一套成熟、实用的虚拟现实系统一般由软件部分（内容开发引擎，如VRPlatform），硬件部分（内容输出展示和交互控制端）和系统部分（交互内容）组成，三部分相互支持、相互制约、缺一不可。
选择合适的，与内容、应用场景匹配的硬件设备，才能让虚拟现实系统发挥最大效果！
——中视典小课堂
虚拟现实常见硬件形态
虚拟现实硬件可分为显示系统（内容输出端）和交互控制系统（动作输入端）两部分。
显示系统
1.头戴式显示系统
即虚拟现实头显。其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感，从而获得一种身在虚拟环境中的感觉。
虚拟现实头显具有小巧和沉浸感强的优势，同时也受限于封闭性较强、交流属性较弱等因素，适用于第一人称视角体验的场景，如单兵训练，虚拟驾驶等。
常用虚拟现实头显参数对比
2.桌面式显示系统
桌面式显示系统，如普通显示器，全息台、 AR台等。桌面式显示系统占地面积较小，一般按照每人或者小组配备设备，设备间可支持协同操作。
根据设备不同，有的需要佩戴主动液晶快门眼镜或光学偏振眼镜，能在不影响交流沟通的情况下提供较高的沉浸感和直观交互，常用于学校、企业等参与人数较多的理论、技能培训场景。
全息台
全息台是一款需要佩戴立体眼镜的桌面式显示系统，用户直接用交互手柄即可对眼前的全息图像进行交互。常用于全息教室教师端和学生端，为教育培训提供了一个即时交流和可持续创新的虚拟世界。
AR台
AR台下屏交互，上屏显示，适用于大场景、复杂逻辑内容仿真，是一款桌面沙盘式显示系统，广泛应用于教学演练、展示营销、产业设计、军事推演等领域。
3.大屏显示系统
大屏显示系统，包括多通道投影显示、大屏液晶显示、小间距LED屏显示等多种类型。其中多通道投影显示较为常用。多通道投影显示根据形式不同，又分为下面两类。
A、大屏显示之拼接融合投影
按形状划分：直幕、弧幕、球幕
按拼接数量划分：单通道、双通道、三通道……
按立体沉浸划分：2D或3D，主动式或被动式
按光路划分：正投，背投
选择哪种显示形式，主要依据用户自身需求，根据体验人数和对沉浸感、交互性的要求来选装。我们重点介绍几种常用的大屏显示系统。
环幕（弧幕）
环幕投影系统，包含环幕系统和环幕投影，采用多台投影（通道）组成的环形投影屏幕，环形幕半径通常有100～360弧度不等，由于其屏幕半径宽大，可以带来一个较高沉浸感虚拟仿真可视环境。环幕系统具有很强的通用性和易用性，在飞行仿真模拟、虚拟驾驶、展览展示、教育培训等行业广泛应用。
近年来随着用户需求的不断提升，中视典又创新性的为环幕系统集成了光学动作捕捉，并支持多人同步交互，目前已经成为院校仿真教学的标准化解决方案。
CADWall系统（直幕）
CADWall系统是以多通道同步技术和投影接合技术为基础，高度沉浸的大型投影墙虚拟仿真显示系统。CADWall与传统意义上的大屏幕最大的区别就是其拥有对于单独用户的视角追踪设备，以及独特的双眼立体显示功能。
CADWall可将计算机集群生成的实时三维数字影像输出并显示在一个超宽幅面的平面投影幕墙上，达到与实物1：1的展示效果并且无任何几何形变。用户能体验与实物大小相同的模拟仿真效果。CADWall是一个理想的设计、装配实验、教学、沟通、单兵训练和展示平台，非常适合设计小组多人同时进行讨论与检验结果。
B、大屏显示之洞穴式仿真投影CAVE
CAVE系统是硬质背投影墙组成的高度沉浸的虚拟演示环境，配合三维跟踪器，用户可以在被投影墙包围的系统近距离接触虚拟三维物体，或者随意漫游“真实”的虚拟环境，获得深度环绕沉浸式交互体验。
CAVE系统沉浸感强，适合场景代入要求高的应用场景，CAVE系统一般由一人操作，同时可支持10人左右的立体体验，不影响沟通交流。可用于虚拟设计与制造，虚拟装配，模拟训练，虚拟演示演示，虚拟生物医学工程，地质、矿产、石油，航空航天、科学可视化，军事模拟、指挥、虚拟战场、电子对抗，地形地貌、地理信息系统（GIS），建筑视景与城市规划，地震及消防演练仿真等多个领域。
根据投影方式、面数等不同，CAVE系统又分为L形屏（立幕和地幕）、双折幕、三折幕、可变形式CAVE等多种类型。
L型屏
可变形式CAVE
中视典变形式CAVE系统，通过电机控制可进行180度高清拼墙模式、135度模拟训练模式、90度完全沉浸式模式或者其他异形显示等不同工作模式的调整，兼具高沉浸感CAVE系统的全部优点，亦满足CADWALL 系统的功能特点，用户可根据所要表现的内容来自行调整显示方式，系统控制灵活、便捷。变形式仿真系统，能集合除弧幕之外其他幕型的优点于一身，适合大场地多学科应用。
