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沉浸式房间和 CAVE VR：释放VR的商业潜力

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想象一个房间，在这个房间里虚拟和现实之间的界限是模糊的，您只需戴上 VR 眼镜走进去，就能围着一个甚至还没被制造出来的新原型走动参观。这就是沉浸式房间和 VR CAVE。两者都为许多行业提供了从产品设计原型制作到安全培训和复杂数据分析的无穷无尽的业务应用。

在本文中，我们将深入研究沉浸式房间，探索它们的技术特征，与 VR 头显的区别以及设置方法。

什么是沉浸式房间？

沉浸式房间是一个使用高端技术让用户沉浸在虚拟世界中的物理空间，它通过立体背投屏幕或 LED 墙与跟踪设备的合作为用户创造逼真的立体虚拟环境。

沉浸式房间和 VR CAVE 有什么区别？

CAVE 这个词是 Cave Automatic Virtual Environment（洞穴自动虚拟环境）的缩写。第一个 CAVE 是由伊利诺伊大学芝加哥电子可视化实验室的 Carolina Cruz-Neira、Daniel J. Sandin 和 Thomas A. DeFanti 于 1992 年开发的。

VR CAVE 是一种沉浸式房间——通常是包含在较大房间内的 3x3x3 米的立方体 VR 空间。使用时它处于完全黑暗的状态以帮助创造完全身临其境的体验。它至少由两个面组成，但可以有六个面，包括天花板、地板和四面墙。

沉浸式房间有哪些不同类型？

有几种常用的洞穴自动虚拟环境 (CAVE)，每种都有自己独特的特点和优势。以下是世界各地组织和大学安装的 VR CAVE 的非详尽列表。

2 面 CAVE

这种 VR CAVE 利用两面墙形成一个角落。它有助于可视化 CAD 中定义的对象和环境的 3D 实物大小图像，从而创建虚拟工作空间。它是更实惠的沉浸式房间解决方案，但在沉浸感方面可能会受到限制。

3 面标准 CAVE

这个 VR CAVE由两堵墙和一层地板形成一个角落。它比两侧的 CAVE 更具沉浸感，非常适合空间有限但仍希望发展 3D 虚拟现实的可能性的公司。

3 面开放式 CAVE

这种CAVE不是立方体形的沉浸式房间，而是由三个投影表面呈 135 度角，来提供具有广阔视野的全景图像。它是 VR 会议、三维模拟或广角观看的理想解决方案。

4面 CAVE

随着越来越多的公司依赖VR，四面式的 CAVE 正以某种方式成为行业标准。它由 3 个侧屏和一个地屏组成，旨在限制背投空间。

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圆柱形 CAVE

它是一个 270° 环绕着观众的圆柱形沉浸式虚拟现实显示器，为虚拟世界提供了一个比标准立方体 CAVE 更自然的环境。圆柱形 CAVE 克服了边缘扭曲的问题。该几何结构允许多个位于同一位置的 VR 用户同时查看数据并分担重要的决策任务。

移动式 CAVE

Barco 的这款 CAVE 系统由 2 个背投屏幕和一个前投落地屏幕组成。主要部件内置在装有梯子和架子的不同航空箱内。

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CAVE 2

CAVE 2 由伊利诺伊大学芝加哥分校 (UIC) 的电子可视化实验室 (EVL) 开发。它是一个混合 VR 系统，混合了两个可视化系统：CAVE 和 OptIPortal——一个可缩放分辨率的显示墙。

StarCAVE

StarCAVE 由加州大学圣地亚哥分校的 Cal IT 机构研发。这是一个 5 面墙加地板投影 VR 房间。这是一种为大型模型打造的沉浸式房间，一次可容纳 6 名用户。

