EON解决⽅案书
三通道solution
1.1概念 (1)
1.2虚拟现实与传统展⽰⽅式的⽐较 (2)
2.⽅案设计 (3)
⽅案总体架构图 (3)
⽴体显⽰原理 (5)
2.2.2 主动⽴体显⽰ (6)
2.2.3 被动⽴体显⽰ (6)
3．产品选型 (7)
3.2.1 HP XW9300规格参数 (9)
3.2.2 HP xw9300图形⼯作站规格 (10)
3.3投影幕 (11)
3.4虚拟现实软件 (11)
1. 虚拟现实技术
1.1 概念
RealityCenter（简称RC）是SGI提出的⼀种⼤视景、⾼沉浸感、⽤于体可视化及体决策的⾼端解决⽅案，其基本含义是以SGI Onyx4系列超级可视化计算机为基础，⽣成⾼质量、同步良好的多显⽰通道图像，通过投影机将其平滑地投射于⼤屏之上，为⽤户提供⼀个⾝临其境的⼤视场可视化环境，
以⽀持多种业务流程，从各类仿真、数据分析及数据可视化到产品装配及展⽰。这种实时的仿真中⼼在图形和视频应⽤的集成化以及强⼤的可视化系统中具有重要作⽤。
但⽬前随着PC机性能的提供，和运⾏在PC机上的虚拟现实软件的快速发展，我们使⽤⾼端PC图形⼯作站集，我们就能做到⾮常好的效果，这也是我们为中低端客户推荐的⽅案。 Reality Center解决⽅案根据⽤户的需要和显⽰环境可以分为三类：桌上型（desk）、墙幕型（wall）和房间型（cave），如下图所⽰。桌上型和房间型适⽤于⼈数较少的仿真环境，⽽基于显⽰墙（分为平⾯和弧型柱⾯两种）的Reality Center ⽅案是⽬前应⽤最为⼴泛的虚拟现实技术，适合较多⼈员同时使⽤(20-600⼈)。
桌边型墙幕型房间型
1.2 虚拟现实与传统展⽰⽅式的⽐较
1.3 虚拟现实系统的组成
Reality Center主要由主机系统（包括图形系统）、控制系统、投影系统、交互设备系统和应⽤软件系统等五部分组成：
主机系统：该主机系统利⽤相应的应⽤软件系统，完成科学计算、图像⽣成、建模和形成视景等功能，并实时处理⽤户与虚拟现实环境的交互。
投影系统：包括投影仪和屏幕等，其⽬的是将主机系统⽣成的视景投影到屏幕上，产⽣⼀个具有沉浸感的虚拟现实环境。
控制系统：包括Extron矩阵切换系统、CRESTRON控制系统等。Extron系统负责信号输⼊输出的切换；CRESTRON系统负责控制投影机和视频系统等的正常⼯作；
交互设备系统：包括观看⽴体图像所必需的红外发射器和⽴体眼镜、操纵杆、获得最佳虚拟现实三维动画效果图
●⽤户可以随时以任
意视⾓观看，在场景中
任意漫游
flanker●主动式、交互式参
与，⽤户可控制中场景
中物体的运动
●⽀持⽅案实时调
整、⽐较、信息查询等
功能
●观众游览路径预
先设定，⽆法改变
●⽤户仅仅是被动
的观众，⽆法参与其
中。
●只适合简单演⽰。
如果需要场景变化，
则需要重新渲染⽣
成。
●静态展⽰，效果
差，⽼套让子弹飞 政治隐喻
3D沉浸感的机械⼿套、数字⼿套及数字头盔等，3D⿏标。
应⽤软件系统：包括数字样机/虚拟装配中应⽤得软件开发平台，如EON、Vega，Division 等。
完善的Reality Center解决⽅案包括下列各种先进技术：
●⾼性能图形驱动及显⽰能⼒
