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(shí)實(shí)驗(yàn)室推出。我國是一個(gè)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(yùn)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(jià)值、文化價(jià)值、科學(xué)價(jià)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(shí)地?cái)z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(shí)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(shí)避免現(xiàn)場文物展示和游客參觀活動(dòng)對真實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)歷史場景的三維虛擬漫游和歷史事件的時(shí)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(diǎn)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(jì)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(shí)世界的實(shí)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(jì)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(diǎn)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(tái)是通過專門的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開發(fā)平臺(tái)開發(fā)的，在文物古跡虛擬仿真系統(tǒng)的軟件平臺(tái)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)的，即采用兩臺(tái)投影機(jī)同步放映圖像，將兩臺(tái)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(diǎn)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(diǎn)，用戶需要根據(jù)自己的實(shí)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(shí)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。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(shí)頭戴式顯示器、5DT HMD 800-40 3D 虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器。
其他
若是系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)交互功能還可加入3D實(shí)時(shí)交互設(shè)備，以實(shí)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(shí)時(shí)動(dòng)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(diǎn)擊>>
1、實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)
實(shí)時(shí)動(dòng)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(jì)算機(jī)直接理解處理的數(shù)據(jù)。在運(yùn)動(dòng)物體的關(guān)鍵部位設(shè)置跟蹤器，由動(dòng)作捕捉系統(tǒng)捕捉跟蹤器位置，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后向系統(tǒng)提交交互數(shù)據(jù)，實(shí)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(dòng)捕捉系統(tǒng)、新版3DSuit慣性動(dòng)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(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。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(shí)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(yàn)游戲中的各種效果。 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。
實(shí)物模型
此外，如果想建立古文物的實(shí)體模型可通過3D打印機(jī)實(shí)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(shí)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(diǎn)建筑、遺址墓葬虛擬仿真復(fù)原、古物動(dòng)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(diǎn)：利用光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)跟蹤肢體動(dòng)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(gè)手指的動(dòng)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(diǎn)：該方案是一套性價(jià)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(diǎn)：該方案是一套適合小型實(shí)驗(yàn)室及研究所使用，可以體現(xiàn)出完美的展示效果，實(shí)現(xiàn)對前期概念的論證
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