虛擬仿真船舶制造系統解決方案

從近十年中國船舶制造業占世界造船市場份額的變化可以看出，中國船舶制造業在全球市場上所占的比重正在明顯上升，中國已經成為全球重要的造船中心之一。

人類造船已有悠久的歷史。從史前刳木為舟起，在漫長的時期內人類制造的都是利用人力或風力推進的木船。1807年，美國的R.富爾頓建成世界上第一艘蒸汽機船，當時采用明輪推進。1879年，世界上第一艘鋼船問世。從此船舶進入了以鋼船為主、以機器為動力的時代。從20世紀50年代起，船舶推進裝置由汽輪機和柴油機逐步取代蒸汽機，并開始應用核能作為推進動力。由于航運的發展和軍事上的需要,船舶趨于大型化和專業化,造船技術隨之迅速發展，造船業已成為世界上最主要的重工業部門之一。

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方案特色

虛擬現實技術的出現，為船舶建造業帶來新的研發設計技術。利用電腦及3D技術，采用3D互動教學，將抽象的內容模擬出來，并通過人機交互技術與虛擬內容互動，例如，直接對船體進行裝配操作，對船舶鋼材進行切割、彎曲成型等，幫助更直觀的了解船舶知識、設計的優缺點等。

搜維爾虛擬仿真船舶制造系統解決方案，主要用于教學、科研，一方面，讓學生身臨其境的參與到船舶建造技術的學習過程中，另一面，將系統工程成果轉化為生產力，服務于船舶工業建設。

方案核心

系統主要由兩大功能組成：立體演示功能及3D交互功能。在立體演示功能模塊中，充分考慮了客戶的多種需求，設置了船廠漫游、不同船型演示、工藝流程演示模塊。船廠工藝流程演示是指按照船廠的工藝流程，在三維場景中將船廠中的各個工藝流程如何組裝成完整的船舶的過程模擬出來，并以動畫的形式演示出來。以模擬仿真的形式演示船舶從備料、鋼材預處理、加工成型、部件焊接、分段裝焊、總段裝焊、船臺/船塢搭載、船舶下水、碼頭舾裝、系泊試驗和航行試驗、交船和驗收等整個建造主要工藝流程。逼真、直觀的展現船廠的整體布局和工藝流程。

船舶建造最重要的還在于其實際的操作能力，如何在教學及研發中就能實時操作呢？虛擬仿真船舶制造系統解決方案最大、最突出的亮點就是它擁有3D交互功能。戴上3D立體眼鏡，手持三維立體鼠標，就像到了真實的船舶現場，車間、船臺、碼頭就在眼前，感覺只要一伸手，就可以觸摸到他們。輕輕按動手中的鼠標，就可對環境中的虛擬船體進行互動操作，完成船體鋼料切割、鋼材彎曲成形，還可以對船體進行部件裝配操作，自由選擇裝配的船體部件、裝配場地、裝配用設備、裝配方法及裝配步驟等。

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系統集成

系統的兩大功能模塊均有不同的實現方式及不同的軟硬件搭配方式，用戶可根據實際需求自行選擇。

一、立體顯示

立體顯示系統是虛擬現實的一個實現方式。3D立體展示系統主要有以下幾種實現方式：多通道立體展示系統（主動立體投影顯示、被動同步立體投影顯示）立體顯示器、頭戴式立體顯示器三種主要的實現方式，下面分別介紹。

1、多通道立體展示系統

多通道立體展示系統，或柱面（多墻面）立體投影系統是指是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統，如需查看更多請點擊

2、立體顯示器

立體顯示器包括裸眼立體顯示器和偏振立體顯示器，裸眼立體顯示器是建立在人眼立體視覺機制上的新一代自由立體顯示設備。它能夠出色的利用多通道自動立體現實技術，不需要借助任何助視設備（如3D眼鏡、數字頭盔等）如需查看更多請點擊

推薦品牌：Exceptional3D裸眼立體顯示器、Miracube偏振立體顯示器。

3、頭戴式立體顯示器

頭戴式立體顯示器是虛擬現實應用中的3DVR圖形顯示與觀察設備，可單獨與主機相連以接受來自主機的3DVR圖形信號。使用方式為頭戴式，輔以空間跟蹤定位器可進行VR輸出效果觀察，同時觀察者可做空間上的自由移動，如；自由行走、旋轉等，沉浸感極強，在VR效果的觀察設備中，頭戴式立體顯示器的沉浸感優于3D立體顯示器的虛擬現實觀察效果，遜于多通道立體展示系統的觀察效果，在投影式虛擬現實系統中，頭戴式立體顯示器可以作為系統功能和設備的一種補充和輔助。

推薦產品：5DT HMD 800-40 3D 虛擬現實頭戴式顯示器、Oculus Rift DK2 數字頭盔、點擊查看更多頭盔。

二、3D交互

在仿真實訓系統中虛擬現實交互設備包括：位置追蹤、力反饋、數據手套等設備，通過交互設備將人體動作信息發送至計算機，從而實現對虛擬環境中事物的交互操作。

1、力反饋設備

所謂力反饋（Force Feedback），本來是應用于軍事上的一種虛擬現實技術，它利用機械表現出的反作用力，將游戲數據通過力反饋設備表現出來，可以讓用戶身臨其境地體驗游戲中的各種效果。 如需查看更多請點擊

推薦品牌：HAPTION力反饋設備、Sensable力反饋設備。

2、位置追蹤器

位置追蹤器又稱位置跟蹤器，是指作用于空間跟蹤與定位的裝置，一般與其他VR設備結合使用，如：數據頭盔、立體眼鏡、數據手套等，使參與者在空間上能夠自由移動、旋轉，不局限于固定的空間位置。操作更加靈活、自如、隨意。產品有六個自由度和三個自由度之分，當接收傳感器在空間移動時，能夠精確地計算出其位置和方位。如需查看更多請點擊

推薦品牌：Polhemus 電磁式無線追蹤系統、Xsens慣性位置追蹤器、Ascension電磁式位置追蹤器。

3、數據手套

數據手套是虛擬仿真中最常用的交互工具。數據手套設有彎曲傳感器，彎曲傳感器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成，通過導線連接至信號處理電路；如需查看更多請點擊

推薦品牌：Cyberglove數據手套、DGTech數據數據手套、5DT數據手套。

4、3D鼠標

3D鼠標具備多自由度的傳感器，多個導航設置鍵等可實現對虛擬立體空間內的虛擬物體的操作。

推薦產品：3D Connexion SpaceMouse 專業版、3DConnexion SpacePilot PRO、3DConnexion 探索者 SpaceExplorer serial、3DConnexion SpacePilot宇航者、3DConnexion 魔幻手 SpaceNavigator。

應用領域

本解決方案適用于船舶制造教學、研發設計及展覽展示等領域。