多投影面沉浸式虛擬環(huán)境及其應(yīng)用

    下面我們將介紹幾種典型的多投影面沉浸式系統(tǒng):

    2.1 大連海事大學(xué)的大型船舶操縱模擬系統(tǒng)[19][20]

    大連海事大學(xué)航海技術(shù)研究研究所的大型船舶操縱模擬系統(tǒng)有教練員站、主本船及若干個(gè)副本船構(gòu)成，采用分布式交互仿真的設(shè)計(jì)思想，通過(guò)高速以太網(wǎng)，將系統(tǒng)的各個(gè)計(jì)算機(jī)相互連接，本船之間通過(guò)三維視景和雷達(dá)圖像互見(jiàn)。主本船視景系統(tǒng)采用環(huán)形大屏幕投影，能提供7 個(gè)通道2700大視場(chǎng)角視景。副本船視景系統(tǒng)能提供3 個(gè)通道1200 水平視場(chǎng)角視景。視景系統(tǒng)中的每個(gè)通道的視景由一臺(tái)高性能的PC 生成，中間通道向視景的各邊通道計(jì)算機(jī)發(fā)送幀同步信息，包括本船的縱搖、橫搖角度、本船的航向和位置及太陽(yáng)的高度和方位等。該系統(tǒng)能提供駕駛臺(tái)資源管理和團(tuán)隊(duì)工作、不同海況、天氣能見(jiàn)度條件下的船舶操縱、雷達(dá)標(biāo)繪/ARPA 訓(xùn)練、碼頭、航道設(shè)計(jì)模擬、事故調(diào)查、通航安全模擬。

    2.2 浙江大學(xué)CAD&CG國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的PCCAVE系統(tǒng)[11]

    浙江大學(xué)CAD&CG 國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的PCCAVE 系統(tǒng)的研究動(dòng)機(jī)是以高性能聯(lián)網(wǎng)PC 替代傳統(tǒng)CAVE 系統(tǒng)中昂貴的圖形工作站,使得系統(tǒng)的造價(jià)能夠大幅度的降低.在我們的設(shè)計(jì)方案中,以4 架高性能連網(wǎng)PC 作為一個(gè)并行計(jì)算系統(tǒng),替代傳統(tǒng)CAVE 配置中昂貴的SGI Onyx2 圖形工作站.在圖形顯示方面采用高質(zhì)量的主動(dòng)式立體顯示模式,每架PC 分別負(fù)責(zé)CAVE 系統(tǒng)中一個(gè)投影面的立體影像繪制工作.如下圖所示整個(gè)系統(tǒng)是建立在100Mbps 以太網(wǎng)上,各PC 節(jié)點(diǎn)間由通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換,圖形系統(tǒng)負(fù)責(zé)投影面立體影像的生成; SwapLock( 幀緩存同步) 與GenLock(垂直刷新同步)部分協(xié)調(diào)各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)作,保證系統(tǒng)的整體同步性.其中一臺(tái)PC 作為主節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)系統(tǒng)的激活以及用戶交互數(shù)據(jù)的處理工作. 在硬件方面,采用雙INTELXeon 1.7G、1G PC800 RDRAM 以及3DLab Wildcat 5110 顯卡作為高性能PC 的配置,具有強(qiáng)大的運(yùn)算及圖形處理能力,Wildcat 顯卡支持以4 幀緩存區(qū)產(chǎn)生真實(shí)立體影像及硬件GenLock 同步(垂直刷新同步).網(wǎng)絡(luò)連接建立在100Mbps 高性能以太網(wǎng)絡(luò)及交換機(jī)的基礎(chǔ)上.