協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗(yàn)證平臺方案-wenkub
2023-05-25 12:09:00 本頁面
【正文】 在眾多需求中，協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗(yàn)證平臺首先要解決的核心問題有協(xié)同式沉浸式用戶體驗(yàn)、交互式體驗(yàn)、碰撞式虛擬裝配、電子手冊和CAE可視化。（3） CAE工程數(shù)據(jù)可視化及異構(gòu)融合顯示 在評審、匯報(bào)過程中，通過CAE可視化軟件可以清楚的展示在設(shè)計(jì)過程通過分析軟件計(jì)算出的結(jié)果，進(jìn)而了解產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)。2. 用戶需求分析從與用戶的溝通中我們了解到，用戶期望構(gòu)建一個(gè)綜合性協(xié)同虛擬仿真平臺，以完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)維修維護(hù)性驗(yàn)證分析，該系統(tǒng)要適應(yīng)用戶已有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)，依托數(shù)字樣機(jī)，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，進(jìn)行協(xié)同式方案論證、裝配路徑分析，及時(shí)反饋設(shè)計(jì)修改建議，解決驗(yàn)證過程的直觀性和分析結(jié)果的可信性。六院總部位于中國北疆內(nèi)蒙古自治區(qū)首府——呼和浩特市。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域的成功應(yīng)用改變了“設(shè)計(jì)試制分析改進(jìn)”的傳統(tǒng)模式，虛擬樣機(jī)（電子樣機(jī)）將逐漸取代研制過程中用于工程分析的實(shí)物模型或全尺寸樣機(jī)，通過異地系統(tǒng)、多人協(xié)同實(shí)現(xiàn)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)、評審，這種趨勢已經(jīng)成為制造業(yè)中一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的潮流。另一方面，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠提供真實(shí)感強(qiáng)的交互式仿真環(huán)境，而且用戶在該虛擬環(huán)境下能夠模擬進(jìn)行各種動作與操作，因此它具有在維護(hù)性、維修性分析領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。2011年，經(jīng)中國航天科工集團(tuán)公司固體動力資源整合重組后，現(xiàn)已形成呼和浩特、 西安和湖北三地協(xié)同，可持續(xù)發(fā)展的軍民融合式產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。用戶對虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的需求由以下幾個(gè)部分組成：（1） 多人遠(yuǎn)程異地協(xié)同式展示匯報(bào)功能協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗(yàn)證平臺的主要建設(shè)目的之一是滿足展示匯報(bào)，需要具備高度沉浸感，大視場角的立體匯報(bào)展示環(huán)境。要求支持目前主流的CAE分析軟件如ANSYS、ABAQUS、NASTRAN等。根據(jù)圖1所示，協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗(yàn)證平臺主要由顯示系統(tǒng)、圖形工作站集群、交互系統(tǒng)、矩陣切換系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、協(xié)同式虛擬仿真驗(yàn)證平臺軟件七大分系統(tǒng)組成。由于現(xiàn)場場地限制無法建設(shè)規(guī)模較大的評審匯報(bào)顯示系統(tǒng)，如果簡單采用正投平幕則過于單調(diào)而無新意。全屏像素物理分辨率為4096（橫向）x2160（縱向），最大光通量輸出為30,000流明（29,000ANSI流明），用戶可根據(jù)實(shí)際需要靈活設(shè)定輸出亮度，采用光源冗余設(shè)計(jì)。l 圖像參數(shù)圖像寬度6800mm，高度2894mm，兩面屏幕之間夾角105度，過渡區(qū)域旋轉(zhuǎn)半徑400mm，圖像起始高度100mm。