關於虛擬實境的整體解決方案分析

2020-12-16 電子發燒友

關於虛擬實境的整體解決方案分析

超凡凱旋 發表於 2020-03-06 10:04:29

（文章來源：超凡凱旋）

虛擬實境整體解決方案包括：虛擬裝配，設備實時監控，視景仿真，3D電子手冊，模擬操作培訓，虛擬展示。虛擬實境是人們通過計算機對複雜數據進行可視化、操作以及實時交互的環境，它將用戶和計算機視為一個整體，通過各種直觀的工具將信息進行可視化，形成一個逼真的環境，用戶直接置身於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於高性能的虛擬裝配軟體，在多通道大場景沉浸環境中利用沉浸外設進行人機實時交互實現產品虛擬裝配。虛擬裝配解決方案由著名的虛擬裝配軟體CATIA DMU、工藝仿真軟體DELMIA、虛擬實境軟體Virtools等、高性能圖形工作站集群、BARCO CADWALL顯示系統以及BARCO多視窗顯示系統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、測量、標註等)，甚至產品的運動分析。開放式的系統結構支持多種異構CAD文件格式，有效地避免了模型轉化過程中的風險，將單機的虛擬裝配拓展為多通道虛擬沉浸系統。

設備實時監控解決方案由數據採集傳感器、數據管理系統、Virtools(EON)三維虛擬監控平臺組成。該方案通過數據採集傳感器對設備及車輛工況進行實時採集，並發送至數據管理平臺進行統一的存儲管理、最後在三維虛擬監控平臺進行實時顯示。設備實時監控解決方案支持與視景系統、企業PDM、MES系統集成。數據採集傳感器實現設備車輛工況的實時採集功能，將工況參數發送至資料庫伺服器。

數據管理系統負責處理所有的採集數據，提供數據存儲、查找、傳遞等功能，是所有採集數據的管理平臺。三維虛擬監控平臺基於Virtools虛擬實境工具進行開發，可以向用戶提供可以交互瀏覽的立體環境。虛擬設備及車輛的機構運動、儀表工作狀態、工況參數變化都可以直觀地向用戶展示。

通過設備實時監控解決方案，用戶可以隨時掌握設備狀態，尤其是當出現故障時，可立即觀看到故障現象、發生錯誤的參數，並在此基礎上快速響應，進行故障處理。視景仿真解決方案由視景仿真軟體Vega Prime或Virtools(EON)、圖形工作站集群、Barco的SIM或Galaxy系列投影系統和中央控制系統等組成。該解決方案搭建了具有強烈沉浸感的虛擬環境，用來實現宏觀場景和精細小場景的交互式顯示，適用於各種視景仿真應用。

視景仿真軟體Vega Prime特別適合於大場景的顯示，尤其是戰場，其主要通過編程實現控制；而Virtools(EON)適合於需要精細顯示的小場景，它可以把更多的真實細節展示出來。根據用戶對立體顯示的要求，可以選擇Barco SIM系列或Galaxy系列投影機，及對應的柱幕，將圖形生成系統產生的高解析度清晰圖像投影出來，產生具有極高沉浸感的虛擬實境環境。

根據用戶需求，視景仿真解決方案還優化配置了中控系統、超寬帶矩陣切換器、數位化音響系統等，有效地實現了不同信號間的切換以及音頻控制。

3D電子手冊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品，是具有交互能力的電子手冊。3D電子手冊的製作主要由EON Professional和GL Studio完成，Composer主要用於製作工程上的3D幾何方面的電子文檔；Virtools與EON Professional主要用於製作關注渲染效果的3D幾何方面的電子文檔；GL Studio主要用於製作儀器面板方面的電子文檔。

專業的虛擬實境軟體Composer、Virtools、EON和GL Studio提供了完善的三維交互能力，不需要特殊的硬體支持，運行不需要license，而且容易嵌入文檔中，因此特別適合製作IETM(交互式電子手冊)。高度壓縮的文件尺寸，使用戶可以很方便地瀏覽、檢查、測試和理解複雜的產品信息，包括對產品的操作和維護等重要信息。特別重要的是，Composer、Virtools、EON和GL Studio開發的應用很容易嵌入到現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實境環境中才能實現的對三維模型和虛擬儀表面板的交互操作。

模擬操作培訓就是利用虛擬實境軟體的交互功能和虛擬實境環境，藉助交互設備，包括普通的鍵盤、滑鼠以及虛擬沉浸外設，如3D滑鼠、力反饋裝置等，通過與虛擬實境環境的交互實現人員操作技能的培訓，也稱為基於仿真的訓練(SBT)。

模擬操作培訓解決方案主要基於Virtools或GL Studio，它對硬體要求較低，可以創建虛擬工況環境，如施工現場、設備維修車間，開發虛擬大型設備、工程車輛及內部控制系統，通過模擬駕駛、模擬操作，使得參訓人員熟悉設備車輛的使用流程、維修保養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比高並且易用的沉浸式3D交互立體體驗環境，完善的交互功能可以使觀眾成為3D產品的參與者而不僅僅是觀看者。

虛擬展示解決方案基於優秀的虛擬實境軟體EON ICatcher或Virtools VR及其對應的硬體，如普惠立體展示系統、I-Presence，建立了沉浸式3D交互立體體驗環境，可以實現產品的完美展示。普惠虛擬展示解決方案提供的兩種硬體系統均具有方便攜帶、性價比高的特點。立體展示系統是一個單通道被動立體投影系統，其可以捆綁Virtools或EON開發license，您不僅僅可以在其上展示自己的產品，而且可以使用它開發3D展示應用。

EON I-Presence是一套獨特的硬體系統，它與EON軟體配合使用就可以實現奇妙的視覺感受，它實現了裸眼立體和裸手操作。不需要任何顯示設備(立體眼鏡、顯示頭盔等)，憑藉裸眼就可以觀察到浮在空中的立體產品；並且不需要任何交互設備(數據手套、3D滑鼠等)，依靠裸手就可以對浮在眼前的立體產品進行相關操作和控制。EON I-Presence是真正引人入勝的逼真立體產品展示環境。
     （責任編輯：fqj）

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