仿真實訓(xùn)系統(tǒng)一般都具有很強的工業(yè)背景，其工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)、自控方案都來源于實際，可以進行生產(chǎn)過程演示、產(chǎn)品運行演示、產(chǎn)品拆裝、維修、故障排除、操作訓(xùn)練等等教學(xué)任務(wù)。通過仿真實訓(xùn)系統(tǒng)能讓學(xué)員更深入地了解設(shè)備生產(chǎn)的工藝流程、操作維護流程，起到理解理論與生產(chǎn)實際相結(jié)合的作用，在減少對實際生產(chǎn)干擾的情況下，提高操作水平，為企業(yè)培養(yǎng)高水平的人才；其次，讓學(xué)員熟練掌握一些常見事故的處理方法，減少突發(fā)性事故和誤操作；最后，可以方便地讓學(xué)員掌握不同崗位的生產(chǎn)運行操作技能，達到一人適合多個崗位的生產(chǎn)操作要求，提升學(xué)員的全面生產(chǎn)操作技能。

 

此外，從裝配工藝出發(fā)，基于計算機仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立高逼真度的裝配工藝仿真環(huán)境，按照部件實際的裝配工藝創(chuàng)建任務(wù)，讓學(xué)員通過交互系統(tǒng)自主、靈活、反復(fù)的進行拆裝演練。

 

另外，利用仿真技術(shù)與三維數(shù)字模型，采用虛擬平臺專家指導(dǎo)系統(tǒng)，對設(shè)備的機械故障、電氣故障進行數(shù)字仿真，教師機可設(shè)置常用部件的故障，學(xué)員根據(jù)規(guī)定的操作方法和步驟排除故障，考察學(xué)員對機械、電氣原理的掌握和故障處理技能。

 

 

 

整套仿真實訓(xùn)系統(tǒng)可以分為三部分，即軟件系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)、立體顯示系統(tǒng)，三部分相輔相成缺一不可，下面分別介紹。

 

 

仿真實訓(xùn)系統(tǒng)以3DVIA Studio /Virtools作為虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)開發(fā)平臺，根據(jù)實際需求專門開發(fā)的滿足各種實訓(xùn)內(nèi)容的軟件平臺，同時，所開發(fā)的軟件系統(tǒng)融合各種虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備（如力反饋設(shè)備、位置追蹤、數(shù)據(jù)手套等）為一體，以實現(xiàn)學(xué)員與虛擬環(huán)境的交互操作。

 

開發(fā)平臺：3DVIA Studio /Virtools

 

二、虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)

 

在仿真實訓(xùn)系統(tǒng)中虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備包括：位置追蹤、力反饋、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備，通過交互設(shè)備將人體動作信息發(fā)送至計算機，從而實現(xiàn)對虛擬環(huán)境中事物的交互操作。

 

 

所謂力反饋（Force Feedback），本來是應(yīng)用于軍事上的一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)，它利用機械表現(xiàn)出的反作用力，將游戲數(shù)據(jù)通過力反饋設(shè)備表現(xiàn)出來，可以讓用戶身臨其境地體驗游戲中的各種效果。 力反饋技術(shù)能將游戲中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成用戶可以感覺到的效果，例如道路上的顛簸或者轉(zhuǎn)動方向盤感受到的反作用力，這些效果都是力反饋控制芯片“播放”出來的，

 

推薦品牌：HAPTION力反饋設(shè)備、Sensable力反饋設(shè)備。

 

 

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(shè)備結(jié)合使用，如：數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等，使參與者在空間上能夠自由移動、旋轉(zhuǎn)，不局限于固定的空間位置。操作更加靈活、自如、隨意。產(chǎn)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。該設(shè)備 消除了延遲帶來的問題，因為它提供了動態(tài)的、實時的六自由度的測量位置(X, Y, 和 Z 笛卡爾坐標) 和方位（俯仰角、偏行角、滾動角），無論在虛擬現(xiàn)實應(yīng)用領(lǐng)域，還是在控制模擬器的投影機運動時，還是在生物醫(yī)學(xué)的研究中，它是測量運動范圍和肢體旋轉(zhuǎn)的理想選擇。它是快速、精確、而且容易使用。

 

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

 

 

數(shù)據(jù)手套是虛擬仿真中最常用的交互工具。數(shù)據(jù)手套設(shè)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(dǎo)線連接至信號處理電路；在柔性電路板上設(shè)有至少兩根導(dǎo)線，以力敏材料包覆于柔性電路板大部，再在力敏材料上包覆一層彈性封裝材料，柔性電路板留一端在外，以導(dǎo)線與外電路連接。把人手姿態(tài)準確實時地傳遞給虛擬環(huán)境。

 

推薦品牌：Cyberglove數(shù)據(jù)手套、DGTech數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手套、5DT數(shù)據(jù)手套。

 

 

立體顯示系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實的一個實現(xiàn)方式。3D立體展示系統(tǒng)主要有以下幾種實現(xiàn)方式：多通道立體展示系統(tǒng)（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(xiàn)方式，下面分別介紹。

 

 

多通道立體展示系統(tǒng)，或柱面（多墻面）立體投影系統(tǒng)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(tǒng)，它比普通的標準投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內(nèi)容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果，多通道立體展示系統(tǒng)是虛擬三維投影顯示系統(tǒng)中一種沉浸式虛擬仿真顯示環(huán)境。

 

 

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(shè)備。它能夠出色的利用多通道自動立體現(xiàn)實技術(shù)，不需要借助任何助視設(shè)備（如3D眼鏡、數(shù)字頭盔等），即可獲得具有完整深度信息的圖像。偏振立體顯示器實際就是偏振光立體顯示器，現(xiàn)在的液晶顯示器里邊有一個偏光板，就是做這個用的。 普通的液晶顯示器只能發(fā)出一個方向的偏振光，而所謂偏光立體顯示器他能發(fā)出橫向和豎向兩種偏振光，配合偏振光眼鏡，就能把不同的圖像同時分別送到左眼和右眼中，從而形成3D圖像。

 

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

 

 

頭戴式立體顯示器是虛擬現(xiàn)實應(yīng)用中的3DVR圖形顯示與觀察設(shè)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(zhuǎn)等，沉浸感極強，在VR效果的觀察設(shè)備中，頭戴式立體顯示器的沉浸感優(yōu)于3D立體顯示器的虛擬現(xiàn)實觀察效果，遜于多通道立體展示系統(tǒng)的觀察效果，在投影式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，頭戴式立體顯示器可以作為系統(tǒng)功能和設(shè)備的一種補充和輔助。

 

推薦產(chǎn)品：eMagin Z800 3D Visor頭戴立體顯示器、Virtual Research VR1280 虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器、5DT HMD 800-40 3D 虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器。

 

 

適用于大型工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)、大型工業(yè)設(shè)備操作訓(xùn)練、大型交通工具（汽車、飛機、輪船）生產(chǎn)維修維護等等。