虚拟仿真船舶制造系统解决方案

从近十年中国船舶制造业占世界造船市场份额的变化可以看出，中国船舶制造业在全球市场上所占的比重正在明显上升，中国已经成为全球重要的造船中心之一。

人类造船已有悠久的历史。从史前刳木为舟起，在漫长的时期内人类制造的都是利用人力或风力推进的木船。1807年，美国的R.富尔顿建成世界上第一艘蒸汽机船，当时采用明轮推进。1879年，世界上第一艘钢船问世。从此船舶进入了以钢船为主、以机器为动力的时代。从20世纪50年代起，船舶推进装置由汽轮机和柴油机逐步取代蒸汽机，并开始应用核能作为推进动力。由于航运的发展和军事上的需要,船舶趋于大型化和专业化,造船技术随之迅速发展，造船业已成为世界上最主要的重工业部门之一。

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方案特色

虚拟现实技术的出现，为船舶建造业带来新的研发设计技术。利用电脑及3D技术，采用3D互动教学，将抽象的内容模拟出来，并通过人机交互技术与虚拟内容互动，例如，直接对船体进行装配操作，对船舶钢材进行切割、弯曲成型等，帮助更直观的了解船舶知识、设计的优缺点等。

搜维尔虚拟仿真船舶制造系统解决方案，主要用于教学、科研，一方面，让学生身临其境的参与到船舶建造技术的学习过程中，另一面，将系统工程成果转化为生产力，服务于船舶工业建设。

方案核心

系统主要由两大功能组成：立体演示功能及3D交互功能。在立体演示功能模块中，充分考虑了客户的多种需求，设置了船厂漫游、不同船型演示、工艺流程演示模块。船厂工艺流程演示是指按照船厂的工艺流程，在三维场景中将船厂中的各个工艺流程如何组装成完整的船舶的过程模拟出来，并以动画的形式演示出来。以模拟仿真的形式演示船舶从备料、钢材预处理、加工成型、部件焊接、分段装焊、总段装焊、船台/船坞搭载、船舶下水、码头舾装、系泊试验和航行试验、交船和验收等整个建造主要工艺流程。逼真、直观的展现船厂的整体布局和工艺流程。

船舶建造最重要的还在于其实际的操作能力，如何在教学及研发中就能实时操作呢？虚拟仿真船舶制造系统解决方案最大、最突出的亮点就是它拥有3D交互功能。戴上3D立体眼镜，手持三维立体鼠标，就像到了真实的船舶现场，车间、船台、码头就在眼前，感觉只要一伸手，就可以触摸到他们。轻轻按动手中的鼠标，就可对环境中的虚拟船体进行互动操作，完成船体钢料切割、钢材弯曲成形，还可以对船体进行部件装配操作，自由选择装配的船体部件、装配场地、装配用设备、装配方法及装配步骤等。

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系统集成

系统的两大功能模块均有不同的实现方式及不同的软硬件搭配方式，用户可根据实际需求自行选择。

一、立体显示

立体显示系统是虚拟现实的一个实现方式。3D立体展示系统主要有以下几种实现方式：多通道立体展示系统（主动立体投影显示、被动同步立体投影显示）立体显示器、头戴式立体显示器三种主要的实现方式，下面分别介绍。

1、多通道立体展示系统

多通道立体展示系统，或柱面（多墙面）立体投影系统是指是指采用多台投影机组合而成的多通道大屏幕展示系统，如需查看更多请点击

2、立体显示器

立体显示器包括裸眼立体显示器和偏振立体显示器，裸眼立体显示器是建立在人眼立体视觉机制上的新一代自由立体显示设备。它能够出色的利用多通道自动立体现实技术，不需要借助任何助视设备（如3D眼镜、数字头盔等）如需查看更多请点击

推荐品牌：Exceptional3D裸眼立体显示器、Miracube偏振立体显示器。

3、头戴式立体显示器

头戴式立体显示器是虚拟现实应用中的3DVR图形显示与观察设备，可单独与主机相连以接受来自主机的3DVR图形信号。使用方式为头戴式，辅以空间跟踪定位器可进行VR输出效果观察，同时观察者可做空间上的自由移动，如；自由行走、旋转等，沉浸感极强，在VR效果的观察设备中，头戴式立体显示器的沉浸感优于3D立体显示器的虚拟现实观察效果，逊于多通道立体展示系统的观察效果，在投影式虚拟现实系统中，头戴式立体显示器可以作为系统功能和设备的一种补充和辅助。

推荐产品：5DT HMD 800-40 3D 虚拟现实头戴式显示器、Oculus Rift DK2 数字头盔、点击查看更多头盔。

二、3D交互

在仿真实训系统中虚拟现实交互设备包括：位置追踪、力反馈、数据手套等设备，通过交互设备将人体动作信息发送至计算机，从而实现对虚拟环境中事物的交互操作。

1、力反馈设备

所谓力反馈（Force Feedback），本来是应用于军事上的一种虚拟现实技术，它利用机械表现出的反作用力，将游戏数据通过力反馈设备表现出来，可以让用户身临其境地体验游戏中的各种效果。 如需查看更多请点击

推荐品牌：HAPTION力反馈设备、Sensable力反馈设备。

2、位置追踪器

位置追踪器又称位置跟踪器，是指作用于空间跟踪与定位的装置，一般与其他VR设备结合使用，如：数据头盔、立体眼镜、数据手套等，使参与者在空间上能够自由移动、旋转，不局限于固定的空间位置。操作更加灵活、自如、随意。产品有六个自由度和三个自由度之分，当接收传感器在空间移动时，能够精确地计算出其位置和方位。如需查看更多请点击

推荐品牌：Polhemus 电磁式无线追踪系统、Xsens惯性位置追踪器、Ascension电磁式位置追踪器。

3、数据手套

数据手套是虚拟仿真中最常用的交互工具。数据手套设有弯曲传感器，弯曲传感器由柔性电路板、力敏元件、弹性封装材料组成，通过导线连接至信号处理电路；如需查看更多请点击

推荐品牌：Cyberglove数据手套、DGTech数据数据手套、5DT数据手套。

4、3D鼠标

3D鼠标具备多自由度的传感器，多个导航设置键等可实现对虚拟立体空间内的虚拟物体的操作。

推荐产品：3D Connexion SpaceMouse 专业版、3DConnexion SpacePilot PRO、3DConnexion 探索者 SpaceExplorer serial、3DConnexion SpacePilot宇航者、3DConnexion 魔幻手 SpaceNavigator。

应用领域

本解决方案适用于船舶制造教学、研发设计及展览展示等领域。