二、项目方案:
设计学博士,副教授,硕士生导师,湘潭大学工业设计系主任,学术带头人,湖南省机械智能产品工业设计中心副主任,湖南省工业设计协会副会长。长期从事工业设计教学科研和设计实践,主持国家自然科学基金1项,组织国家航天工程重大工业项目和省部级项目多项,主持企业横向课题20余项,申报专利9项,发表学术论文10余篇,设计作品多次荣获国内外工业设计奖。
四、预期成果:
设计宜人的航天器舱内装饰环境是提高载人航天器适居性,进而保证个系统安全可靠的重要途径之一。本项目首先介绍所建立的虚拟现实系统的硬件组成,设计其软件设计方法和使用的主要算法。在此基础上,应用该系统进行了舱内颜色匹配性实验进行优化与验证该系统。
五、经费预算:
1.首先,两台计算机通过局域网络使用TCP/IP协议进行数据通讯,其中一台用作服务器,称主控计算机;而另一台 用作客户机,外接头盔显示器,称从控计算机。主控机由实验主试操作,负责接收从控机发送来的数据请求和实验数 据、实验参数设置以及输入设备的信息并将其记录下来,同时监控网络的运行进程。从控机负责调入虚拟模型后,在头盔显示器上进行显示,供实验参试人员进行观察、舱内颜色及灯光匹配性选择,同时向主控机发送数据请求及颜色匹配性选择结果。整个实验系统的软件以 MulitGen和 Vega作为开发平台,采用 VC++6.0 语言编写完成。在搭建实验系统 时,由 TCP/IP 局域网络连接主、从控主算机出于以下考虑:
(1) 可以隔离主试人员进行实验参数设置时对参试者的影响,给他创造沉浸感;(2) 用两台计算机处理虚拟环境模型 的载入和显示,有助于提高实验运行的实时性与显示出来的 图像质量,进而增加虚拟现实效果。其中,系统各部分的组成特征。 2. 研究项目将软件系统分为五个 相对独立又密切联系的模块:
(1) 主控模块,负责控制实验过程中网络程序的运行以 及被试者“漫游”(漂浮)过程中实时处理位置状态信息的各种变化。
(2) 建模模块,主要对载人航天器舱室从点、线、面等基本图元建立虚拟三维模型。同时,对模型加上颜色、光照、阴影及纹理效果,以满足真实感和实验目标。
(3) 视景显示模块,根据人-机交互信息显示主试和被试所观察的左、右视图。
(4) 系统初始化及实验参数设置模块,为开阔视野,增 强沉浸感,初始化时,定义了一个与屏幕大小完全相似的视口,并且使视口的长宽比率总是等于视景体剪取的长宽比率,这样投影后的图像显示于视口内时便不会发生变形。此外,预置舱内灯光、物品颜色的设置等工效学实验项目,置方法是应用对话框调用 Windows 调色板。
(5) 数据记录及处理模块,其功能是将实验结果自动 记录,并进行统计分析。 上述模块中,主控块、建模、视景显示和数据记录及处理模块在主控机上运行,而视景显示和系统初始化及实验参数设置模块则在从控机上运行。整个系统模块间的关系。