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    虚拟现实、视景仿真、系统仿真工作站配置全集

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    主要内容

    1. 虚拟现实(视景仿真、系统仿真、可视化)系统介绍?
    2. 虚拟现实系统对硬件技术要求
    3. 行业应用VR工作站配置方案
       VR应用一~视景仿真与训练工作站配置方案
       VR应用二~基础设施与建筑虚拟现实工作站配置方案
       VR应用三~地球物理可视化工作站配置方案
       VR应用四~虚拟设计与制造仿真工作站配置方案
       VR应用五~基于VR-GIS应用工作站配置方案
       VR应用六~全景视频实时拼接工作站配置方案

    第一篇 虚拟现实VR (视景仿真、虚拟仿真系统介绍

    在行业应用领域,虚拟现实技术有着广阔的市场需求,如工业产品设计、基础设施三维可视设计、三维虚拟装配、宇宙与地球探索、分子原子结构研究、数字影像测量与处理、飞行视景仿真模拟、地质灾害、3D视频后期/现场处理、医学研究等,VR为人类提供研究、分析与解决问题最佳工具

    市场上热闹的众多穿戴式VR头盔商家、显卡厂家、VR系统集成商介绍其产品如何先进、如何黑科技,介绍图形工作站硬件重要性稀少或放在既不重要位置,对其硬件配置介绍含糊不清,给使用者造成严重误导

    (一)  什么是虚拟现实VR(视景仿真、虚拟仿真)?

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    虚拟现实(VR)从应用角度讲,是利用计算机图形生成技术从空间和位置上以交互方式虚拟出三维场景 (视觉)、声音(听觉)、触觉甚至是嗅觉的感受,从而达到身临其境的效果。
       从技术角度讲,是由高性能计算机系统(单机或机群)、显示输出设备(视觉)、位置和触觉跟踪采集输入设备(触觉)、软件引擎系统等组成,以交互方式,通过输入设备手工操控计算机,由软件引擎生成三维场景,在输出设备上显示出一种沉浸式三维视景的技术. 

    (虚拟现实系统介绍

    虚拟现实系统似乎就是一个穿戴式VR眼镜+电脑或手机,其实它是由计算机硬件、操作系统、软件引擎组成的,3D头戴式眼镜+手机+视频组成的VR仅仅看看视频,更多的VR行业应用,需要大量的图形生成计算,手机图形计算性能和电脑速度无法相比,此外头戴式显示器也有很大的局限,无法满足更高分辨率的场景需要。

    2.1 VR硬件部分

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    2.2 VR软件支撑环境

    (1)   操作系统:LinuxWindows

    2软件开发引擎:
       商业平台:如Vega PrimeVirtoolsUniGineEon RealityUnity3DUnrealCry Engine等。
       开源平台:如ORGEOSGOpenGVSVtreeBlink 3DDX Studio等。

    (3) 各种数据库:地形地貌、地理信息、图象纹理、气动数据、武器性能参数、导航数据、气象数据、背景干扰及通用模型等

    2.3 虚拟现实系统显示方式
    1)头戴式虚拟现实系统(单机单屏)

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    典型系统配置:
    (1)   图形生成设备:UltraLAB H350H480极速工作站
    (2)   输出、输入、位置跟踪设备:如HTC vive
    (3)   开发引擎:Unity, Unreal,…

    主要应用:
    CAD的方案可视化设计或虚拟装配、虚拟样机
    单人技术模拟培训
    人体医学内部结构研究分析
    建筑设计、展现
    汽车设计、体验
    太空领域探索
    分子、原子结构研究分析

    2)沉浸式(CAVE)虚拟现实系统(单机多屏)

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    典型系统设备:
    1)图形生成设备:UltraLAB H350H480工作站,数量1台或4
    2)输出设备:投影机,数量4个以上
    3)输入、位置跟踪设备:投影器
    4)开发引擎:VegaPrimeUnigineOSGORGE 

    典型应用
    飞行驾驶模拟培训
    航海驾驶模拟训练
    电力系统仿真模拟
    材料模拟分析

    3)分布式机群虚拟现实系统(多机多屏)

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    这种图形集群系统,通常场景宽阔、复杂、超高分辨率,计算量巨大,单机无法胜任,需要多台图形工作站分工同步实时计算完成。

    典型VR系统组成:

    (1)   图形生成设备:图形工作站,数量4台以上
    IG:推荐H350主机:推荐H480GX480P

    2)输出设备:投影机,数量:4个以上

    3)输入、位置跟踪设备

    4)网络设备:低延迟高带宽交换机

    5)开发引擎:Vegaprime, Unigine

    典型应用:
    军事指挥模拟系统
    太空领域视景仿真系统
    超高分辨率GIS应用系统
    地球物理可视化应用系统

     (二行业应用VR工作站系统硬件配置

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    第二篇 虚拟现实硬件系统技术要求与机型推荐

    虚拟现实展现并不是一项单一的技术,而是通过多种技术集成后产生的,其核心技术是:三维建模与图形生成技术、立体显示技术、传感器技术、系统开发引擎技术、低延迟实时响应技术等。

