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一、什么是VR？
VR(Virtual Reality)是虛擬現(xiàn)實的簡稱，這項技術(shù)原本是美國軍方開發(fā)研究出來的一項計算機技術(shù)。VR媒體就是將VR技術(shù)應(yīng)用于當(dāng)今最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒚襟wInternet及其它的數(shù)字元媒介（如（如CD-ROM光盤、觸摸屏等）上。它通過其專用軟件，整合圖像、聲音、動畫等，將三維的現(xiàn)實環(huán)境、物體等模擬成二維形式表現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實，再由數(shù)字元媒介作為載體傳播給人們。當(dāng)人們通過該媒體瀏覽、觀賞時就如身臨其境一般，并且可以選擇任一角度，觀看任一范圍內(nèi)的場景或選擇觀看物體的任一角度。
二、VR系統(tǒng)可以為我們做些什么？
1、VR系統(tǒng)它可以模擬井下各種復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，供采礦工程專業(yè)的人員實習(xí)、訓(xùn)練，這樣既可以降低實習(xí)費用，又可縮短教學(xué)時間，讓更多的人接受高等教育，同時還可對井下工人進行上崗前的操作及安全教育培訓(xùn)。如虛擬井下的各種工況及險情，使被訓(xùn)練者身臨其境地去體驗，并學(xué)會采取有效的應(yīng)急措施去處理各種險情，以提高人員素質(zhì)，消除事故隱患。
2、VR技術(shù)用于大型設(shè)施、設(shè)備的設(shè)計和制造已有許多成功的實例。把虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于對煤礦新設(shè)備的設(shè)計方案進行可視化的性能評估，則更顯示出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢。由于井下場地狹窄，環(huán)境惡劣，因此對井下設(shè)備的設(shè)計、運行、維修都提出了很高的要求。煤礦設(shè)備的虛擬設(shè)計和制造，其意義不僅僅是節(jié)約資源和時間，而是完成在地面或在常規(guī)條件下無法進行的工作。例如采煤機虛擬設(shè)計中，設(shè)計人員不必等到樣機制造出來，再去修改其中不太理想、不太合理的部分，因為VR系統(tǒng)可以容納他們“進入”電腦中的三維空間圖像，借助多種交互手段直接對采煤機的設(shè)計進行觀察、討論和修改，從而大大縮短設(shè)備的研制周期，節(jié)省研制費用。
3、用VR來模擬一個真正的礦井災(zāi)害，使人們更徹底更直觀地了解礦井災(zāi)害的各方面因素，從而更有效地采取防災(zāi)和救災(zāi)措施。用visual C十十程序設(shè)計語言、open GL程序設(shè)計語言、虛擬現(xiàn)實建模語言VRML、VisualJ十十程序設(shè)計語言、計算機圖形學(xué)等知識編制虛擬現(xiàn)實軟件，主要模擬采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)運輸巷皮帶跑偏與機架磨擦引起火災(zāi)時，先是自動噴淋系統(tǒng)噴水滅火；如果火災(zāi)發(fā)生蔓延，就模擬火的蔓延過程；工程人員關(guān)閉風(fēng)門的過程；礦工撤退的過程；人員的巷道中行走時，煙流對人員造成的影響等。以及救護人員采用水龍頭噴水滅水時，如果在上風(fēng)側(cè)滅火，發(fā)生的煙流滾退現(xiàn)象等。
為此，該虛擬過程的實現(xiàn)有著重要的意義：它可以減少礦山救護時的實際訓(xùn)練費用，并大大減少訓(xùn)練時的危險性，而且還可以不受時間、地點、天氣的影響，任意設(shè)置實際災(zāi)害中可能出現(xiàn)的一些特殊情況。它也可以提高煤礦安全及生產(chǎn)管理人員的安全意識，提高管理水平，預(yù)防重大災(zāi)害的發(fā)生，提高礦井救災(zāi)人員處理災(zāi)害的決策應(yīng)變水平，并把礦井災(zāi)害的傷亡和損失降到最低。同時可以協(xié)助調(diào)查事故原因。另外，通過軟件演示可以實現(xiàn)礦井安全救災(zāi)防災(zāi)的實際培訓(xùn)。
三、VR技術(shù)具有以下四個重要特征：
1、多感知性(Multi—Sensory)。所謂多感知，就是說除一般計算機技術(shù)所具有視覺感知外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知、甚至還應(yīng)該包括味覺感知、嗅覺感知。
2、存在感(presence)。又稱為臨場感
3、交互性(interaction)。指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境中得到反饋的自然程度(包括實時性)。
4、自主性(Autonomy)。指虛擬環(huán)境中的物體依據(jù)物理定律動作的程度。
四、視景系統(tǒng)
視景系統(tǒng)模擬礦井開采在于它的真實性和人與系統(tǒng)的交互性，操作人員可以與這一系統(tǒng)進行交互作用，他可以在任意時刻穿越任何空間進入系統(tǒng)模擬出的任何區(qū)域。
