關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的整體解決方案分析

（文章來源：超凡凱旋）

虛擬現(xiàn)實(shí)整體解決方案包括：虛擬裝配，設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控，視景仿真，3D電子手冊(cè)，模擬操作培訓(xùn)，虛擬展示。虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化、操作以及實(shí)時(shí)交互的環(huán)境，它將用戶和計(jì)算機(jī)視為一個(gè)整體，通過各種直觀的工具將信息進(jìn)行可視化，形成一個(gè)逼真的環(huán)境，用戶直接置身于這種三維信息空間中自由地使用各種信息。

虛擬裝配解決方案基于高性能的虛擬裝配軟件，在多通道大場(chǎng)景沉浸環(huán)境中利用沉浸外設(shè)進(jìn)行人機(jī)實(shí)時(shí)交互實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品虛擬裝配。虛擬裝配解決方案由著名的虛擬裝配軟件CATIA DMU、工藝仿真軟件DELMIA、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件Virtools等、高性能圖形工作站集群、BARCO CADWALL顯示系統(tǒng)以及BARCO多視窗顯示系統(tǒng)XDS組成。提供了在虛擬裝配過程中所需的各種功能(如碰撞分析、截面剖切、測(cè)量、標(biāo)注等)，甚至產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)分析。開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支持多種異構(gòu)CAD文件格式，有效地避免了模型轉(zhuǎn)化過程中的風(fēng)險(xiǎn)，將單機(jī)的虛擬裝配拓展為多通道虛擬沉浸系統(tǒng)。

設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控解決方案由數(shù)據(jù)采集傳感器、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、Virtools(EON)三維虛擬監(jiān)控平臺(tái)組成。該方案通過數(shù)據(jù)采集傳感器對(duì)設(shè)備及車輛工況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并發(fā)送至數(shù)據(jù)管理平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理、最后在三維虛擬監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控解決方案支持與視景系統(tǒng)、企業(yè)PDM、MES系統(tǒng)集成。數(shù)據(jù)采集傳感器實(shí)現(xiàn)設(shè)備車輛工況的實(shí)時(shí)采集功能，將工況參數(shù)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理所有的采集數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查找、傳遞等功能，是所有采集數(shù)據(jù)的管理平臺(tái)。三維虛擬監(jiān)控平臺(tái)基于Virtools虛擬現(xiàn)實(shí)工具進(jìn)行開發(fā)，可以向用戶提供可以交互瀏覽的立體環(huán)境。虛擬設(shè)備及車輛的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、儀表工作狀態(tài)、工況參數(shù)變化都可以直觀地向用戶展示。

通過設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控解決方案，用戶可以隨時(shí)掌握設(shè)備狀態(tài)，尤其是當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可立即觀看到故障現(xiàn)象、發(fā)生錯(cuò)誤的參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上快速響應(yīng)，進(jìn)行故障處理。視景仿真解決方案由視景仿真軟件Vega Prime或Virtools(EON)、圖形工作站集群、Barco的SIM或Galaxy系列投影系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)等組成。該解決方案搭建了具有強(qiáng)烈沉浸感的虛擬環(huán)境，用來實(shí)現(xiàn)宏觀場(chǎng)景和精細(xì)小場(chǎng)景的交互式顯示，適用于各種視景仿真應(yīng)用。

視景仿真軟件Vega Prime特別適合于大場(chǎng)景的顯示，尤其是戰(zhàn)場(chǎng)，其主要通過編程實(shí)現(xiàn)控制；而Virtools(EON)適合于需要精細(xì)顯示的小場(chǎng)景，它可以把更多的真實(shí)細(xì)節(jié)展示出來。根據(jù)用戶對(duì)立體顯示的要求，可以選擇Barco SIM系列或Galaxy系列投影機(jī)，及對(duì)應(yīng)的柱幕，將圖形生成系統(tǒng)產(chǎn)生的高分辨率清晰圖像投影出來，產(chǎn)生具有極高沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。

