一、實(shí)驗(yàn)室簡介

　　CAVE虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互測評實(shí)驗(yàn)室是北京津發(fā)科技股份有限公司基于“人-信息-物理”系統(tǒng)理論，自主創(chuàng)新與配置的大型沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互測評實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室以創(chuàng)新的“人-機(jī)-環(huán)境”數(shù)據(jù)云同步技術(shù)為核心，適用于多種研究領(lǐng)域，包括建筑設(shè)計與環(huán)境行為、工業(yè)工程與安全工程、工業(yè)設(shè)計與用戶體驗(yàn)、軍工國防與武器裝備、經(jīng)濟(jì)管理與神經(jīng)營銷、交通安全與駕駛行為等。實(shí)驗(yàn)室以ErgoVR人機(jī)環(huán)境同步云平臺為核心，能夠?qū)?DMax、CATIA，UG/NX，Pro/E，SpaceClaim等軟件以及Unity3D、UE4、WorldViz Vizard等VR開發(fā)平臺，結(jié)合ErgoVR同步技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)、云架構(gòu)技術(shù)、藍(lán)牙傳輸技術(shù)、生物測量技術(shù)、眼動測量技術(shù)、腦成像技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)，以及多傳感器融合、機(jī)器學(xué)習(xí)等多項(xiàng)前沿算法，能夠提供先進(jìn)科學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互測試研究與數(shù)據(jù)分析方法。實(shí)驗(yàn)室采用津發(fā)科技完全自主研發(fā)的專利技術(shù)，具有多項(xiàng)國家發(fā)明專利與軟件著作權(quán)，通過了省部級新技術(shù)新產(chǎn)品認(rèn)證，歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項(xiàng)國際管理體系認(rèn)證。

　　二、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

　　1.實(shí)驗(yàn)室方案

　　ErgoVR CAVE虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互測評實(shí)驗(yàn)室包括ErgoLAB人機(jī)環(huán)境測試云平臺、虛擬仿真系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)多人交互系統(tǒng)、以及ErgoVR人因分析引擎。虛擬現(xiàn)實(shí)測試室基于可視化三維模型，將數(shù)字化仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)在不同仿真模擬環(huán)境下對建筑空間環(huán)境、設(shè)計元素、裝備設(shè)計等進(jìn)行客觀定量的工效學(xué)分析與評價。

　　2.系統(tǒng)組成

　　ErgoVR CAVE虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互測評實(shí)驗(yàn)室由人機(jī)環(huán)境同步定量采集子系統(tǒng)和人機(jī)環(huán)境同步定量分析子系統(tǒng)組成。同步定量采集子系統(tǒng)能夠?qū)崟r同步采集人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)，包括主觀評價、時空行為、眼動、生理、腦電、腦成像、交互行為、動作捕捉、面部表情等。同步定量分析子系統(tǒng)為采集到的所有數(shù)據(jù)提供專業(yè)的分析模塊，可進(jìn)行多維度數(shù)據(jù)的同步和交叉分析。所有數(shù)據(jù)可實(shí)時上傳至云服務(wù)器，支持實(shí)驗(yàn)設(shè)計與大數(shù)據(jù)的云管理、云共享與云協(xié)作。通過多維度主客觀人因數(shù)據(jù)可進(jìn)行進(jìn)一步分析，研究個體的感知加工、注意分配、記憶水平、情緒喚醒、動作姿態(tài)、情景意識、舒適性、腦力負(fù)荷、體力疲勞等，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)環(huán)境設(shè)計、建筑設(shè)計、空間布局、元素布局、色彩配置、流程設(shè)置等方面的優(yōu)化。

　　三、實(shí)驗(yàn)室功能特點(diǎn)

　　1.標(biāo)準(zhǔn)化虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)測試流程

　　實(shí)驗(yàn)室能夠滿足虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下人機(jī)交互測試全流程的研究需要，覆蓋項(xiàng)目與被試信息管理-云實(shí)驗(yàn)設(shè)計-主客觀多維度數(shù)據(jù)采集-大數(shù)據(jù)云存儲-多維度數(shù)據(jù)同步與交叉分析-測試報告生成與導(dǎo)出的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化測試全流程，保證項(xiàng)目的完整性以及測試結(jié)果的精準(zhǔn)性。