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    2.1 图形工作站是VR性能最关键因素

    网上几乎都是3D VR头盔或立体显示器如何,对三维图形实时生成的计算机硬件配置要求很少谈及,显示器仅仅是一个输出设备,当然显示延迟也非常重要,但图形生成的精度和帧率,主要是由图形工作站完成,通常虚拟现实系统主要由下面设备组成:
    (1)  图形工作站(图形生成设备)
    (2)  立体显示设备(输出设备)
    (3)  传感器设备(输入设备)
    (4)  整个系统的实时响应要求 

    由于立体成像需要图形工作站实时同步生成两副图像,一个是左眼一个是右眼,这样计算量比常规图形显示高一倍,另外图形场景的复杂度、精度和分辨率,以及帧率,实时成像、实时显示,造成图形生成的计算量巨大,对计算机几何顶点计算与图形生成速度、整机系统延迟要求极高。VR视景生成系统通常采用高性能图形工作站(单机)或多机分布式集群系统。

    虚拟现实工作站的计算特点

    真实场景再现的虚拟现实体验所需的图形处理性能比传统 3D 游戏和图形应用所要求高的多,即要支持两个同时图像(一只眼睛观察一个) 90 帧每秒 (fps) 的帧速率进行传输,画面能流畅,延迟极低,视觉才能感觉不错。
    1)显示器刷新频率140Hz以上,左右眼至少70Hz,(2)图形生成的画面,每秒帧数90帧以上。
    因此,图形工作站硬件配置方面:
    CPU承担图形的几何顶点计算(单核计算模式)和物理模拟计算(多核计算模式),数据库资料解码计算等,CPU频率越高越好和核数要足够多,实时要求极高,否则,画面卡顿
    GPU承担几何三角形生成、图形着色(Shader)、纹理贴图、部分物理模拟计算,实时要求高。
    内存:保证实时图形场景数据足够空间,
    硬盘:大量数据库资料,供引擎实时调入内存用,低延迟高带宽要求。

    2.2 系统延迟的技术要求

    虚拟现实对电脑的CPU和图形显卡的要求高外,系统延迟非常重要,否则会导致帧数不够,造成卡顿引起的晕动症,

    VR交互图形生成经过下面几个阶段:

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    2.3基于VR应用图形工作站推荐

    虚拟现实对硬件实时计算要求,最核心两点:
    1)场景实时生成,主要体现在图形生成计算(单核cpu计算模式与GPUShader渲染计算模式)和物理特效模拟计算(多核cpu计算模式或部分GPU
    2)系统每个环节的超低延迟要求,除了计算实时响应外,大量图形和图像数据调用,需要提供极低延迟和极高读写带宽要求

     第一点要求工作站具有极高频率,和足够的核数,第二点要求机器系统硬件每个环节和操作系统具有低延迟能力,能满足上述两点,市面上的专业工作站少之又少,原因都是基于常规硬件计算架构,无论单核计算和多核计算以及数据调取的延迟响应都很难达到实时计算要求 

    UltraLAB是西安坤隆计算机科技有限公司推出的高端定制图形工作站品牌,经过多年发展,该产品拥有傲视群雄的三大领先优势:先进计算硬件架构、完整齐全行业应用定制方案、专业硬件系统优化技术,大幅超越同类的“图形工作站”产品,我们提供基于VR应用推荐产品系列:
    1V系列(视景仿真系列)-拥有超高频率、超低延迟硬件架构
    2GX系列(图灵系列)-拥有超高频、海量低延迟高速存储、超低延迟硬件架构

    2.3.1 V350/V480视景仿真工作站介绍

    UltraLAB V系列视景仿真图形工作站定位于大型复杂三维图形的实时生成与模拟、超低延迟应用,该系列提供极速数据计算、极速复杂图形模型生成、闪电读写计算能力,如视景仿真、虚拟现实、高端可视化、虚拟装配、高频交易等应用
    产品两个型号:V350V480 

    1V350视景仿真工作站介绍

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    产品特点

    具有4核超频(最高4.8Ghz),支持双图卡加速技术(SLI或交火)、延迟低高读硬盘,满足对极限计算、大型三维模型实时生成、闪电读写要求实时处理极强应用,具备极限处理性能的强大图形工作站
    详细资料参考:http://www.xasun.com/article/d6/2280\$7.html 

    2 V480视景仿真工作站介绍

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    产品特点

    具有6*4.5Ghz)/8核或10*最高4.3Ghz超频能力,支持最高7块图卡加速技术(SLI或交火)、延迟低高读硬盘,满足对极限计算、闪电读写要求、实时处理应用,大型三维模型实时生成等,提供极限处理性能强大的图形工作站。

