TechViz

随着化市场竞争的加剧，工业领域的企业一直在寻找可以减少产品设计时间和成本的方法。高性能的“数字样机”取代昂贵的“物理样机”将成为不可抵挡的趋势。数字样机是根据产品开发过程中所有的技术数据制作完成的，其特点是不需要制造成本，不仅能一直保持新版本的设计方案，而且所有数据都可以进行保存、回溯和跟踪。利用的虚拟仿真技术，可以使用数字样机取代物理样机来进行空气动力学分析、人机工程学研究、碰撞测试与市场调研等工作。

在虚拟仿真技术应用过程中，需要搭建各种沉浸式显示系统来可视化呈现产品模型或流程工艺，进行设计、研究、分析、审核、评估或修改，由于过去常用的工业设计软件缺乏多通道同步功能且效能不佳，必须依靠其他VR软件来实现，无论是转换数据的流程，修补丢失的模型，或是学习VR编程技术，这些门槛都加大了导入的难度。虚拟现实系统的利用率和投资回报率成为了当下主要的难题。

在这一趋势的引导下，TechViz开发了一套基于OpenGL（而非针对某个应用程序）的可视化解决方案，其目的是帮助目前工业流程中通用的软件弥补以下问题：

• 大多数3D应用程序本身不提供多通道展示功能

• 虚拟现实系统只允许少数部门使用

• 完成VR展示需要学习其他软件和建立专业团队

• 海量工业模型效能低下，无法实时交互展示

• 应用程序界面与VR模式不能自由切换

• 为了实时渲染展示而进行工业模型的轻量化处理，容易丢失关键数据

Techviz软件功能模块

1.TechViz XL Driver 多通道显示基础平台

TechViz XL以高效的图形图像处理技术为基础，可以直接将当前工作中使用的应用程序进行超高分辨率的可视化，而且支持多种VR显示方案（包括头戴式显示器、单通道立体显示系统、多通道立体显示系统、电视墙、CAD WALL 、CAVE 、DOME … …），并可对显示图像进行软件边缘融合处理，轻松的创建1：1等比例显示画面。同时也可以为无立体功能的3D应用程序创建主动和被动立体画面，在可视化过程中可在应用程序中进行修改；可以将CAD的本地数据、庞大模型以及脚本数据合成到一个场景之中进行审核；可以实时地在同一画面中显示不同3D应用软件的多个3D场景。

TechViz XL可直接或者通过VRPN接入各种VR硬件设备，结合导航功能（Navigation Option）和跟踪功能（Tracking Option），可以进行视角导航、位置跟踪、设备定位等交互式操作。

2.Navigation Option 基本导航模块

在基本导航功能模块下，用户可以在显示系统中使用三维鼠标、游戏手柄或飞行摇杆等操控设备对系统视角或产品模型进行自由导航，还可以将应用程序的功能命令与设备进行关联，进行软件功能操作和产品模型操控。

3.Tracking Option 跟踪模块

在跟踪功能模块下，用户可以结合运动跟踪系统（如A.R.T.，Intersense，Vicon...）进行人体位置跟踪或设备位置导航，可以为现有的3D应用程序创建沉浸式体验，而且适用于多种显示系统（被动立体显示器，主动立体显示器，投影幕，全息式工作台，头戴式显示器，CAVE...)。

4.DMU 1:

DMU1允许用户直接在模型上使用导航定位设备。它的功能包括书签记录，测量模型两点间距，剖切面和缩放。

书签功能，用户可以录制了一套模型位置视图，并在另一审查会议上应用讨论。

测量功能，用户可以在模型上选择两个点，并测量这两点间的距离。

切面功能，用户可以放置和移动剖切面，来观察被切割模型内部的情况。

缩放功能，用户可以改变模型交互观察的比例，从而得到更好的视角以及更详细的信息。

5.DMU 2:

DMU2为用户增添了互动屏幕快照，隐藏和显示零部件，在模型上放置粘性注释。 快照功能，用户可以对当前模型视图进行模型截图，并保存为图像文件（ JPG格式， png格式，gif格式...)。

隐藏和显示零部件功能，用户可以选择交互一些地区的示范和隐藏他们有更深入的了解的重要组成部分的模型。

注释功能，用户可以将交互式的注释放置在模型上来指出具体的问题，便于在讨论期间进行审查。

6.Software Compositing Option: 软件合成模块

软件合成实现了多GPU或多个PC之间的负载均衡。通过这一解决方案，能提高庞大模型的可视化帧频。

7.Human Body Tracking Option: 全身跟踪模块

人体跟踪配件能在现场实时的对全身运动进行跟踪，并可以显示出一个虚拟人体。用户可以通过这一配件验证人机工程学在工作任务中的可靠性，还可以进行分析检测报告以及对人体和模型之间的碰撞分析。这一配件需要一个跟踪系统，其中包括覆盖全身的目标和人员数量的目标。

8. Virtual Assembly Option: 虚拟装配模块

用户通过虚拟装配配件可以对模型的某个零部件进行交互式移动，看到拆装过程中的碰撞情况并且对路径进行记录，可为再次装配做进一步的研究。可以对用户进行装配、拆卸、维修、技术支持和操作培训的训练。

9.Fusion Option: 多软件耦合模块

融合配件可以实时的在同一画面中融合显示不同3D制图软件的多个3D场景。可以将CAD的本地数据、庞大模型以及脚本数据合成到一个模拟器之中进行审核。

10.Video Recording: 视频录制模块

视频录制配件可以帮助用户将所有的动作以及模型导航视图以电影（AVI）的形式记录下来。可以帮助用户进行任务报告的审查，培训或制作产品文档。

11.Finger Tracking Option: 手指跟踪模块

手指跟踪配件可以在现场实时的对手部动作进行跟踪，并虚拟渲染出一个完成的手部。用于对触觉范围进行准确分析报告和对模型的碰撞进行观察。这个配件需要一个精密的手指动作捕捉追踪系统（A.R.T... ） 。

12.Collaborative Option：协同模块

TechViz协同模块允许用户在不同的工作地点共享同一虚拟场景。位于不同工作场所的用户可以通过协同模式在虚拟场景中进行讨论、分享和查看3D模型。用户可以看到另一用户的虚拟人物模型，并能通过交互设备进行操作，实时同步不同用户操作状态。

系统需求：

• 不同工作场地需要安装TechViz和Collaborative模块；

• 模型数据需存放与本地；

• 站点之间的网络传输速度不低于1Mb/s ;

• 不同工作地点可以拥有不同的虚拟显示系统，例如一个协同工作系统可以由CAVE、CADWALL和HMD混合组成。

• 协同模块允许的工作地数量大为50个。