总之，为您的特定用例选择合适类型的沉浸式房间非常重要，同时要考虑空间、预算和您想要创建的沉浸式体验类型等因素。

沉浸式房间与 VR 头显：哪个更适合您的用例？

头戴式显示器和沉浸式房间之间没有“好”选择。两者各有利弊，但的选择取决于您的具体使用。您可以通过不同的因素来分析：

3D CAD 软件：Creo、CATIA、Navisworks……以及您的 3D 模型的大小
用户数量——以及他们是否需要（全部）在同一个地方
如果一些用户在远程工作：您可以选择同时利用沉浸式房间和VR头显来协作
技术要求：如屏幕大小、屏幕分辨率、视野 (FOV)，三角形数量……
所需的沉浸程度——当与其他工程师在同一模型上工作时，您可能更喜欢相对不太沉浸的体验以便于沟通
VR 安装的空间要求和可移动性：独立 VR 头显（例如 Oculus Quest 2、 Microsoft hololens 2）比系留式 VR 头显（例如 Varjo XR-3、HTC Vive Focus 3）或便携式CAVE更具可移动性
您要添加的追踪设备：全身追踪服、手部追踪、眼部追踪……
您在 VR 中工作的时间和频率：与 VR 头显相比，沉浸式房间引起晕动症的概率更低。
…

通过考虑这些因素，您可以就哪种技术适合您的特定用例做出更明智的决定。

如何在您的公司装备沉浸式房间？

选择合适的沉浸式显示器

按您的沉浸式房间的大小以及具体用例来考虑。例如，显示表面越大，您需要的 LED 屏幕投影仪就越多，才能允许以 1:1 的比例观看大型 3D CAD 模型的同时保持高保真度。

使用背投设置沉浸式房间

来自投影仪的图像通过屏幕后面的材料扩散。如果您想避免用户或物体在 VR 空间中投射阴影，这是一个很好的解决方案。但是，您需要选择合适的基材：织物屏幕、玻璃、刚性或半刚性丙烯酸树脂…

设置一个带有前投影的沉浸式房间

来自投影仪的图像被反射到屏幕表面。与其他选项相比，这是一种经济高效的解决方案。但是这种方法在沉浸式房间投射阴影的风险较大，还可能会出现一些反射问题。

使用 LED 显示技术设置沉浸式房间

LED屏幕直接播放3D模型。与常规的基于投影的 VR 环境相比，此选项通常对的维护和空间要求更低。

设置带有 LCD 视频墙的沉浸式房间

LCD 视频墙也直接显示图像，通常比 LED具有更高的光输出，这使得它们可以在大多数照明条件下使用。

检查 PC 配置

基于桌面的虚拟现实技术需要极高性能的计算机硬件——或云 VR 带来的远程计算——来提供足够的帧速率以获得舒适的体验。以下是我们对支持 VR 的 PC 的建议配置：

可运行 VR 的显卡：NVIDIA GTX 1060 / AMD Radeon RX 480 或更高
CPU : Intel i5-4590 / AMD FX 8350 同等或更高
内存：8GB RAM 或更大
视频输出：兼容 HDMI 1.3 视频输出 / DisplayPort 1.2
USB 端口：1 到 4 个 USB 3.0 端口
操作系统：Windows 10

若想获得该主题的更多信息，您可以考虑使用 SteamVR 性能测试工具。该工具测试您系统的渲染能力，并确定它是否能够以 90fps 的速度运行 VR 内容，以及 VR 内容是否可以将视觉保真度调整到建议的水平。

使用正确的可视化软件

为确保在沉浸式房间内获得 VR 体验，选择合适的可视化软件至关重要。该软件必须与您的 CAD 应用程序、沉浸式显示设备和 VR 设备兼容。此外，软件的渲染性能必须为观看者提供流畅的视觉体验，无论是 2D 还是 3D 立体深度，都没有任何卡顿。

TechViz 软件是一种为工程量身定制的通用 VR 解决方案，可让您直接使用 200 多个兼容应用程序（CATIA、Creo、NX、Navisworks 等）的 3D 数据来进行 VR 可视化，并与所有沉浸式房间完全兼容。

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