CAVE沉浸式投影

        CAVE沉浸式投影系統(tǒng)是一種基于投影的沉浸式虛擬現(xiàn)實大型顯示系統(tǒng)，是以計算機圖形學(xué)為基礎(chǔ)，把高分辨率的立體投影顯示技術(shù)、多通道視景同步技術(shù)、三維計算機圖形技術(shù)、音響技術(shù)、傳感器技術(shù)等完美地融合在一起，從而產(chǎn)生一個被三維立體投影畫面包圍的供多人使用的完全沉浸式的虛擬環(huán)境，其特點是分辨率高，沉浸感強，交互性好。

         沉浸式CAVE虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是一種基于完全沉浸式的虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)、人機跟蹤交互系統(tǒng)是一種基于多通道視景同步技術(shù)、三維空間整形校正算法、立體顯示技術(shù)的洞穴式（CAVE）可視協(xié)同環(huán)境，系統(tǒng)提供一個房間大小的四面（或六面）立方體投影顯示空間，供多人參與交互，所有參與者均完全沉浸在一個被三維立體場景包圍的虛擬仿真環(huán)境中，借助相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備（如數(shù)據(jù)手套、力反饋裝置、位置跟蹤器等），參與者可獲得完全身臨其境的沉浸式三維交互式體驗。

         CAVE沉浸式投影一種全新的視覺可視化并實時生成立體影像需要在大型UNIX圖形工作站的支持下才能完成，高性能PC在計算能力和圖形處理能力已經(jīng)能夠逐漸接近甚至超越專業(yè)UNIX圖形工作站.以多臺具有較高性能價格比的高性能PC作為圖形處理核心代替CAVE系統(tǒng)中的大型專業(yè)UNIX圖形工作站無疑是一個非常好的構(gòu)思，基于高性能PC架構(gòu)的CAVE系統(tǒng)正是在此背景下開發(fā)的. 基于高性能PC架構(gòu)的CAVE系統(tǒng)既能保持高性能的圖形處理能力,又能夠大幅度降低成本, 無疑為CAVE系統(tǒng)的更廣泛應(yīng)用掃清了障礙。
 
        CAVE沉浸式投影通常以4臺或6臺高性能連網(wǎng)PC作為一個并行計算集群系統(tǒng)來替代傳統(tǒng)CAVE配置中昂貴的UNIX圖形工作站，采用高性能的主動或被動式立體顯示技術(shù)，每臺PC工作站分別負責CAVE系統(tǒng)中一個投影面的立體影像繪制工作. 并通過網(wǎng)絡(luò)同步控制技術(shù)和變形矯正算法，使每臺工作站繪制的場景分別同步無失真地顯示輸出，并投射在相應(yīng)的立方體投影面上。從而產(chǎn)生一個完全沉浸式的體驗空間。
 
        高性能圖形工作站計算機系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計算速度和圖形處理能力。系列圖形工作站是虛擬現(xiàn)實和系統(tǒng)仿真的好的計算機平臺，它采用S2MP體系結(jié)構(gòu)，不僅具有可擴性好、編程容易和計算能力強等優(yōu)點，而且它的圖形處理速度極快，具有多管道、多通道圖形輸出能力。SGI ONYX2的每個圖形管道可以驅(qū)動多達八個圖形通道，每個圖形通道輸出一個畫面到CAVE的一個投影面。多臺高清激光投影機分別接收來自O(shè)NYX2的圖形信號，然后把信號直接投影到CAVE的四個投影屏幕上。故CAVE是一個 的立方體結(jié)構(gòu)。若CAVE系統(tǒng)所在機房的空間不夠，可使用反射鏡。反射鏡應(yīng)具有很好的光學(xué)反射率和平面度，投影機不僅要求可靠性好，而且要求具有投影距離長、圖形分辨率高、亮度高、水平和垂直方向具有一定的光學(xué)可調(diào)整性等性能，整個CAVE中的圖象應(yīng)具有較高的完整性和清晰度。
  