歼-12●⾼亮度的投影仪及显⽰屏幕（平⾯、球⾯或柱⾯）
●边缘融合及⾊彩校正电⼦技术
●集中式的数据、⾳频及光照控制系统（包括触感式⾯板的屏幕）
●应⽤软件、⼯具包及实⽤程序
●⽴体观察装置（发送装置及有源和⽆源⽴体观察眼镜）
op07●输⼊控制装置（如操纵杆及跟踪球）
●先进的输出装置（如头戴式受话器，以及触觉装置）
●⾼保真度、多通道的⾳频/视频回放系统
2.⽅案设计
此⽅案需要搭建⼀套三通道被动⽴体演⽰系统，详细配置如下：
●三通道虚拟现实投影系统，每个通道由⼀台图形⼯作站和两台投影机组成。
●三台图形⼯作站（能同时输出左、右眼信号），主要负责投影系统的图形渲染与虚拟现
实软件的运⾏任务。
●三通道共六台投影机，完成被动⽴体投影任务。
●投影⽅式为正投被动⽴体投影⽅式，采⽤投影硬幕。
●虚拟现实系统的应⽤软件采⽤虚拟现实软件EON。
⽅案总体架构图
根据客户需求，需构建⼀套⼤柱型环幕投影系统，这套系统集展⽰、开发、应⽤于⼀体，是基于⾼端PC的VR平台。将此⽅案定位于三通幕被动⽴体投影，需要三台图形⼯作站（能够同时输出左、右眼信号）、六台投影仪、投影硬幕、虚拟现实软件。
此系统的总体结构图为：
总结构图
视图1
视图2 视图3
⽴体显⽰原理
⽴体成像的原理：由于⼈眼有4 - 6cm的距离，所以实际上我们看物体时两只眼睛中的图像是有差别的。两幅不同的图像输送到⼤脑后，我们看到的是有景深的图像。这就是计算机和投影系统的⽴体成像原理。依据这个原理，结合不同的技术⽔平有不同的⽴体技术⼿段。
⽴体成像的原理：左右眼观察到的图像有视差
只要符合常规的观察⾓度，即产⽣合适的图象偏移，形成⽴体图象并不困难。从计算机和投影系统⾓
度看，根本问题是图象的显⽰刷新率问题，即⽴体带宽指标问题。如果⽴体带宽⾜够，任何计算机、显⽰器和投影机显⽰⽴体图象都没有问题。
2.2.2 主动⽴体显⽰
主动⽴体的⼯作原理：图形⼯作站产⽣⼀个交替的渲染左右眼的图像的信号源来驱动投影机、，例如第⼀帧为左眼的图像，那么下⼀帧就为右眼的图像，再下⼀帧再渲染左眼的图像，依次交替渲染。然后观测者将使⽤⼀幅快门眼镜。快门眼镜通过有线或⽆线的⽅式与显卡和显⽰器同步，当显⽰器上显⽰左眼图像时，眼镜打开左镜⽚的快门同时闭右镜⽚的快门，当显⽰器上显⽰右眼图像时，眼镜打开右镜⽚的快门同时关闭左镜⽚的快门。看不见的某只眼的图像将由⼤脑根据视觉暂存效应保留为刚才画⾯的影响，只要在此范围內的任何⼈戴上我们的⽴体眼镜都能观看到⽴体影像。象Elsa 3D Revelator 或X3D Technologies X3D-Glasses 都是这种类型的快门眼镜。这种⽅法将降低图像的⼀半的亮度，并且要求显⽰器和眼镜快门的刷新速度都达到⼀定的频率，否则也会造成观看者的不适。
2.2.3 被动⽴体显⽰
被动⽴体的⼯作原理：是由独⽴的左、右眼⽴体信号来驱动两台投影机。两台投影机前分别安装了偏振光⽚。左右眼的信号分别由不同⽅向的偏振光传送，在观测者⼀⽅带着偏振光眼镜，可以区分左、右眼信号，这样可得到不同的左、右眼信息从⽽在⼈脑中还原出⽴体图像。
根据轮机模拟器的⼯作站和⽹络建设第⼆部分技术规格书的需求，我们选择性价⽐较⾼的被动⽴体投影⽅式，因为主动⽴体相对被动⽴体来说：价格较⾼、⽽且⽴体眼镜⽐较沉重、太久了易让⼈产⽣不适。