根據(jù)用戶需求，視景仿真解決方案還優(yōu)化配置了中控系統(tǒng)、超寬帶矩陣切換器、數(shù)字化音響系統(tǒng)等，有效地實(shí)現(xiàn)了不同信號(hào)間的切換以及音頻控制。

3D電子手冊(cè)是在普通的電子文檔中嵌入三維多媒體信息，通過在電子文檔中與三維多媒體信息的交互，讓用戶形象地了解所介紹的產(chǎn)品，是具有交互能力的電子手冊(cè)。3D電子手冊(cè)的制作主要由EON Professional和GL Studio完成，Composer主要用于制作工程上的3D幾何方面的電子文檔；Virtools與EON Professional主要用于制作關(guān)注渲染效果的3D幾何方面的電子文檔；GL Studio主要用于制作儀器面板方面的電子文檔。

專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件Composer、Virtools、EON和GL Studio提供了完善的三維交互能力，不需要特殊的硬件支持，運(yùn)行不需要license，而且容易嵌入文檔中，因此特別適合制作IETM(交互式電子手冊(cè))。高度壓縮的文件尺寸，使用戶可以很方便地瀏覽、檢查、測(cè)試和理解復(fù)雜的產(chǎn)品信息，包括對(duì)產(chǎn)品的操作和維護(hù)等重要信息。特別重要的是，Composer、Virtools、EON和GL Studio開發(fā)的應(yīng)用很容易嵌入到現(xiàn)存的通用電子文檔中，在普通電子文檔中即可完成以前只能在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中才能實(shí)現(xiàn)的對(duì)三維模型和虛擬儀表面板的交互操作。

模擬操作培訓(xùn)就是利用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的交互功能和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，借助交互設(shè)備，包括普通的鍵盤、鼠標(biāo)以及虛擬沉浸外設(shè)，如3D鼠標(biāo)、力反饋裝置等，通過與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的交互實(shí)現(xiàn)人員操作技能的培訓(xùn)，也稱為基于仿真的訓(xùn)練(SBT)。

模擬操作培訓(xùn)解決方案主要基于Virtools或GL Studio，它對(duì)硬件要求較低，可以創(chuàng)建虛擬工況環(huán)境，如施工現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)備維修車間，開發(fā)虛擬大型設(shè)備、工程車輛及內(nèi)部控制系統(tǒng)，通過模擬駕駛、模擬操作，使得參訓(xùn)人員熟悉設(shè)備車輛的使用流程、維修保養(yǎng)流程和故障處理流程。普惠虛擬展示解決方案提供了一系列性價(jià)比高并且易用的沉浸式3D交互立體體驗(yàn)環(huán)境，完善的交互功能可以使觀眾成為3D產(chǎn)品的參與者而不僅僅是觀看者。

虛擬展示解決方案基于優(yōu)秀的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件EON ICatcher或Virtools VR及其對(duì)應(yīng)的硬件，如普惠立體展示系統(tǒng)、I-Presence，建立了沉浸式3D交互立體體驗(yàn)環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的完美展示。普惠虛擬展示解決方案提供的兩種硬件系統(tǒng)均具有方便攜帶、性價(jià)比高的特點(diǎn)。立體展示系統(tǒng)是一個(gè)單通道被動(dòng)立體投影系統(tǒng)，其可以捆綁Virtools或EON開發(fā)license，您不僅僅可以在其上展示自己的產(chǎn)品，而且可以使用它開發(fā)3D展示應(yīng)用。

EON I-Presence是一套獨(dú)特的硬件系統(tǒng)，它與EON軟件配合使用就可以實(shí)現(xiàn)奇妙的視覺感受，它實(shí)現(xiàn)了裸眼立體和裸手操作。不需要任何顯示設(shè)備(立體眼鏡、顯示頭盔等)，憑借裸眼就可以觀察到浮在空中的立體產(chǎn)品；并且不需要任何交互設(shè)備(數(shù)據(jù)手套、3D鼠標(biāo)等)，依靠裸手就可以對(duì)浮在眼前的立體產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)操作和控制。EON I-Presence是真正引人入勝的逼真立體產(chǎn)品展示環(huán)境。
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