张卫君，邱 洋，薛 飞

（北京中水科水电科技开发有限公司，北京100038）

0 引言

随着仿真建模技术、虚拟现实技术、网络技术、仿真支撑平台技术的发展，水电仿真技术也在不断进步并广泛应用到水电技术人员培训考核鉴定与仿真研究中[1-3]。水电仿真培训技术的发展经历了基于实物模型的仿真系统、仿真机+盘台设备仿真系统、全数字仿真培训系统3个不同阶段，当前，随着沉浸式虚拟现实技术的飞速发展，水电仿真培训已进入到沉浸式三维虚拟现实仿真培训技术阶段。将虚拟现实技术应用于水电仿真培训，利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟水电厂，提供受训学员关于电厂空间、环境特效、作业操作、设备控制等的模拟，让学员如同身临其境一般，提高培训的生动性、真实性、有效性[4]。

虚拟现实技术涵盖了桌面VR、沉浸式VR及增强现实（AR）。本文研究内容是在OTS2000虚拟现实水电仿真培训系统研究及成功应用的基础上，将多通道投影技术、基于MEMS传感器的人体动作捕捉及虚拟人驱动技术、虚拟现实引擎技术应用到水电仿真培训中，构建一套沉浸式水电站虚拟环境，即沉浸式VR技术在OTS2000系统中的应用研究。通过创造个性化的虚拟培训环境及VR的交互式学习培训方式，可以实现趣味性与挑战性并存的境界，参与者可完全投入其中。

1 沉浸式环境硬件配置

沉浸式水电厂运行仿真培训系统硬件结构配置如图1，由立体弧形幕、3通道三维投影仪、穿戴式人体动作捕捉设备、3 D立体眼镜、图形工作站、信号采集工作站和交换机组成。……