2019国际VR/AR暨3D显示大会内容总结

一.VR/AR标准化进程           牟同生（浙大）

1.单眼FOV，双眼FOV

FOV：又称视场，视角FOV是指镜头所能覆盖的范围（物体超过这个范围就不会被收在镜头内），一般用角度值表示。

2.像素密度（ppi）

3.光缆集合

烽火科技的波分复用系统能够在发射端产生375个光传输信道（间隔为25GHz），将单芯传输速率提升到80Tb/s，大大提高了整体的传输容量。现在互联网上铺天盖地都是视频，而对带宽要求更高8K视频和VR虚拟现实也在路上，5G网络和超高速光纤等传输技术迟早会成为主角。

4.照度指标

这里的照度指标指的是AR场景下可完美展示的照度范围与精度指标

5.对比率

表述能表现的最亮与最暗对比程度的大小，常用于描述显示器参数

6.色度

色度是不包括亮度在内的颜色的性质，它反映的是颜色的色调和饱和度。

7.色域

色域是对一种颜色进行编码的方法，也指一个技术系统能够产生的颜色的总和。在计算机图形处理中，色域是颜色的某个完全的子集。

8.虚拟图像距离

9.两眼间距

10.单眼误差

11.图像失真率

结论：

1.VR/AR显示的设备需要的虚拟图像需要很多不同的指标来度量。

2.VR/AR显示设备国际化标准已经被IEC TC110 Electronic Display收录。

3.三个新的光学度量标准将在今年公布。

4.为了评估虚拟图像属性，三维笛卡尔和球面坐标系将被应用。

二、虚拟现实与数字孪生                谭建荣

1.VR/AR发展趋势展望

①硬件轻量化，移动化

②开发软件标准化、开放化

③内容制作快捷化（3D扫描、逆渲染技术）

④应用生态完善化

⑤消费市场普及化

2.数字孪生

Digital Twin数字孪生：是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

Digital Twin是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

美国国防部最早提出利用Digital Twin技术，用于航空航天飞行器的健康维护与保障。首先在数字空间建立真实飞机的模型，并通过传感器实现与飞机真实状态完全同步，这样每次飞行后，根据结构现有情况和过往载荷，及时分析评估是否需要维修，能否承受下次的任务载荷等。

Digital Thread贯穿了整个产品生命周期，尤其是从产品设计、生产、运维的无缝集成；而Digital Twin更像是智能产品的概念，它强调的是从产品运维到产品设计的回馈。

Digital Twin它是物理产品的数字化影子，通过与外界传感器的集成，反映对象从微观到宏观的所有特性，展示产品的生命周期的演进过程。当然，不止产品，生产产品的系统（生产设备、生产线）和使用维护中的系统也要按需建立Digital Twin。

 

特点：①语义协同 ②时效协同 ③多域协同 ④异构协同

 

数字孪生背景及现状：①可视化（图形仿真） ②物理建模（刚体，流体） ③虚实融合 ④全生命周期仿真

 

数字孪生十大关键技术：

1.复杂装备数字样机集成平台构建技术

 

2.复杂装备异构数据转换与集成技术

①针对不同cad/cae/vr软件产生的网络模型异构（网格类型，大小，数量），提出基于过渡网格异构数据拓补关联，几何特征映射与仿真结果插补方法，实现可视化集成。

②虚拟环境多通道力反馈交互设计技术（眼球，收拾，动作，方向，触觉）

③力反馈主要是通过碰撞检测和碰撞响应。通过算法检测碰撞情况，常用碰撞算法有空间剖分，层次包围盒等。

 

3.虚拟环境多通道力反馈交互设计技术

 

4.复杂装备工程曲面约束变形设计技术

①支持设计者创建和修改曲面形状，基于工程约束协调变形

 

5.复杂产品与装备物理行为建模技术

①虚拟环境和对象的逼真性与其运动，相互作用和发生变化时符合的物理规律程度密切相关，根据物理行为的建模包括流体，刚体，柔韧性和建模方法

 

6.复杂装备虚实融合数字孪生技术

 

7.复杂装备数字样机性能耦合分析技术

 

8.复杂装备数字样机装备过程技术模拟技术

 

9.复杂装备数字样机制造布局仿真技术

 

10.复杂装备虚拟维修维护与培训技术

①根据装备故障诊断结果，将故障现象，成因与处理的文字，表格，图像，视频等多媒体信息分别定义成故障诊断数据集和维护仿真数据集。

②通过可视化交互，将维护维修指令文件，以虚拟指令的形式，引导工人进行故障处理

 

数字孪生与虚拟现实的典型应用：

1.超大型低能耗空分装备设计制造基础研究

2.高档数控机床数字化设计关键技术

3.大吨位深拉伸液压装备设计制造关键技术

4.一类高端龙门加工中心广信设计关键技术

5.数控机床远程监控，诊断与虚拟维修技术

6.大型舰船分段制造作业流程模拟与优化技术

7.机器人作业布局国画及其智能制造应用技术

8.重大装备多学科设计，计算与仿真技术