        投影機到投影幕的光程控制需要在3.7~5.8m之間的范圍內(nèi)，投影機放于每個投影幕的后面，投影機和投影幕之間的相對位置可由理論計算再輔以現(xiàn)場調(diào)試來完成。投影機的位置必須非常精確。若地面投影面采用正投，由于地面上的屏幕為反射型，與其余三個透過型屏幕的物理性能不一樣，為了達到色調(diào)均勻一致，同時又要使地面上的屏幕能承受人體的重量，故需對地面上的這一面屏幕做特殊處理。為了保護地面屏幕，必須脫掉鞋子并穿上干凈的襪子。屏幕的框架宜采用木質(zhì)材料或鋁質(zhì)材料以防止磁性干擾傳感器。
 
 
        CAVE是一種基于投影的沉浸式虛擬現(xiàn)實設(shè)備，它的沉浸感強，交互性好。如果你的空間縱深夠大，縱深感就越強，一個空間的布局，需要一支強大的影片制作團隊，構(gòu)思和制作出一個好影片小型CAVE的畫面完整度、層次感、沉浸式交互體驗、全方位感受畫面和其身臨其境的效果已經(jīng)極好，大型CAVE是在足以完美的小型CAVE上帶來更強的視覺沖擊感，更震撼的沉浸式體驗，更立體的畫面。

        沉浸就是讓人專注在當前的目標情境下感到愉悅和滿足，而忘記真實世界的情境。由于CAVE顯示環(huán)境能覆蓋的參與者全部視野,所以能提供給使用者一種前所未有的沉浸感。沉浸感是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)在要求，沉浸式顯示也是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的高級形態(tài)。CAVE正是基于這一需求的高級別、沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)整體解決方案，旨在為專業(yè)用戶提供面向教學(xué)與科研的虛擬現(xiàn)實實驗室科技創(chuàng)新平臺，為行業(yè)用戶的可視化分析、驗證、決策提供直觀的沉浸式體驗環(huán)境。

       CAVE系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。
       硬件包括立體投影系統(tǒng)、圖形渲染系統(tǒng)與中控系統(tǒng)，涵蓋投影機、分割器、融合機、圖形集群系統(tǒng)等。支持語音、文字、圖片和視頻圖像等多媒體展現(xiàn)形式。 
       軟件系統(tǒng)通過虛擬仿真，對原有系統(tǒng)進行圖像分割、透視投影矩陣計算、四通道圖像生成及無縫拼接，達到視點變換的效果，配合硬件設(shè)備進行多通道輸出，并完成同步計算，創(chuàng)建CAVE形式虛擬現(xiàn)實環(huán)境，營造出逼真的沉浸感和裸眼立體觀賞體驗。

CAVE沉浸式投影相比普通的大屏幕投影主要有這些優(yōu)勢：
1、視覺沖擊強：CAVE投影使用多臺投影機投射畫面，結(jié)合高質(zhì)量影片，營造場景環(huán)境，通過視覺藝術(shù)直擊體驗者的視覺感官；
2、分辨率高：普通投影是將畫面通過一臺投影機投影到一塊固定的位置，而CAVE投影特點是每臺投影機投射畫面都是一個部分，場景由幾個畫面拼接而成，并不是將圖片進行拉伸，所以畫質(zhì)還是很清晰。
3、畫面層次感強：由于采用了邊緣融合技術(shù)，畫面的分辨率，亮度得到增加，同時配合高質(zhì)量的投影屏幕，就可以使得整個顯示系統(tǒng)的畫面層次感和表現(xiàn)力明顯增強。
4、沉浸式交互性體驗好：Cave沉浸式系統(tǒng)技術(shù)已十分成熟，可適應(yīng)不同的展示環(huán)境，制造出好的現(xiàn)場氛圍，給體驗者帶來100%的沉浸式體驗，是展示場所好的吸睛神器。
CAVE系統(tǒng)是目前先進虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，能為用戶提供一個具有身臨其境感的完全沉浸的、1:1的仿真驗證分析的沉浸式體驗環(huán)境，對于驗證、分析、仿真數(shù)據(jù)的可視化等具有重要的輔助決策功能。

