指导教师:付力娅  

申请人及团队成员：王志鹏、赵崇博、王琳琳、周政、赵月、姜博瀚

研究内容和拟解决的关键问题

1.研究内容

（1）国内外数字科技馆的发展现状及实际应用意义分析

（2）虚拟现实技术研究现状及应用领域分析

（3）虚拟现实技术在数字科技馆中的应用分析

（4）虚拟数字科技馆三维全景虚拟展示空间的设计与实现

（5）数字科技馆网络信息服务平台建设分析

（6）政府政策及制度建设分析

2.拟解决的关键问题

（1）动态环境建模技术

    虚拟环境的建立是VR技术的核心内容,动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据的获取可采用CAD技术(有规则的环境),而更多的情况则需采用非接触式的视觉建模技术,二者有机结合可有效地提高数据获取的效率。

（2）实时三维图形生成技术

    三维图形的生成技术已较成熟,而关键是如何“实时生成”,图形生成是虚拟现实技术的重要瓶颈。为了达到实时的目的,至少要保证图形的刷新频率不低于15帧/秒,最好高于30帧/秒。在不降低图形的质量和复杂程度的前提下,如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。同时,计算机图形技术,仿真技术的提高对其发展都会产生重要影响。这里,图形生成的硬件体系结构以及在虚拟现实的真实感图形生成中用于加速的各种有效技术是关键。

（3）立体显示和传感器技术

    VR依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的VR设备还不能满足系统的需要,例如头盔式三维立体显示器有以下缺点:过重(15～20kg)、分辨率低、刷新频率慢、跟踪精度低、视场不够宽、眼睛容易疲劳等;同样,数据手套、数据衣等都有延迟大、分辨率低、使用不便等缺点;因此,有必要开发新的三维显示技术。而各种传感器则是有效进行视、听、动等高级人机交互技术的关键。比如人抓取物体时,机器应感应其动作,并对虚拟环境作相应的变化。

（4）应用系统开发工具

    VR应用的关键是寻找合适的场合和对象,即如何发挥想象力和创造性。选择适当的应用对象可大幅度地提高效率,减轻劳动强度,提高产品质量。为了达到这一目的,必须研究VR的开发工具。例如,VR系统开发平台、分布式VR技术等,这些都直接与计算机技术,多媒体技术的快速发展密切相关。

（5）多种系统集成技术

由于VR系统中包含大量的感知信息和模型,因此系统的集成技术起着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步、模型的标定、数据转换、数据管理模型、模式识别与合成等技术。

项目创新之处

1.实现多项数字科技馆的功能

（1）辅助教育功能

（2）辅助保存及传播功能

（3）辅助研究功能    

（4）辅助休闲功能

2.深入研究虚拟现实技术在数字科技馆中的应用与作用

虚拟现实技术的不断成熟和发展，使得对数字科技馆的环境及文化内容进行全方位立体感的展示成为可能。

（1）通过3DS MAX制作数字科技馆三维场景的模型

（2）通过UNITY 3D制作数字科技馆展件的虚拟场景

（3）提高文化内容的展出技术手段和展出效果

（4）整合并共享文化内容资源