系統(tǒng)還可以對采煤機、錨桿機、電池機車構(gòu)成的生產(chǎn)系統(tǒng)進行動態(tài)三維實時模擬，可以通過全屏幕或多窗口視圖的形式，用動態(tài)方式顯示生產(chǎn)系統(tǒng)的平面圖或三維立體圖。
1、井下八大互動視景部分和三維立體圖像的組成：
（一）副井井底互動視景
（二）大巷互動視景
（三）采區(qū)下部車場互動視景
（四）運煤上山互動視景
（五）軌道上山互動視景
（六）掘進工作面互動視景
（七）采煤工作面互動視景
（八）機電硐室互動視景
2、視景系統(tǒng)的優(yōu)點：
（一）可以利用鍵盤或鼠標(biāo)選擇進入八大互動視景系統(tǒng)中的任意 一個進行人機互動。
（二）互動視景系統(tǒng)可同教學(xué)知識內(nèi)容相交替，達到學(xué)習(xí)和實踐相給合的目的。
（三）每個互動視景中都有相對應(yīng)且全面的顯示設(shè)備和機械動態(tài)。
五、煤礦信息管理虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
煤礦信息管理網(wǎng)絡(luò)化平臺安全生產(chǎn)指揮虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示，現(xiàn)有功能分為7個功能模塊。
各個模塊的功能如下：
1、瀏覽功能
（一）漫游模式
用戶可以通過鍵盤上的方向鍵來從井下各個巷道內(nèi)部進行瀏覽：點擊左右鍵實現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向，上下鍵進行前進后退操作。
場景內(nèi)模型真實再現(xiàn)了井下巷道內(nèi)的實際情況。
窗口右上角的矩形區(qū)域為導(dǎo)航地圖，顯示了以觀察者在巷道內(nèi)位置為中心，一定范圍內(nèi)的地圖內(nèi)容。地圖上的紅色箭頭標(biāo)記，顯示出觀察者在井下巷道內(nèi)的相對位置。
用戶還可以通過鍵盤鼠標(biāo)，對副井的電梯、巷道內(nèi)的風(fēng)門等進行操作。
（二）整體模式
將整個巷道場景分為8個部分，可實現(xiàn)對場景各個部分的整體瀏覽，在視圖窗口中可旋轉(zhuǎn)縮放巷道模型，從各個角度進行觀察。
（三）局部位置切換
該功能是漫游模式的補充，可實現(xiàn)瀏覽位置的切換。用戶通過右鍵點擊半透明的關(guān)鍵點，可將觀察位置切換到對應(yīng)的場景內(nèi)的關(guān)鍵位置，直接對其進行漫游瀏覽。
該功能可預(yù)先指定路徑文件，并讀取指定的路徑文件，實現(xiàn)自動漫游演示功能。
2、井巷系統(tǒng)
（一）井巷截面信息
瀏覽時，在視圖窗口中用鼠標(biāo)右鍵點選要查詢的巷道，在彈出的對話框中將會顯示出對應(yīng)的井巷截面圖和截面的編號。還可以通過直接輸入截面編號，查詢相應(yīng)的截面信息。
（二）管線查詢
點選要查詢的管線，在彈出的對話框中將會顯示出對應(yīng)的管線信息。
（三）距離測量
用戶可以通過鼠標(biāo)左鍵點擊，
查詢巷道模型上任意兩個點之間的距離。
3、安全系統(tǒng)
用戶可以通過點擊控制面板內(nèi)的按鈕，在巷道模型內(nèi)顯示和隱藏風(fēng)門、局部風(fēng)扇、瓦斯、CO、風(fēng)速等監(jiān)測設(shè)備的標(biāo)記，這些標(biāo)記在巷道模型內(nèi)的位置，真實的反應(yīng)了各個監(jiān)測設(shè)備在井下巷道內(nèi)的實際位置。
可以通過打開圖形數(shù)據(jù)，查詢所有監(jiān)測設(shè)備的真實的實時數(shù)據(jù)，也可通過選擇單個監(jiān)測探頭標(biāo)記，查許對應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)還具有自動報警功能，用戶可查詢信息，掌握井下各個監(jiān)測設(shè)備的報警信息。
4、生產(chǎn)系統(tǒng)
可以根據(jù)井下設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，對采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機等設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，實時反映各設(shè)備的運行情況。
5、運輸系統(tǒng)
（一）礦車運輸
可以添加、刪除礦車，指定礦車運行路線。
實時反映礦車在巷道內(nèi)的運行情況。
根據(jù)記錄的運行過程數(shù)據(jù)再現(xiàn)指定時間內(nèi)礦車的實際運輸過程。
（二）煤流系統(tǒng)
實時反映出煤礦從采區(qū)至地面的運輸情況。
6、礦壓系統(tǒng)
可實時查詢各個礦壓監(jiān)測設(shè)備實際監(jiān)測的數(shù)據(jù)。
7、人員定位系統(tǒng)
可查詢各個人員定位系統(tǒng)基站內(nèi)記錄的人員信息，也可根據(jù)人員名稱查詢各人員所在基站。
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投影機
文章來源：中國投影網(wǎng)
