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基于智能感知交互技術(shù)的沉浸式AI+XR數(shù)字孿生渲染工作站
1. XR合成與綜合渲染器
基于虛幻引擎的真三維多通道沉浸式演播室系統(tǒng)；三維實(shí)時(shí)渲染引擎；支持場景實(shí)時(shí)調(diào)整；貼圖分辨率：16*16-7680*4320之間可選；支持三維虛擬場景紋理貼圖大于等于5GB；支持三維模型場景三角形面片高清大于9000萬個(gè)、標(biāo)清大于1億個(gè)；無需對云臺(tái)進(jìn)行任何的加工改造，即可實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的推，拉，搖，移，跟蹤無滑步，圖像平滑連續(xù)、無抖動(dòng)；系統(tǒng)支持不同種類的攝像機(jī)，如SONY、松下、佳能、ARRI等；支持實(shí)時(shí)渲染和實(shí)時(shí)播控骨骼蒙皮動(dòng)畫，無需第三方工具實(shí)時(shí)疊加雪和煙花等三維粒子效果，可以從不同角度實(shí)時(shí)顯示；系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)嵌入內(nèi)視頻，支持4K、高清、標(biāo)清視頻播放；支持虛擬角色接入，運(yùn)用動(dòng)作捕捉技術(shù)與虛擬角色互動(dòng)；具有背景虛焦功能，可手動(dòng)調(diào)節(jié)背景虛焦的程度；系統(tǒng)支持后臺(tái)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)用戶使用習(xí)慣分析。
2. 3D控制器：
輸入分辨率：支持 5800x2160@60Hz，最大支持12000x1260@60Hz(DP)
帶載能力：2600萬像素
供電電壓：AC 100-240V, 50/60Hz
控制方式：USB/TCP/IP
視頻接口：DP1.2×1，4 x DVI(DUAL DVI & SINGLE DVI切換)
視頻格式：RGB，YCrCb4:4:4， YCrCb4:2:2， YCrCb4:2:0
輸出接口：20路網(wǎng)口/光纖×2
視頻源位深：8/10/12bit
3.虛擬機(jī)器人搖臂系統(tǒng)
L型兩軸虛擬跟蹤云臺(tái)，承重5Kg（內(nèi)置傳感器，電機(jī)，減速機(jī)，虛擬數(shù)據(jù)）；臂身可伸縮云臺(tái)節(jié)（云臺(tái)連接架），配重節(jié)（高強(qiáng)度航空鋁制臂身），臂身最長≥2.5m；跟蹤回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（電機(jī)，伺服系統(tǒng)，傳感器，虛擬數(shù)據(jù)）；高精度數(shù)顯傾角儀；三套廣播級(jí)4K攝像機(jī)、攝像機(jī)承托設(shè)備、存儲(chǔ)及電源。
4. 運(yùn)算控制系統(tǒng)：運(yùn)行軟件系統(tǒng)的工作站及顯示屏；
5. 顯影系統(tǒng)：3D顯示屏幕及控制系統(tǒng)；
6. RTS動(dòng)作捕捉系統(tǒng)：包括RTS紅外光學(xué)動(dòng)捕相機(jī)、服務(wù)器和RTS Tracker軟件，主動(dòng)式3D眼鏡，控制手柄，交互套件，標(biāo)定桿，交換機(jī)，網(wǎng)線，相機(jī)安裝支架；
7. 全息3D開發(fā)平臺(tái)：開發(fā)平臺(tái)包含全息3D算法插件工具包，全息3D內(nèi)容展示demo（涵蓋數(shù)字城市、室內(nèi)空間、文創(chuàng)娛樂、汽車拆解工業(yè)模型等）；
8.立面屏，間距：≤P1.875mm，刷新頻率：3840HZ，掃描方式：恒流1/32掃，≥33平；
9. 地磚屏，間距：≤P3.91mm，≥24平；
10.接收卡：帶載能力512*512，RGB并行數(shù)據(jù)組：32，串行數(shù)據(jù)組：64，接收系統(tǒng)滿足3D顯示需求；
11.3D信號(hào)發(fā)射器
配合支持3D功能的控制器和3D眼鏡實(shí)現(xiàn)3D顯示效果；通過網(wǎng)線串接，獲取3D同步信號(hào)，可串聯(lián)到接收卡后；支持VESA 3D標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出接口，用于外接第三方外置3D發(fā)射器。
總體功能：
利用人工智能技術(shù)、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，簡稱XR，包括虛擬現(xiàn)實(shí)VR、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR、混合現(xiàn)實(shí)MR等）技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)、智能感知和交互技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)來創(chuàng)建數(shù)字孿生體，并將其應(yīng)用于教育領(lǐng)域，以創(chuàng)新教學(xué)方法和體驗(yàn)。主要功能有：師生數(shù)字孿生體創(chuàng)建；智能感知技術(shù)集成，以收集教學(xué)環(huán)境中的數(shù)據(jù)；利用數(shù)字孿生體創(chuàng)建交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠與虛擬對象或環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)體驗(yàn)；通過全息技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容可以以三維立體的形式呈現(xiàn)，教師可以更直觀地展示復(fù)雜的科學(xué)模型和概念，使得學(xué)習(xí)內(nèi)容更加生動(dòng)和直觀，提高教學(xué)效率和質(zhì)量，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力；設(shè)計(jì)和開發(fā)沉浸式的教學(xué)內(nèi)容，將AI技術(shù)、XR技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，提供身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；基于智能感知技術(shù)收集的數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和資源；支持多個(gè)主視角，允許多名用戶同時(shí)從不同角度觀看和操控全息3D場景，實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同學(xué)習(xí)和討論；探索、實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新教學(xué)方法，利用AI技術(shù)、XR技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)增強(qiáng)學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；教學(xué)模擬與訓(xùn)練：利用AI技術(shù)、XR技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜概念或技能的模擬訓(xùn)練；整合AI技術(shù)、XR技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)與其他教學(xué)資源，以創(chuàng)造綜合性的教學(xué)解決方案；培養(yǎng)學(xué)生的空間感知、問題解決和創(chuàng)新思維等能力；收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的交互數(shù)據(jù)，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和互動(dòng)模式，以評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)效果和體驗(yàn)及教學(xué)方法的有效性，用于改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法及科學(xué)研究；利用收集到的數(shù)據(jù)支持教育決策。