方案特點:
1、畫面完整
沉浸式投影使用多臺投影機投射畫面，并且通過投影融合軟件使得投影畫面更加完整，尺寸更大，帶來更強的視覺沖擊感。
2、分辨率高
多臺投影機投射的特點就是每臺投影機投射畫面都是一個部分，分辨率并沒有因為畫面的變大而變小，所以畫質(zhì)還是很清晰。
3、畫面層次感強
采用了邊緣融合技術(shù)后畫面的亮度以及分辨率都提高了，因此整個畫面的層次感都變強了。
4、沉浸式交互體驗
全方位的感受畫面和音效讓觀眾體驗身其境的觀影感。
5、核心虛擬現(xiàn)實引擎 兼容多種三維應(yīng)用程序
系統(tǒng)內(nèi)置核心虛擬現(xiàn)實軟件引擎，能無縫支持多種三維應(yīng)用程序，快速獲取設(shè)計成果進行展示與交互。
6、多通道技術(shù) 沉浸感
虛擬現(xiàn)實呈現(xiàn)技術(shù)，實現(xiàn)畫面的無縫拼接和融合，呈現(xiàn)身臨其境的3D沉浸感。

應(yīng)用領(lǐng)域
◎廣泛應(yīng)用與對空間感和視覺效果要求較高的領(lǐng)域應(yīng)用于科技館、博物館、多媒體展廳、房地產(chǎn)展廳、多功能會議室、指揮中心、建筑展示、室內(nèi)裝修、設(shè)備結(jié)構(gòu)研究、模擬訓(xùn)練、科研、餐廳、KTV等等對城市規(guī)劃的展示
BIM環(huán)境行為研究虛擬仿真實驗室解決方案：建筑感性設(shè)計、環(huán)境行為、室內(nèi)設(shè)計、人居環(huán)境研究等；
◎ 交互設(shè)計虛擬仿真實驗室解決方案：虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計、虛擬裝配、虛擬評審、虛擬訓(xùn)練、設(shè)備狀態(tài)可視化等；
◎軍工國防武器裝備人機環(huán)境虛擬仿真實驗室解決方案：武器裝備人機環(huán)境系統(tǒng)工程研究以及軍事心理學(xué)應(yīng)用，軍事訓(xùn)練、軍事教育、作戰(zhàn)指揮、武器研制與開發(fā)等；
◎用戶體驗與可用性研究虛擬仿真實驗室方案：游戲體驗、體驗類運動項目、影視類娛樂、多人參與的娛樂項目；
◎虛擬購物消費行為研究實驗室方案；
◎安全人機與不安全行為虛擬仿真實驗室方案；
◎駕駛行為虛擬仿真實驗室方案；
◎人因工程與作業(yè)研究虛擬仿真實驗室方案；
可以說，CAVE系統(tǒng)可以應(yīng)用于任何具有沉浸式需求的專業(yè)領(lǐng)域，它是一種全新的、高級的、完全沉浸式體驗效果。
   

應(yīng)用案例腳本創(chuàng)意：
展項名稱：270°沉浸式未來體驗空間
展示內(nèi)容：參觀者置身空間觀看影片，全方位感受亞龍星城三期—— 春天里的品質(zhì)生活。
展示形式：三維影片播放+全景戶型展示
影片時長：240秒
影片名稱：《下一站·春天里》
互動形式：手動模式和自動模式；手動模式點擊播放視頻，播放完成   回到待
機畫面；自動模式觀眾可隨意站位觸發(fā)播放對應(yīng)戶型展示視頻。