    2.3.2 图灵工作站GX介绍

    UltraLAB GX图灵系列工作站是定位于超高分辨率的图形设计、海量图像处理、海量计算等应用,该机型拥有与之匹配的最新intel至尊/Xeon超高频率或多核处理器、多GPU卡、以及多通道海量高速并行存储系统的计算硬件架构,提供全新、强大、高效的计算设备。

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    该机型标准配置是采用最新技术的1颗超高频或2颗多核高频处理器、多块高性能图形与超算卡、高IO带宽硬盘和超低延迟网口io等,整个机器具有工作站级的稳定性、单核极限计算、多核高效并行计算、多GPU超算能力,确保计算过程中每个硬件环节瓶颈降到最低,展现出传统机器所看不到的高速计算带来的结果。

    产品分2大系列图灵图形工作站GX480/610
              图灵计算工作站GX480P/GX610P

    总结
    与市场上其他常规工作站架构相比,UltraLAB显著技术特点:
    1)超高频率(最高到4.8GHz)
    2)硬件系统超低延迟
    3)硬件配置均衡,无瓶颈死角
    4)系统优化,最大程度发挥整机硬件性能
    5)针对不同应用配置高效硬件架构

    真正做到了更高、更快、更强,完美满足虚拟现实应用对硬件实时计算要求

    第三篇 UlraLAB虚拟现实(视景仿真)行业应用配置推荐

    西安坤隆计算机科技公司提供的UltraLAB图形工作站,拥有完整和领先的计算硬件架构,具有强大数据计算与图形加速技术能力,在虚拟现实、视景仿真、系统仿真、可视化应用方面,拥有10年以上研究经验和先进机型,定位于虚拟现实图形生成对工作站硬件配置超高要求。 
       当你需要一台VR应用的高性能计算机,我们量身定制出具有高效、精准的图形工作站,满足VR的各种复杂算法的计算需求,保证在计算过程的各个环节无瓶颈,让你感受到无与伦比的专业性和高性能、高可靠,完美打造大型VR应用最佳工作站硬件平台。

    UltraLAB V系列视景仿真图形工作站硬件配置技术特点:
     (1)最世界强大的实时三维建模和图形生成计算能力
     (2)最快的物理引擎、特效合成实时计算能力
     (3)整机超低延迟架构(无论是实时物理计算、图形实时生成、GIS等资料调取,每一个环    节,最快的响应处理速度) 

    虚拟现实广泛应用于教育、工业、能源、医学,建筑,博物馆,航空等行业,下面是虚拟现实主要的应用类,分类并提供相应的配置方案。 

    3.1 视景仿真与训练工作站配置方案

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    主要用于:

    航空航天仿真模拟(航天飞行模拟器飞行驾驶训练仿真、突发故障与应急预案仿真
     基于GIS的军事模拟、航空机场规划管理训练
     铁路行业仿真模拟、
     航海应用仿真模拟、
     汽车驾驶模拟 

    a)基于OpenGL图形接口推荐配置表

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    2)基于DirectX图形接口推荐配置表

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    3.2 基础设施与建筑虚拟现实工作站配置方案 

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    主要用于:
    建筑设计、城市规划、智慧城市、交通运输

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    3.3地球物理可视化工作站配置方案 

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    主要用途:
    主要是在地质结构、地震资料解释可视化、石油天然气平台、电力应用仿真模拟

    该应用工作站配置特点:
    (1)   拥有一个海量高速存储系统
    (2)   最强大的海量数据可视化实时生成能力
    推荐配置

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    3.4 虚拟设计与制造仿真工作站方案

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    市场定位于:虚拟装配、数字化样机、数字化制造与规划仿真
    方案设计至关重要,但是这个阶段很难提供实物,虚拟现实技术派上用场
    该配置技术特点:
    (1)   拥有最快的实时几何图形计算和图形生成能力
    (2)   满足设计阶段每个环节三维可视应用需求 

    推荐配置

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    3.5 基于VR -GIS应用工作站配置方案

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    主要用途:
    航测遥感数据处理、VR GIS应用

    该配置技术特点:
    (1)  拥有强大的三维建模能力
    (2)  拥有GIS海量数据实时可视化能力
    (3)  拥有海量数据高速存储系统

    配置推荐

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    3.6 全景视频VR实时拼接工作站

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    主要用途
    360度全景视频播放VR视频后期处理

    该配置特点:
    (1)      能够满足多路(最高到44路)视频解码、渲染、合成、压缩处理能力
    (2)      能够多路视频实时合成能力
    (3)      具有相应io带宽的存储系统

    配置推荐

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    此外,我们还能提供诸如VR实验室与科研、宇宙探索虚拟展示、救灾现场、医学三维可视、分子结构分析等完美的硬件配置方案。

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