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主要功能有：數(shù)字孿生體創(chuàng)建，智能感知技術(shù)集成，虛擬交互式學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)建，教學(xué)內(nèi)容三維立體呈現(xiàn)，智能輔助教學(xué)，沉浸式教學(xué)內(nèi)容開發(fā)，基于智能感知技術(shù)的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑支持，多用戶協(xié)同學(xué)習(xí)和討論，AI+XR+全息技術(shù)+3D顯示技術(shù)的教學(xué)方法創(chuàng)新及教學(xué)資源集成，AI+XR+全息技術(shù)+3D顯示技術(shù)的教學(xué)模擬與訓(xùn)練，學(xué)生空間感知、問題解決和創(chuàng)新思維等能力的培養(yǎng)，學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育決策。
新設(shè)備是一個(gè)專注于利用人工智能技術(shù)、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，簡稱XR，包括虛擬現(xiàn)實(shí)VR、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR、混合現(xiàn)實(shí)MR等）技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)、智能感知和交互技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)來創(chuàng)建數(shù)字孿生體，并將其應(yīng)用于教育領(lǐng)域，以創(chuàng)新教學(xué)方法和體驗(yàn)。主要具備以下功能：
1.數(shù)字孿生體創(chuàng)建：支持通過技術(shù)來創(chuàng)建師生數(shù)字孿生體，即現(xiàn)實(shí)世界對象、系統(tǒng)或過程的虛擬表示。
2.智能感知技術(shù)集成：集成各種智能感知技術(shù)，如傳感器、攝像頭、語音識(shí)別等，以收集教學(xué)環(huán)境中的數(shù)據(jù)。
3.交互式學(xué)習(xí)環(huán)境：利用數(shù)字孿生體創(chuàng)建交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠與虛擬對象或環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
4. 三維立體呈現(xiàn)：通過全息技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容可以以三維立體的形式呈現(xiàn)，教師可以更直觀地展示復(fù)雜的科學(xué)模型和概念，使得學(xué)習(xí)內(nèi)容更加生動(dòng)和直觀，提高教學(xué)效率和質(zhì)量，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力。
5.智能輔助教學(xué)：通過智能輔助教學(xué)系統(tǒng)，利用數(shù)字孿生體提供實(shí)時(shí)反饋和指導(dǎo)。
6.教學(xué)內(nèi)容開發(fā)：設(shè)計(jì)和開發(fā)沉浸式的教學(xué)內(nèi)容，將AI技術(shù)、XR技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，提供身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
7.個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑：基于智能感知技術(shù)收集的數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和資源。
8.多用戶協(xié)同操作：支持多個(gè)主視角，允許多名用戶同時(shí)從不同角度觀看和操控全息3D場景，實(shí)現(xiàn)協(xié)同學(xué)習(xí)和討論。
9.教學(xué)方法創(chuàng)新：探索和實(shí)驗(yàn)新的教學(xué)方法，利用AI技術(shù)、XR技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)增強(qiáng)學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
10.教學(xué)模擬與訓(xùn)練：利用AI技術(shù)、XR技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜概念或技能的模擬訓(xùn)練，如教學(xué)技能、校園安全、工程操作等。
11.教學(xué)資源集成：整合AI技術(shù)、XR技術(shù)、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)與其他教學(xué)資源，如多媒體、在線課程等，以創(chuàng)造綜合性的教學(xué)解決方案。
12.教師培訓(xùn)與發(fā)展：為教師提供使用培訓(xùn)，幫助他們掌握如何將AI、XR、全息技術(shù)、3D顯示技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)。
13.學(xué)生能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生的空間感知、問題解決和創(chuàng)新思維等能力。
14.學(xué)習(xí)行為分析：收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的交互數(shù)據(jù)，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和互動(dòng)模式，以評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)效果和體驗(yàn)及教學(xué)方法的有效性，用于改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法。
15.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策：利用收集到的數(shù)據(jù)支持教育決策，如課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法改進(jìn)等。
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