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、虛擬仿真技術構建的開放式網絡化的虛擬實驗教學系統，是現有各種教學實驗室的數字化和虛擬化。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組成。虛擬實驗室為開設各種虛擬實驗課程提供了全新的教學環境。虛擬實驗臺與真實實驗臺類似，可供學生自己動手配置、連接、調節和使用實驗儀器設備。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，或實驗案例，這一點是虛擬實驗室有別于一般實驗教學課件的重要特征。在虛擬實驗室中，學生既可以在虛擬實驗臺上動手操作，又可自主設計實驗，有利于培養的操作能力、分析診斷能力、設計能力和創新意識。在虛擬實驗室中，學生更易獲得相關的知識，科學的指導和敏捷的反饋。虛擬實驗室是未來實驗室建設的發展方向。

方案核心：

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

方案特色：

1、二次開發功能
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
8、集成管理控制功能

系統集成：

虛擬實驗室具備交互性、投入性（沉浸感）和想象性的實質性特征，其實虛擬實驗室是虛擬現實技術在實驗室中的一種應用，虛擬現實的研究與開發是一項技術要求比較高的工作，需要有相應的軟硬件系統環境予以配套進行。根據虛擬現實的沉浸式特征, 所有虛擬現實系統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境來實現，立體聽覺一般通過三維環繞立體聲響系統來實現，三維觸覺和力感可以通過高精度的計算機觸覺或力反饋設備來實現。如需查看更多內容請點擊 > >

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。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、桌面型立體顯示系統、頭戴式立體系統，不同類型的顯示系統適合不同的應用領域，下面分別簡單介紹這幾種不同類型的顯示系統。

1、多通道立體顯示系統

多通道立體顯示系統是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統，它比普通的標準投影系統具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。如需查看更多內容請點擊 > >

推薦：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、頭戴式立體系統

頭戴式立體系統即數字頭盔，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。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。

二、3D實時交互部分

互動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）。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，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，使參與者在空間上能夠自由移動、旋轉。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，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。

三、軟件平臺

虛擬現實軟件系統是通過專門的虛擬現實系統開發平臺，開發出來一套軟件系統，是虛擬現實電力培訓仿真系統的靈魂部分。如需查看更多內容請點擊 > >

1、Unity3D

Unity3D是由Unity Technologies開發的一個讓你輕松創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容的多平臺的綜合型開發工具，是一款跨平臺的虛擬現實系統開發平臺，其開發的內容可發布至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環境虛擬實境編輯軟件，可以制作出許多不同用途的3D產品，如網際網絡、計算機游戲、多媒體、建筑設計、交互式電視、教育訓練、仿真與產品展示等 。

特別推薦：

此外，特別推薦一套完整的小型虛擬實驗室系統，Leonar3Do VR suite，它是新穎別致的桌面式3D交互工具，非常適合學校、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應用精心設計了一款顛覆傳統模式的3D鼠標又稱“鳥標”，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專業研究人員的工作需求，也適合沒有專業知識和經驗的參觀者、初學者、愛好者以及VR發燒友體驗使用。

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，即虛擬現實）的概念既不等同于在平板顯示器上顯示、用鼠標控制的3D應用，也不同于一般的立體3D應用（例如立體電影、電視節目等）。VR的最突出、最有用的特征是，使用者可以在計算機生成的虛擬可視世界中操控虛擬物體。為了達到精確逼真的視覺效果，必須增加頭部運動跟蹤裝置，使得計算機生成的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。

應用領域：

近年來,被廣泛的應用于各類大學實驗室。

相關方案：

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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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系統優點：設備的搭配可以滿足對虛擬實驗中對虛擬仿真訓練，虛擬實驗研究等多方面應用，通過增加外部設備切合實際應用可以呈現出多感知性，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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系統優點：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行建模，虛擬實驗室環境創建等，也可以通過增加設備對系統進行擴展達到更多應用效果。

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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系統優點：硬件搭配可以實現人機交互，虛擬實驗室多方面應用，根據需要增加硬件設備對系統進行多方面應用。