3．产品选型
3.1 投影机
根据客户对投影机的需求，我们推荐使⽤⾼亮度的三洋 PLC-XP5600C。
类型商⽤数据型
显⽰技术LCD
投影⽅式正投
投影距离(⽶) 1.4--14.6
液晶板尺⼨ 1.3英⼨TFT快速矩阵变换电路
3.2图形⼯作站
HP 与硬件和软件合作伙伴密切合作⽽精⼼设计的HP xw9300 ⼯作站为计算密集型环境提供最完美的64 位个⼈⼯作站性能和可视性。HP xw9300 ⾸次⽀持双PCI Express x16 显卡和双AMD Opteron 处理器，可满⾜计算客户对计算和可视功能及I/O性能的需求，同时有助于降低总体拥有成本。作为完整的⾼可靠、⾼质量、易管理的⼯作站产品家族的⼀个成员，HP xw9300是有着极其复杂的分析和/或⾼级可视性要求的科学家、⼯程师、设计师和数字艺术家理想的选择。
3.2.1 HP XW9300规格参数
●实现具有全⾯的软件兼容性的⾼性能、⾼功效架构：
HP xw9300⼯作站采⽤AMD的Opteron? 200系列处理器，在⾼功效的64位计算环境中提供⾼性能的双处理器功能，同时软件全⾯兼容英特尔平台。
●直连架构提供卓越的计算性能：HP xw9300通过AMD Opteron直连架构将内存和I/O直接连接到CPU上，使性能得到了优化。这有助于平衡吞吐，并使I/O便于扩展。CPU 互连增强了线性对称多处理能⼒。
●提供⽆与伦⽐的⼯作站图形功能：HP xw9300配有2个PCI Express (PCIe) x16端⼝，⽀持两个⾼端显卡并⽀持SLI。
南楚HP xw9300 ⽀持多达4个全效3D显⽰器，为并⾏渲染或合成等要求苛刻的⾼性能图形解决⽅案提供经济有效、可扩展的可视功能。此外，⽀持PCI-Express 的HP xw9300 ⼯作站未来还可升级采⽤最新的显卡和I/O组件。
●率先采⽤最新技术：HP xw9300 是迄今第⼀款采⽤⽀持双PCI-Express (PCIe) x16 显卡和4条串⾏ATA II (SATA II) 磁盘接⼝通道的NVIDIA nForce 专业芯⽚组的⼯作站，
可从Opteron 技术获得最⾼性能，并且具有极好的可扩展性。
●处理⾮常庞⼤⽽复杂的数据集：HP xw9300 ⼯作站⽀持多达5个内置硬盘驱动器，3个光驱，2个PCI Express x16，3个PCI-X (1x 133 MHz 和2x 100 MHz) 和1个PCI 插槽，提供领先的⼯作站扩展性能。
●您投资的不仅仅是⼀台机器：HP提供更容易拥有、价格更低的⼯作站。HP xw9300 ⼯作站采⽤可扩
展、可机架安装、并且容易维护的⾦属机箱，⽆需⼯具即可拆卸，提供最⾼的性能和可靠性。最新的静⾳风扇电路⼤⼤降低了⼯作环境的噪⾳。HP 与独⽴软件和硬件商的紧密合作确保为您的关键任务应⽤提供兼容性、可靠性和优化性能。HP独有的实⽤程序，HP性能调优框架，通过web 查询HP显卡认证数据库，为⽤户显卡和安装的应⽤程序推荐最合适的驱动程序。
3.2.2 HP xw9300图形⼯作站规格
3.3 投影幕
本⽅案中需采⽤⼀块环幕⽽且⽀持被动⽴体投影的投影幕。由于视景的拼接融合所产成的图像都最终要通过屏幕表现出来。因