　　2.云項(xiàng)目管理與被試信息

　　完整的云項(xiàng)目管理涵蓋整個科學(xué)研究流程，包括云項(xiàng)目管理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、同步記錄、數(shù)據(jù)回放、信號處理與分析、測試報告導(dǎo)出?？晒芾砼c編輯每位被試的相關(guān)信息，如性別、年齡、自定義屬性等，數(shù)據(jù)分析階段可通過被試信息篩選分析特定群體的認(rèn)知、情緒狀態(tài)與行為特征。

　　3.無縫對接虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)引擎

　　支持使用Unity3D、UE4、WorldViz Vizard、Ansys VRXperience等VR開發(fā)平臺制作的產(chǎn)品原型，均可通過ErgoVR 人因分析引擎進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)通訊，便捷地導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)交互分析，系統(tǒng)自動計算與識別所有模型。

　　4.主客觀數(shù)據(jù)的交叉分析

　　實(shí)驗(yàn)室完全支持傳統(tǒng)的可用性測試研究方法，包括問卷、量表和行為范式等主觀評價方式。同時實(shí)驗(yàn)室還可以采用定量的研究方法，在可用性測試過程中采集多維度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)客觀定量化評價，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測試評價方法中缺乏實(shí)時性、主觀性強(qiáng)、易受社會環(huán)境影響等因素。通過主客觀數(shù)據(jù)的交叉分析，能夠獲得用戶在測試過程中更加完整的狀態(tài)和行為信息。

　　5.虛擬環(huán)境下多維度數(shù)據(jù)同步采集與分析

　　ErgoVR人因分析引擎:使用3D引擎將虛擬場景與ErgoVR人因分析引擎相結(jié)合，通過簡單的配置即可生成帶有VR分析功能的虛擬現(xiàn)實(shí)場景應(yīng)用程序。系統(tǒng)可實(shí)時采集用戶與虛擬場景交互下的多模態(tài)數(shù)據(jù)定量化反應(yīng)，包括時空軌跡數(shù)據(jù)、眼動數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、腦電數(shù)據(jù)、腦成像、生物力學(xué)、環(huán)境、動作捕捉數(shù)據(jù)、行為編碼及交互數(shù)據(jù)等。

　　6.數(shù)據(jù)導(dǎo)出與測試報告

　　可用性測試需要形成專業(yè)且直觀的報告，測試結(jié)果可為產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)、市場、運(yùn)營等多個部門提供參考或標(biāo)準(zhǔn)。ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺支持所有原始數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)以及可視化分析報告的導(dǎo)出。

　　7.多通道技術(shù)完美沉浸感

　　專利虛擬現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)畫面的無縫拼接和完美融合，呈現(xiàn)身臨其境的3D沉浸感。整個實(shí)驗(yàn)室空間均為行走虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)場地，被試可以不受任何限制自由行走，模擬完全真實(shí)世界的行為，采集的數(shù)據(jù)更真實(shí)。

　　8.多人交互式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

　　支持多人在同一個虛擬現(xiàn)實(shí)場景中協(xié)同完成人機(jī)交互任務(wù)，并進(jìn)行本地或云端人機(jī)環(huán)境數(shù)據(jù)同步的定量評價，測試者的交互動作均細(xì)致地呈現(xiàn)在同一個虛擬世界中，即時互動感大大增強(qiáng)。

　　9.自主研發(fā)與定制化開發(fā)

　　基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的人機(jī)環(huán)境定量評價為科研提供客觀數(shù)據(jù)支撐。自主研發(fā)的ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺，VR同步模塊基于沉浸式三維虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，實(shí)時同步采集多元數(shù)據(jù)并進(jìn)行定量評價，客觀的定量統(tǒng)計分析結(jié)果對科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)支撐。支持定制化開發(fā)。

　　10.模擬駕駛與仿真虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)人機(jī)交互

　　系統(tǒng)支持各類型駕駛模擬系統(tǒng)與模擬仿真場景的人機(jī)交互測評，以物理模型為基礎(chǔ)，支持?jǐn)z像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)、GPS，以及V2V/V2I車通訊等多種應(yīng)用功能的開發(fā)應(yīng)用。支持模型在環(huán)MIL，軟件在環(huán)SiL，硬件在環(huán)HiL等多種使用模式。