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虚拟仿真技术是一门新兴的跨学科尖端技术,它的研究、开发和使用是一项技术要求比较高的工作,它需要有相应的软硬件系统环境配套进行。系统环境除了完善的虚拟仿真开发平台之外,还要求具有身临其境的三维沉浸感。这种沉浸感主要通过具有高度沉浸感的立体视觉环境、实时交互系统和三维音效系统来实现。其中,沉浸式视觉环境通常采用多通道柱面投影显示系统、球面仿真投影显示系统或CAVE等沉浸式显示系统;实时交互通常采用6自由度交互设备来实现;同时系统可配备三维立体音响系统进一步增强系统的沉浸感。

系统特性:

多通道虚拟现实投影显示系统是目前非常流行的一种半沉浸式大比例VR可视协同环境。系统采用巨幅立体投影显示方式,来增强沉浸感,并配备了完善的多通道声响及多维感知性交互系统,充分满足虚拟现实技术的视、听、触等多感知应用需求,它可根据场地空间和用户的应用需求灵活地配置两个、三个甚至是若干个投影通道,无缝地拼接成一幅巨大投影幅面、极高分辨率的二维或三维立体图象,形成一个半沉浸式的虚拟现实系统体验环境。1:1的大比例产品模型或大场景的视景仿真环境以及高分辨率的立体图象展示在地板与天花板之间的屏幕上,为参与者提供一个无比真实的虚拟互动应用环境,一般可供给数拾人的开发小组进行协同工作,是理想的设计评审及协同和展示平台。这种系统投资小,适用性强,简单易用。

显示模式:半沉浸式立体显示
系统形式:折幕、柱面环幕、平幕
交互方式:6自由度实时交互(可选)
空间要求:长度8米,宽度8米,高度3米
通道数量:2通道、3通道……N通道可选
系统优势:科研教学各领域适用。

系统特性:

CAVE系统是目前最先进虚拟现实系统,能为用户提供一个完全沉浸的、身临其境的体验环境,尤其对于如驾驶舱等包围空间的人机验证和交互等应用,具有不可替代性;CAVE环境具有最佳的沉浸感,对于型号设计工作中的数字样机验证、分析,仿真数据的结果可视化及分析,具有重要的辅助验证作用;这种系统投资大,专业性强,沉浸感好。但是对安装场地要求较高,需要提前规划设计。根据需要可将CAVE系统扩展更多的投影通道,形成更大的显示空间,如:HoloSpace、I-Space等形式,可以容纳更多的人员协同参与,提供1:1的仿真体验和设计评审环境。

显示模式:完全沉浸式立体显示
系统形式:房间式立方体空间结构
交互方式:6自由度实时交互(可选)
空间要求:长度10米,宽度10米,高度6米
通道数量:4通道、5通道、6通道可选
技术特点:专业性强、沉浸感好。

系统特性:

在所有的沉浸式仿真系统建设中,球面仿真显示环境是专业性最强的一种,主要体现在专业应用领域和专业的技术需求,应用领域主要为飞行模拟仿真训练、地理空间信息可视化、航空航天、天文等空天研究领域;技术要求专业,涉及数字图像边缘融合技术、数字几何矫正(曲面校正)技术、多通道视景同步控制技术、计算机图形学等众多专业技术和学科。但是该系统能提供一个完全沉浸的地理和空天模拟环境,非常适合于相关领域的仿真应用,如飞行模拟训练,具有不可替代的系统应用优势。这种系统投资大,专业性强,技术要求高,沉浸感好。且对安装场地要求较高,需要提前规划设计。

显示模式:多通道投影无缝拼接显示
系统形式:球面或局部球面
交互方式:6自由度或模拟器交互(可选)
空间要求:根据系统形式预先规划
通道数量:10通道……N通道可选
技术特点:专业性强,技术要求高。

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