此幕的质量直接影响到投影的效果。所以我们采⽤了⾼质量的投影硬幕。
3.4 虚拟现实软件
EON简介
EON是快速开发虚拟装配、视景仿真应⽤的编辑⼯具。使⽤EON Studio，即使没有经验的⽤户也可以快速简捷地建⽴复杂⽽且⾼质量的交互应⽤，不需要任何编程经验。
主要优势
●易操作和集成图形化的编辑⼯具可使⾮程序员加⼊复杂的交互效果，容易与标准软件集成；
●⽂件导⼊简便可导⼊⼤多数通⽤的CAD和3D格式，可以很容易地利⽤和处理来⾃各种3D建模⼯具的物体和纹理；
●预编程的交互节点功能可以减少新应⽤的开发时间；
●图形化的⽹页发布器简化了在EON应⽤中嵌⼊与⽹页通讯功能的过程；
●精简的⽂件格式采⽤了有效的专⽤的压缩算法和分割技术；
●⾼质量的渲染EON提供超⾼的视觉质量；
●培训功能带有创建培训应⽤的节点，可⽤于教学，练习和评估。
EON⼯作流程
1．导⼊–导⼊不同的3D物体，通常来⾃三维动画软件或CAD软件，如3D Studio Max、DXF、LightWare、Lightscape、ArchiCAD、ProE、CATIA等。
2．添加⾏为–模型导⼊后，⾏为便可通过EON Studio的直观图形⽤户界⾯进⾏添加，将⾏为和模型连接起来从⽽实现交互⾏为。
3．发布–利⽤EON Studio的Web Publisher，应⽤可以⽴即发布到互联⽹上；也可以独⽴地运⾏。
主要特点
●输⼊格式包括：3D Studio、ArchiCAD、VRML2 （包括关键帧）、DXF和LightWare 等16种格式。在导⼊过程中所有纹理⾃动转换为相应的格式（.jpg, .png或 .ppm）。
●拥有100多个节点，这些节点的功能包括运动模型、传感器、操作、演⽰室和特殊效果等。
●使⽤Java-script或VB-script的脚本节点，可为EON添加⽆限的功能。
●实时渲染，在包括抗锯齿、透明、环境贴图、反射、阴影等算法时，仍能做到实时渲染。
●拥有碰撞检测和刚体运动模块。
EON模块介绍
EON Professional
EON Professional提供了⼀套全新的性能⾮常优异的模块，实现了⼯业级别的虚拟现实。它的视觉效果模块可提供实时的最⾼级的真实度；其CAD模块，⽀持多种CAD和2D/3D 模型⽂件格式；其物理模块可允许⽤户实时真实地模拟复杂的机械系统；⼈物模块可将⾼度真实的活动的⼈物集成到EON应⽤中。
视觉效果模块
对于诸如设计预览、销售等这样对可视化要求较⾼的应⽤，这个软件包可利⽤基于CG 脚本语⾔的实时可视化效果来实现更⾼级的真实度。
CG可在PC上⽣成实时具有照⽚真实度的效果，能够实现阴影交互计算。利⽤具有易操作界⾯的EON实时渲染和可视化效果库，程序员可以直接对图形硬件进⾏操作，⼤⼤加速了逼真效果的开发。
这个库⽬前包括：phong-shading、bumpmapping、darkmapping、⽴⽅环境贴图、基于HDR图像的
光照、⽪⾰、树⽊、玻璃、⽔、织物和⾮照⽚真实度的hatch-shading。程序员还可以利⽤嵌⼊在EON Professional⽤户界⾯的CG脚本语⾔扩充这个库。陈颖异
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