◎歷盛科技摩托車虛擬駕駛漫游互動系統(tǒng)
◎歷盛科技智能中控解決方案
◎歷盛科技中控汽車虛擬駕駛真車改裝解決方案
◎歷盛科技中控觸摸感應(yīng)傳感器解決方案
◎地面鋼琴互動解決方案
◎歷盛科技電子H8型 15A電流控制 展廳專用控制器
◎來人感應(yīng)自動播放系統(tǒng)解決方案
◎歷盛科技基于KINECT（體感）的互動開發(fā)
◎歷盛科技基于雷達眼交互的互動開發(fā)
◎歷盛科技中控滑軌電視控制系統(tǒng)解決方案
◎ 歷盛科技HGSZ-T24-220V0.5A型調(diào)光控制器
◎歷盛科技中控多媒體沙盤智能控制系統(tǒng)
◎歷盛科技大功率無線串口通信解決方案
◎歷盛科技汽車虛擬駕駛互動漫游軟件設(shè)計方案
◎展廳專用電腦燈控制系統(tǒng)解決方案
◎激光筆沙盤控制類解決方案
◎多米諾浮球矩陣步進電機控制吊球設(shè)計方案
◎機械模型120路10A128級灰度定制開發(fā)燈光控制器
◎自動語音解說方案MP3語音小主機解決方案
◎高端售樓處激光筆沙盤燈光控制解決方案
◎語音識別展項定制開發(fā)
◎旋鈕互動（帶激光和點擊）解決方案
◎語音識別展項定制開發(fā)解決方案
◎規(guī)劃館多媒體解決方案              ◎博物館多媒體解決方案
◎紀念館多媒體解決方案              ◎政府展廳多媒體解決方案
◎企業(yè)展廳多媒體解決方案          ◎廉政展廳多媒體解決方案
◎數(shù)字展廳多媒體解決方案          ◎售樓處多媒體解決方案
◎房地產(chǎn)多媒體解決方案              ◎法制教育展館解決方案
◎反恐防爆教育展館解決方案      ◎公共安全教育基地解決方案
◎民防展館多媒體解決方案          ◎人防展館多媒體解決方案
◎軍史館多媒體解決方案              ◎校史館多媒體解決方案
◎隊史館多媒體解決方案              ◎警史館多媒體解決方案
◎院史館多媒體解決方案              ◎村史館多媒體解決方案
◎大數(shù)據(jù)展館多媒體解決方案      ◎互聯(lián)網(wǎng)展廳多媒體解決方案
◎宣教基地多媒體解決方案          ◎反邪教展廳多媒體解決方案
◎禁毒展廳多媒體解決方案          ◎生態(tài)展廳多媒體解決方案
◎汽車展廳多媒體解決方案          ◎車展多媒體解決方案
◎美術(shù)館多媒體解決方案              ◎文化館多媒體解決方案
◎檔案館多媒體解決方案              ◎文史館多媒體解決方案
◎黨建文化展廳解決方案              ◎黨使館多媒體解決方案
◎電網(wǎng)電力展館解決方案              ◎青少年法制教育基地
◎數(shù)字文化體驗館解決方案          ◎群藝館多媒體解決方案
◎群眾藝術(shù)文化館解決方案          ◎科普館多媒體解決方案
◎科普教育基地解決方案              ◎文博會多媒體解決方案
◎科博會多媒體解決方案              ◎智博會多媒體解決方案
◎世博會多媒體解決方案              ◎園藝館多媒體解決方案
◎園博會多媒體解決方案              ◎非物質(zhì)文化展廳解決方案
◎非物質(zhì)文化遺產(chǎn)展廳方案          ◎人民防空宣教館解決方案
