(fā)，基于計算機(jī)仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立高逼真度的裝配工藝仿真環(huán)境，按照部件實際的裝配工藝創(chuàng)建任務(wù)，讓學(xué)員通過交互系統(tǒng)自主、靈活、反復(fù)的進(jìn)行拆裝演練。

 

另外，利用仿真技術(shù)與三維數(shù)字模型，采用虛擬平臺專家指導(dǎo)系統(tǒng)，對設(shè)備的機(jī)械故障、電氣故障進(jìn)行數(shù)字仿真，教師機(jī)可設(shè)置常用部件的故障，學(xué)員根據(jù)規(guī)定的操作方法和步驟排除故障，考察學(xué)員對機(jī)械、電氣原理的掌握和故障處理技能。

 

 

 

整套仿真實訓(xùn)系統(tǒng)可以分為三部分，即軟件系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)、立體顯示系統(tǒng)，三部分相輔相成缺一不可，下面分別介紹。

 

 

仿真實訓(xùn)系統(tǒng)以3DVIA Studio /Virtools作為虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)開發(fā)平臺，根據(jù)實際需求專門開發(fā)的滿足各種實訓(xùn)內(nèi)容的軟件平臺，同時，所開發(fā)的軟件系統(tǒng)融合各種虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備（如力反饋設(shè)備、位置追蹤、數(shù)據(jù)手套等）為一體，以實現(xiàn)學(xué)員與虛擬環(huán)境的交互操作。

 

開發(fā)平臺：3DVIA Studio /Virtools

 

二、虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)

 

在仿真實訓(xùn)系統(tǒng)中虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備包括：位置追蹤、力反饋、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備，通過交互設(shè)備將人體動作信息發(fā)送至計算機(jī)，從而實現(xiàn)對虛擬環(huán)境中事物的交互操作。

 

 

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。 力反饋技術(shù)能將游戲中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成用戶可以感覺到的效果，例如道路上的顛簸或者轉(zhuǎn)動方向盤感受到的反作用力，這些效果都是力反饋控制芯片“播放”出來的，

 

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

 

 

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)，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，當(dāng)接收傳感器在空間移動時，能夠精確地計算出其位置和方位。該設(shè)備 消除了延遲帶來的問題，因為它提供了動態(tài)的、實時的六自由度的測量位置(X, Y, 和 Z 笛卡爾坐標(biāo)) 和方位（俯仰角、偏行角、滾動角），無論在虛擬現(xiàn)實應(yīng)用領(lǐng)域，還是在控制模擬器的投影機(jī)運(yùn)動時，還是在生物醫(yī)學(xué)的研究中，它是測量運(yùn)動范圍和肢體旋轉(zhuǎn)的理想選擇。它是快速、精確、而且容易使用。

 

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。

 

 

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，彎曲傳感器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成，通過導(dǎo)線連接至信號處理電路；在柔性電路板上設(shè)有至少兩根導(dǎo)線，以力敏材料包覆于柔性電路板大部，再在力敏材料上包覆一層彈性封裝材料，柔性電路板留一端在外，以導(dǎo)線與外電路連接。把人手姿態(tài)準(zhǔn)確實時地傳遞給虛擬環(huán)境。

 

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。

 

 

立體顯示系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實的一個實現(xiàn)方式。3D立體展示系統(tǒng)主要有以下幾種實現(xiàn)方式：多通道立體展示系統(tǒng)（主動立體投影顯示、被動同步立體投影顯示）立體顯示器、頭戴式立體顯示器三種主要的實現(xiàn)方式，下面分別介紹。

 

 

多通道立體展示系統(tǒng)，或柱面（多墻面）立體投影系統(tǒng)是指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，多通道立體展示系統(tǒng)是虛擬三維投影顯示系統(tǒng)中一種沉浸式虛擬仿真顯示環(huán)境。

 

 

立體顯示器包括裸眼立體顯示器和偏振立體顯示器，裸眼立體顯示器是建立在人眼立體視覺機(jī)制上的新一代自由立體顯示設(shè)備。它能夠出色的利用多通道自動立體現(xiàn)實技術(shù)，不需要借助任何助視設(shè)備（如3D眼鏡、數(shù)字頭盔等），即可獲得具有完整深度信息的圖像。偏振立體顯示器實際就是偏振光立體顯示器，現(xiàn)在的液晶顯示器里邊有一個偏光板，就是做這個用的。 普通的液晶顯示器只能發(fā)出一個方向的偏振光，而所謂偏光立體顯示器他能發(fā)出橫向和豎向兩種偏振光，配合偏振光眼鏡，就能把不同的圖像同時分別送到左眼和右眼中，從而形成3D圖像。

 

推薦品牌：Exceptional3D裸眼立體顯示器、Miracube偏振立體顯示器。

 

 

頭戴式立體顯示器是虛擬現(xiàn)實應(yīng)用中的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；自由行走、旋轉(zhuǎn)等，沉浸感極強(qiáng)，在VR效果的觀察設(shè)備中，頭戴式立體顯示器的沉浸感優(yōu)于3D立體顯示器的虛擬現(xiàn)實觀察效果，遜于多通道立體展示系統(tǒng)的觀察效果，在投影式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，頭戴式立體顯示器可以作為系統(tǒng)功能和設(shè)備的一種補(bǔ)充和輔助。

 

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。

 

 

適用于大型工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)、大型工業(yè)設(shè)備操作訓(xùn)練、大型交通工具（汽車、飛機(jī)、輪船）生產(chǎn)維修維護(hù)等等。