文物古跡虛擬仿真系統解決方案

本方案由搜維爾虛擬現實實驗室推出。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、古墓葬被戰火焚毀、被拆除或維修不當失去原貌；銅鐵器、書畫、竹木漆器、陶瓷等因保護、搬運不當被損壞。②風、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中，虛擬仿真技術對文物修繕和保護起到舉足輕重的作用。首先經過實地攝影、數據采集，采用3D掃描器對文物進行三維掃描，得到文物的數字化三維模型，即可實現文物的永久性保存，再結合三維成像技術，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手段，同時避免現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。

方案特色：

1、古跡文物高精確度復原及展示
2、建立起文物古跡實物三維或模型數據庫
3、支持文物古跡、古代人物等歷史文化信息的協同管理和在線共享
4、支持歷史、文化數據的協同交流討論和在線空間分析
5、實現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：

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系統集成：

文物古跡虛擬仿真系統的搭建大致可分三步進行。如需查看更多內容請點擊>>

一、三維模型建立

三維模型是物體的三維多邊形表示，通常用計算機或者其它視頻設備進行顯示。顯示的物體是可以是現實世界的實體，也可以是虛構的東西，既可以小到原子，也可以大到很大的尺寸。如需查看更多內容請點擊>>

1、3D掃描器

3D掃描器(3D scanner) 是一種科學儀器，用來偵測并分析現實世界中物體或環境的形狀（幾何構造）與外觀數據（如顏色、表面反照率等性質）。如需查看更多內容請點擊>>

推薦產品：FastSCAN Cobra 3D激光掃描器、Z Corporation 3D激光掃描器、ExactMetrology 3D光學掃描器、Creaform 3D光學掃描器。

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2、3D建模軟件

3D建模軟件是專為創建三維數字模型而開發的軟件，使計算機以數學方法描述物體和它們之間的空間關系。如需查看更多內容請點擊>>

推薦產品：3Ds MAX、Maya、FreeForm 3D建模軟件、Actify 3D建模軟件。

二、系統開發

文物古跡虛擬仿真系統的軟件平臺是通過專門的虛擬現實軟件開發平臺開發的，在文物古跡虛擬仿真系統的軟件平臺上可以預先設定各種展示方式及瀏覽方式。如需查看更多內容請點擊>>

三、展示系統

文物古跡虛擬仿真系統中的展示系統是為整套系統的展示端，可以為用戶提供身臨其境版的現實效果，具有高度沉浸感，給用戶一種伸手即可觸摸到的感覺。如需查看更多內容請點擊>>

1、立體投影系統

立體投影系統為用戶提供大尺寸、高清晰的立體畫面，立體投影是通過光的偏振原理來實現的，即采用兩臺投影機同步放映圖像，將兩臺投影機前的偏光片的偏振方向互相垂直，讓產生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。如需查看更多內容請點擊>>

系統推薦：單通道三維投影、多通道環幕投影、沉浸式CAVE系統。

2、桌面型立體顯示系統

桌面型立體顯示系統通常指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，兩種類型各有優缺點，用戶需要根據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

頭戴式立體顯示系統即數字頭盔，是虛擬現實應用中3DVR圖形顯示與觀察設備，可單獨與主機相連以接受來自主機的3DVR圖形信號。如需查看更多內容請點擊>>

推薦產品：eMagin Z800 3D Visor頭戴立體顯示器、Virtual Research VR1280 虛擬現實頭戴式顯示器、5DT HMD 800-40 3D 虛擬現實頭戴式顯示器。

其他

若是系統需要實現交互功能還可加入3D實時交互設備，以實現使用者與虛擬環境的交互功能，交互系統是基于傳統的顯示設備及功能，結合實時動作捕捉系統（參考：A.R.T.系統解決方案）、數據手套（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）、力反饋設備（參考：HAPTION-Virtuose 6D Desktop）等設備，通過對目標影像（如參與者）進行捕捉拍攝并由影像分析系統分析。如需查看更多內容請點擊>>

1、實時動作捕捉系統

實時動作捕捉技術涉及尺寸測量、物理空間里物體的定位及方位測定等方面可以由計算機直接理解處理的數據。在運動物體的關鍵部位設置跟蹤器，由動作捕捉系統捕捉跟蹤器位置，再經過計算機處理后向系統提交交互數據，實現人機交互。

推薦產品：A.R.T.系統解決方案、Xsens Moven慣性運動捕捉系統、新版3DSuit慣性動作捕捉系統。

2、數據手套

數據手套是虛擬仿真中最常用的交互工具。數據手套設有彎曲傳感器。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：Cyberglove數據手套、DGTech數據數據手套、5DT數據手套。

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設備結合使用，如：數據頭盔、立體眼鏡、數據手套等。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：Polhemus 電磁式無線追蹤系統、Xsens慣性位置追蹤器、Ascension電磁式位置追蹤器。

4、力反饋設備

所謂力反饋（Force Feedback），本來是應用于軍事上的一種虛擬現實技術，它利用機械表現出的反作用力，將游戲數據通過力反饋設備表現出來，可以讓用戶身臨其境地體驗游戲中的各種效果。 如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：HAPTION力反饋設備、Sensable力反饋設備。

實物模型

此外，如果想建立古文物的實體模型可通過3D打印機實現，將建立好的文物三維數字模型文件導入的3D打印機中即可輕松實現。

推薦產品：3D Systems 桌面型3D打印機、Objet 桌面型3D打印機、Stratasys 大型3D打印機。

應用領域：

適用于文物古跡的修繕、保護、保永久性存、展示及宣傳等，包括非物質文化遺產數字呈現、景點建筑、遺址墓葬虛擬仿真復原、古物動態仿真復原、古代天象、古代生物、古代地貌復原等等。

相關案例：

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搜維爾推薦方案一

名稱：基于雙通道立體顯示系統的文物古跡虛擬仿真系統解決方案

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系統優點：利用光學動作捕捉系統跟蹤肢體動作進行交互可對虛擬場景模型進行旋轉和位移等，數據手套可以細化到每個手指的動作體現，根據需要可添加力反饋裝置表現反作用力。

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解決方案。

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系統優點：該方案是一套性價比較高的展示系統，滿足小范圍應用，顯示端可選擇戴眼鏡和不戴眼鏡的兩種3D立體顯示器進行展示。

搜維爾推薦方案三

名稱：基于頭戴式顯示器（數字頭盔）的文物古跡虛擬仿真系統解決方案。

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系統優點：該方案是一套適合小型實驗室及研究所使用，可以體現出完美的展示效果，實現對前期概念的論證