l 亮度輸出超穩(wěn)定光源Mirage 304K出現(xiàn)之前所有高亮度投影機(jī)都存在亮度衰減太快的問題，即幾乎所有亮度30,000流明級別的氙燈光源衰減到最大值50%的時(shí)間只有約500小時(shí)，每運(yùn)行約80小時(shí)亮度輸出下降超過標(biāo)稱最大值的10%，且通常運(yùn)行250小時(shí)后會伴隨著明顯的燈閃爍（見下面是某廠家手冊公布的實(shí)測曲線圖）。例如，一只燈運(yùn)行模式最大亮度輸出5,000流明，2只燈模式下10,000流明，3只燈模式下15,000流明，等等，直到6只燈的30,000流明。l 超低噪音由于采用目前最先進(jìn)的光源技術(shù)及降噪工藝，Mirage304K的運(yùn)行噪音大幅降低，正常工作時(shí)噪音不超過42dB。l 低運(yùn)營維護(hù)成本Mirage 304K由于采用長壽命低成本光源，其每小時(shí)運(yùn)營成本不及同亮度氙燈投影機(jī)的1/3。這對于大規(guī)格屏幕尤其是背投顯示情況下消除太陽效應(yīng)非常關(guān)鍵。液冷條件下的DLP芯片壽命顯著增加。主要特點(diǎn)：a. 整體亮度一致性不受多種因素（光學(xué)部件非均勻損耗、電壓變化等）影響；b. 新舊光源可以混合使用，系統(tǒng)中的燈不必同時(shí)更換。l 色彩空間一致自動控制（CCA?技術(shù)）所有投影機(jī)天然的顏色空間表現(xiàn)均有一定程度的差異，因此專業(yè)類顯示系統(tǒng)需要具有顏色輸出一致性自動調(diào)節(jié)能力。Mirage 304K既能適應(yīng)目前高端專業(yè)應(yīng)用，也考慮到了未來幾年更高性能計(jì)算機(jī)顯卡處理能力，因?yàn)橛?jì)算機(jī)顯卡的升級換代周期遠(yuǎn)比顯示系統(tǒng)短。Mirage 304K的出現(xiàn)徹底解決了這些問題。l 專業(yè)級系統(tǒng)調(diào)試工具Twist過去多通道顯示系統(tǒng)安裝調(diào)試及維護(hù)需要采用基于遙控器逐通道工作的方式。特性Twist（標(biāo)配）Twist PremiumTwist Pro支持的投影機(jī)數(shù)量618無限制控制點(diǎn)最多81個(gè)網(wǎng)格控制點(diǎn)最多87個(gè)網(wǎng)格控制點(diǎn)，含6個(gè)任意調(diào)節(jié)控制點(diǎn)。我們會提供專業(yè)的光路設(shè)計(jì)提供機(jī)械設(shè)計(jì)，得到用戶確認(rèn)后才能定制生產(chǎn)。這決定了多人在一套CAVE中根本無法實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，即根本無法實(shí)現(xiàn)多人（多眼點(diǎn)）顯示和操作。與傳統(tǒng)的CAVE比較，這里提供的緊湊型CAVE能讓人員舒適地坐下來長時(shí)間工作，符合正常的工作習(xí)慣；與過去占地空間巨大的CAVE不同，緊湊型CAVE不需要專門的房間，正常辦公室環(huán)境就能滿足空間要求；系統(tǒng)能根據(jù)需要方便地進(jìn)行位置移動；安裝期間材料搬運(yùn)過程對建筑通道也無特殊要求。緊湊型CAVE系統(tǒng)全部為背投方式，人在工作時(shí)既體會不到陰影，也聽不到機(jī)器噪音。即便有個(gè)別顆粒點(diǎn)損壞設(shè)備仍可正常使用，不會影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。適用于非常安靜的工作環(huán)境。我們這里提供的是定制的系統(tǒng)整體解決方案，包括光路設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、定制加工、現(xiàn)場安裝服務(wù)和長期維護(hù)。投影機(jī)亮度：明亮模式1700流明；典型模式1350流明；節(jié)能模式900流明。運(yùn)行溫度：0176。建議配置如下：216。 顯卡：每節(jié)點(diǎn)配備1塊NVIDIA Quadro K6000；216。 同步卡：Nvidia Quadro Sync Card；216。針對該項(xiàng)目的應(yīng)用模式，我們采用在CAVE系統(tǒng)中采用捕捉范圍較小的交互設(shè)備，同時(shí)另外建設(shè)交互區(qū)用于人機(jī)功效分析。一個(gè)封閉的盒子里集成了兩臺攝像頭和一個(gè)控制器，一經(jīng)校準(zhǔn)即可使用。多重矩陣的主要作用是保證同步型號的輸入輸出。針對本項(xiàng)目的特點(diǎn)，我方提供一下配置：FedYco BN6000功率放大器；全頻主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器全頻音箱 RM8；NE8800數(shù)字音頻矩陣；4支PG58有線麥克風(fēng)、2套PGX/24/PG58無線麥克風(fēng)。MakeReal3D VSP協(xié)同式虛擬仿真驗(yàn)證平臺軟件可以式L型正投顯示系統(tǒng)和緊湊型CAVE顯示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同顯示模式，展示匯報(bào)時(shí)，由多名操作人員以各
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