CAVE大型沉浸式虚拟现实实验室

    CAVE虚拟现实系统是一个大型的可支持多用户的沉浸式虚拟现实显示交互环境，能够为用户提供大范围视野的高分辨率及高质量的立体影像，让虚拟环境*媲美真实世界，为用户提供数字样机的可视化虚拟设计、虚拟装配、虚拟展示、虚拟训练以及对应得人机工程分析等技术服务。该系统由津发科技自主研发的ErgoLAB虚拟世界人机环境同步平台、美国WorldViz虚拟现实系统等核心部件组成；充分利用CAD数据进行展示及各个部门之间的协同设计工作。该系统为人因与工效学相关专业人员提供了一个虚拟人机交互、辅助决策、设计协同的人机工效分析教学科研平台。

    人机环境同步平台由VR虚拟现实实验设计模块、可穿戴生理记录系统、VR虚拟现实眼动追踪系统、可穿戴脑电测量系统、交互行为观察系统、生物力学测量系统、环境测量系统等模块组成。

     虚拟现实系统平台由四通道CAVE正投系统、虚拟现实引擎、人机交互系统、动作捕捉系统、数据手套等系统模块组成；正投方式是依靠投影幕来反射光线的，可以大大节省空间，科研用途。

系统屏幕及尺寸信息汇总如下：

采用高清1200分辨率的专业超短焦激光投影机，CAVE系统中单屏幕尺寸为3200*2000mm，通过现场高精度组合起来作为显示载体；

本投影显示系统采用了4台激光超短焦投影机，正面、地面、两边屏幕采用单通道正投方式。为节省空间，全部采用背投一次反射方式进行投影输出

整个显示系统参数如下：

Ø      每通道1920*1200分辨率

• 像素边长：2.08mm
• *观看距离：1500mm-5000mm;
• 屏幕亮度：203尼特，立体亮度34尼特(超过影院亮度标准)
• 倍频式主动立体功能，工作站仅需要60Hz输入即可实现立体输出
• 投影机吊装在2800mm左右高度，上方留部分散热空间；
• 投距：约3100mm，使用短焦增加光利用率的上投方式倾斜投影到反射镜后经反射到屏幕，整个反射镜zui边缘与屏幕之间距离为2400mm

• 方案特点

  1.核心虚拟现实引擎 兼容多种三维应用程序

  系统内置核心虚拟现实软件引擎，能无缝支持多种三维应用程序，快速获取设计成果进行展示与交互。

  2.多通道技术 沉浸感

  虚拟现实呈现技术，实现画面的无缝拼接和融合，呈现身临其境的3D沉浸感。

  3.自主研发

  基于虚拟现实技术的人机环境定量评价为科研提供客观数据支撑，自主研发的ErgoLAB人机环境同步平台，VR同步模块基于沉浸式三维虚拟现实环境，实时同步采集多元数据并进行定量评价，客观的定量统计分析结果对科学研究提供数据支撑。

  4.*自然状态下的行走

  虚拟现实技术进行人类行为研究采集数据进行定量分析更真实。整个实验室空间均为行走虚拟现实系统的实验场地，被试可以不受任何限制自由行走，模拟*真实世界的行为，采集的数据更真实。

  应用领域

  ·    BIM环境行为研究虚拟仿真实验室解决方案：建筑感性设计、环境行为、室内设计、人居环境研究等；

  ·     交互设计虚拟仿真实验室解决方案：虚拟规划、虚拟设计、虚拟装配、虚拟评审、虚拟训练、设备状态可视化等；

  ·     国防武器装备人机环境虚拟仿真实验室解决方案：武器装备人机环境系统工程研究以及心理学应用，训练、教育、作战指挥、武器研制与开发等；

  ·   用户体验与可用性研究虚拟仿真实验室方案：游戏体验、体验类运动项目、影视类娱乐、多人参与的娱乐项目。

  ·    虚拟购物消费行为研究实验室方案

  ·     安全人机与不安全行为虚拟仿真实验室方案

  ·     驾驶行为虚拟仿真实验室方案

  ·     人因工程与作业研究虚拟仿真实验室方案

  ·       产品的设计和制造中广泛地应用了虚拟技术。