◎財神閣展廳多媒體解決方案      ◎邊檢站史館多媒體解決方案
◎電子簽到 電子留言 電子簽名 簽到留言 互動留言 互動簽名 留言屏 簽到屏開幕式啟動系統(tǒng)  活動簽到 婚禮簽到 電子簽名拍照 互動簽名 簽到機
◎自助拍照 自動拍照 電子拍照系統(tǒng) 虛擬拍照 電子簽名拍照 拍照機 電子拍照 拍照系統(tǒng) 數(shù)碼拍照 
◎互動視頻留言 電子留言拍照 電子拍照 虛擬拍照 互動留言 拍照留言 視頻留言互動視頻系統(tǒng)  影像互動系統(tǒng)
◎多點觸控  多點觸屏 多點觸摸 多媒體觸控查詢 多點互動 多人互動屏幕 多點查詢系統(tǒng) 多人交互系統(tǒng) 多點查詢臺
◎觸摸查詢 觸摸屏一體機 立式觸摸屏 電阻觸摸屏 電容觸摸屏 紅外觸摸屏 小尺寸觸摸屏 大尺寸觸摸屏 電阻屏 紅外屏 聲波屏 一體機 觸摸顯示器
◎紅外框 兩點觸摸 多點觸摸 觸摸查詢臺 32寸觸摸屏 42寸觸摸屏 55寸觸摸屏 60寸觸摸屏 多點觸摸互動
◎邊緣融合 無縫融合 無縫拼接 投影融合 多通道系統(tǒng) 曲面融合 弧幕系統(tǒng)  雙投影融合 田字融合 三通道融合 多通道融合 立體融合系統(tǒng) 背投融合系統(tǒng)
◎液晶拼接DID拼接 拼接墻 拼接屏幕 液晶屏幕 拼接屏 2x2拼接屏幕  46寸超窄邊拼接 55寸拼接屏
◎球面融合 球幕系統(tǒng) 外投球 內(nèi)投球 球幕影院 球幕融合 曲面融合 球幕系統(tǒng) 弧幕整球融合 半球融合 投影球幕
◎DLP背投大屏 背投拼接屏 背投箱體 背投單元 背投觸摸屏 背投單體DLP背投拼接 背投大屏幕
◎LED室內(nèi)全彩 LED室外全彩 LED單色 雙色LED LED大屏 LED屏幕 LED屏 LED大屏幕
◎多媒體顯示屏、投影融合、液晶拼接、球形屏幕、LED大屏、DLP背投大屏裸眼3D顯示屏
◎全息幻影成像、360度金字塔、全息互動成像、幻影成像、 270°立體成像虛擬講解、全息納米觸摸 
◎互動投影、桌面互動 地面投影 墻面互動、互動魔鏡、互動吧臺、互動櫥窗 多點觸摸桌面、隔空遙指
◎互動翻書、投影翻書、液晶翻書 二維碼翻書 AR立體書 百米長卷
◎電子簽名、電子簽到、自助拍照、互動視頻留言 、大屏聯(lián)動異步簽名
◎特效影院、弧幕影院、環(huán)幕影院、3D影院、4D/5D影院、折幕影院、穹幕影院
◎特效屏幕、透明屏幕 霧幕、水幕、紗幕、調(diào)光玻璃幕、戶外立體透明
◎電子沙盤、數(shù)字投影沙盤、多媒體沙盤、規(guī)劃沙盤、虛擬數(shù)字沙盤  軍事指揮沙盤、四維虛擬幻象沙盤、互動電子地圖
◎增強現(xiàn)實、AR增強現(xiàn)實、 虛擬試衣、移動終端手機AR、卡片識別
◎特色展項、虛擬對話、體感互動、多媒體故事墻、互動搶答、多屏聯(lián)動 多通道視頻會議系統(tǒng)、
◎定制開發(fā)、激光互動、旋轉(zhuǎn)電視、馬達矩陣、滑軌電視 LED地面燈光互動
◎觸摸互動、觸摸查詢一體機、大尺寸觸摸屏、多點觸控
◎展廳中控、IPAD智能中控、WIFI智能中控、音視頻中控、展館燈光控制、智能家居
◎多媒體內(nèi)容、3D立體影片制作、三維動畫制作、觸摸查詢系統(tǒng)、互動軟件開發(fā)
◎虛擬仿真、虛擬球類游戲、虛擬打擊樂器 拳擊、模擬射擊 劃船虛擬駕駛 單車 飛行 漂流、虛擬高爾夫
◎歷盛旋鈕互動（帶激光和點擊）解決方案
◎歷盛語音識別展項定制開發(fā)解決方案