小知识 | 主动3D与被动3D
主动3D是单组通道由一台3D投影机独立完成的3D显示。
主动式3D优点：画面残影少、3D效果突出；实现相对较容易，屏幕成本低；设备一次性投入相对低。
主动式3D缺点：主动式3D投影机价格比普通投影机高；主动式3D眼镜价格偏高，并且眼镜需要充电，镜片每秒各要开合50/60次，长时间观看，眼球的负担将会增加；亮度大打折扣，带上这种加入黑膜的3D眼镜以后，每只眼睛实际上只能得到一半的光；角度倾斜时得不到3D画面。
被动3D是单组通道由两台2D投影机通过叠加用偏光技术实现的3D显示。
被动式3D优点：3D眼镜价格相对便宜，长时间配戴没有疲劳感，不用充电；可视角度大，亮度好。
被动式3D缺点:设备一次性投入高，单个画面需要用两台投影机叠加实现，如果画面大则实现技术难度增大；对屏幕增益要求很高，目前市面上的屏幕能实现3D效果的只有高金属的硬幕或者软幕。
交互控制系统
1.数据手套
数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件，通过软件编程，可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作，也可以利用它的多模式性，用作一种控制场景漫游的工具。
目前的产品已经能够检测手指的弯曲，并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”。数据手套为操作者提供了一种通用、直接的人机交互方式，特别适用于需要多自由度手模型对虚拟物体进行复杂操作的虚拟现实系统。
数据手套分类：
一般VR数据手套：价格亲民，能采集VR数据，提供分析，但是体验真实度较差；
力反馈数据手套：体验真实度高，采集数据较精确，但价格高昂，应用相对繁琐。
注：数据手套本身不提供与空间位置相关的信息，必须与位置跟踪设备连用。
2.光学式动作捕捉系统
动作捕捉是实时地准确测量、记录物体在真实三维空间中的运动轨迹或姿态，并在虚拟三维空间中重建运动物体每一时刻运动状态的高新技术，在全息台、CADWALL、CAVE等系统中都配备了动作捕捉系统。
光学式动作捕捉是基于计算机视觉原理，由多个高速相机从不同角度对目标特征点的监视和跟踪来进行动作捕捉的技术。这类系统采集传感器通常都是光学相机，不同的是目标传感器类型不一，一种是在物体上不额外添加标记，基于二维图像特征或三维形状特征提取的关节信息作为探测目标，这类系统可统称为无标记点式光学动作捕捉系统，另一种是在物体上粘贴标记点作为目标传感器，这类系统称为标记点式光学动作捕捉。
目前常用的光学式动作捕捉系统有Optitrack、ARTtrack等。
3.VR万向跑步机
VR万向跑步机可以将用户的运动同步反馈到虚拟场景中，它会将人的方位、速率和里程数据全部记录下来并传输到虚拟场景，在虚拟世界中做出对现实反应的真实模拟。结合可选的VR眼镜或微软的Kinect配件，用户能够在现实中360°地控制虚拟角色的行走和运动，广泛用于安全演练、单兵训练等应用场景。
OMNI VR和KAT WALK VR是目前市面上两款最常见的万向跑步机。
用于消防应急培训的万向跑步机
1.半实物虚拟仿真平台
半实物虚拟仿真平台通过模拟出一个真实的驾驶舱，让体验者在一个虚拟的驾驶环境中，感受到接近真实效果的视觉、听觉和体感的驾驶体验。平台综合用到了三维图像即时生成技术、汽车动力学仿真物理系统、大视场显示技术（如多通道立体投影系统）、六自由度运动平台（或三自由度运动平台）、用户输入硬件系统、立体声音响、中控系统等。
半实物虚拟仿真平台一般用于虚拟驾驶训练，如汽车驾驶、大型机械设备虚拟驾驶、船舶驾驶模拟训练等。
由中视典打造的岩凿台车半实物虚拟仿真训练平台
2.全自动环物摄影系统
全自动环物摄影系统主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，建立物体表面的三维数据，是一种常用的虚拟现实数据获取、信息输入手段。
它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。常用于文物数字化、产品展示等领域。
小结
虚拟现实系统就是借助上面提到的这些硬件设备，来完成对人体的“视觉、听觉、触觉、平衡感，甚至味觉、嗅觉”的有效干扰，让体验者能最大程度的沉浸、感受虚拟世界。
用户在实际使用中，可按照各硬件的特点和应用场景需要，选择适合的产品组合搭配。优质的虚拟现实内容能让这些硬件投入发挥最佳效果！适合的虚拟现实硬件系统也能让虚拟现实内容充分展示其核心价值！
