文物古迹虚拟仿真系统解决方案

本方案由搜维尔虚拟现实实验室推出。我国是一个拥有几千年悠久历史的文明古国，通过研究古文物对了解、研究中国的历史文明有着极其重要的作用。但是文物在保存过程中，经受着两种因素的破坏，即：①人为的破坏。如古建筑、石窟寺、古墓葬被战火焚毁、被拆除或维修不当失去原貌；铜铁器、书画、竹木漆器、陶瓷等因保护、搬运不当被损坏。②风、雨、雷、电、火、地震、光线、虫害、霉菌等自然因素对文物造成的破坏。所以对具有历史价值、文化价值、科学价值的历史遗留物采取的一系列防止其受到损害的措施是十分必要的。

在文物的修缮和保护中，虚拟仿真技术对文物修缮和保护起到举足轻重的作用。首先经过实地摄影、数据采集，采用3D扫描器对文物进行三维扫描，得到文物的数字化三维模型，即可实现文物的永久性保存，再结合三维成像技术，能够使人们身临其境的观察“文物古迹”，为文物的展示宣传提供崭新的技术手段，同时避免现场文物展示和游客参观活动对真实文物的影响，从而有利于做好文物保护。

方案特色：

1、古迹文物高精确度复原及展示
2、建立起文物古迹实物三维或模型数据库
3、支持文物古迹、古代人物等历史文化信息的协同管理和在线共享
4、支持历史、文化数据的协同交流讨论和在线空间分析
5、实现历史场景的三维虚拟漫游和历史事件的时空演变仿真

方案核心：

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系统集成：

文物古迹虚拟仿真系统的搭建大致可分三步进行。如需查看更多内容请点击>>

一、三维模型建立

三维模型是物体的三维多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。显示的物体是可以是现实世界的实体，也可以是虚构的东西，既可以小到原子，也可以大到很大的尺寸。如需查看更多内容请点击>>

1、3D扫描器

3D扫描器(3D scanner) 是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。如需查看更多内容请点击>>

推荐产品：FastSCAN Cobra 3D激光扫描器、Z Corporation 3D激光扫描器、ExactMetrology 3D光学扫描器、Creaform 3D光学扫描器。

2、3D建模软件

3D建模软件是专为创建三维数字模型而开发的软件，使计算机以数学方法描述物体和它们之间的空间关系。如需查看更多内容请点击>>

推荐产品：3Ds MAX、Maya、FreeForm 3D建模软件、Actify 3D建模软件。

二、系统开发

文物古迹虚拟仿真系统的软件平台是通过专门的虚拟现实软件开发平台开发的，在文物古迹虚拟仿真系统的软件平台上可以预先设定各种展示方式及浏览方式。如需查看更多内容请点击>>

三、展示系统

文物古迹虚拟仿真系统中的展示系统是为整套系统的展示端，可以为用户提供身临其境版的现实效果，具有高度沉浸感，给用户一种伸手即可触摸到的感觉。如需查看更多内容请点击>>

1、立体投影系统

立体投影系统为用户提供大尺寸、高清晰的立体画面，立体投影是通过光的偏振原理来实现的，即采用两台投影机同步放映图像，将两台投影机前的偏光片的偏振方向互相垂直，让产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。如需查看更多内容请点击>>

系统推荐：单通道三维投影、多通道环幕投影、沉浸式CAVE系统。

2、桌面型立体显示系统

桌面型立体显示系统通常指3D立体显示器，3D立体显示器常用的有裸眼立体显示器和偏振立体显示器两类，裸眼立体显示器不需要佩戴3D眼镜即可看到立体效果，偏振立体显示器需要佩戴偏振眼镜才可以看到立体效果，两种类型各有优缺点，用户需要根据自己的实际需要选择合适自己的类型。

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

3、头戴式立体显示系统

头戴式立体显示系统即数字头盔，是虚拟现实应用中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。如需查看更多内容请点击>>

推荐产品：eMagin Z800 3D Visor头戴立体显示器、Virtual Research VR1280 虚拟现实头戴式显示器、5DT HMD 800-40 3D 虚拟现实头戴式显示器。

其他

若是系统需要实现交互功能还可加入3D实时交互设备，以实现使用者与虚拟环境的交互功能，交互系统是基于传统的显示设备及功能，结合实时动作捕捉系统（参考：A.R.T.系统解决方案）、数据手套（参考：Cyberglove II - 22 Sensors）、位置追踪器（参考：Polhemus PATRIOT Wireless 电磁式无线追踪系统）、力反馈设备（参考：HAPTION-Virtuose 6D Desktop）等设备，通过对目标影像（如参与者）进行捕捉拍摄并由影像分析系统分析。如需查看更多内容请点击>>

1、实时动作捕捉系统

实时动作捕捉技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理解处理的数据。在运动物体的关键部位设置跟踪器，由动作捕捉系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后向系统提交交互数据，实现人机交互。

推荐产品：A.R.T.系统解决方案、Xsens Moven惯性运动捕捉系统、新版3DSuit惯性动作捕捉系统。

2、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。如需查看更多内容请点击>>

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

3、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。如需查看更多内容请点击>>

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。

4、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。 如需查看更多内容请点击>>

推荐品牌：HAPTION力反馈设备、Sensable力反馈设备。

实物模型

此外，如果想建立古文物的实体模型可通过3D打印机实现，将建立好的文物三维数字模型文件导入的3D打印机中即可轻松实现。

推荐产品：3D Systems 桌面型3D打印机、Objet 桌面型3D打印机、Stratasys 大型3D打印机。

应用领域：

适用于文物古迹的修缮、保护、保永久性存、展示及宣传等，包括非物质文化遗产数字呈现、景点建筑、遗址墓葬虚拟仿真复原、古物动态仿真复原、古代天象、古代生物、古代地貌复原等等。

相关案例：

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搜维尔推荐方案一

名称：基于双通道立体显示系统的文物古迹虚拟仿真系统解决方案

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系统优点：利用光学动作捕捉系统跟踪肢体动作进行交互可对虚拟场景模型进行旋转和位移等，数据手套可以细化到每个手指的动作体现，根据需要可添加力反馈装置表现反作用力。

搜维尔推荐方案二

名称：基于3D立体显示器的文物古迹虚拟仿真系统解决方案。

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系统优点：该方案是一套性价比较高的展示系统，满足小范围应用，显示端可选择戴眼镜和不戴眼镜的两种3D立体显示器进行展示。

搜维尔推荐方案三

名称：基于头戴式显示器（数字头盔）的文物古迹虚拟仿真系统解决方案。

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系统优点：该方案是一套适合小型实验室及研究所使用，可以体现出完美的展示效果，实现对前期概念的论证