136 2108 0965
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美术基础:素描
美术基础:水粉
Photoshop图像处理基础
构成基础:平面构成、色彩构成、立体构成
手绘效果图技法
AutoCAD图形设计建筑环境艺术设计材料及施工工艺天正建筑摄影与摄像基础
R度全景摄影技术
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室内设计原理
3ds max建筑效果表现技法
ray效果图渲染工程预算中外建筑史建筑风水学3ds max高级建筑综合渲染技法、
动画概论(含动漫手绘基础、影视动画艺术概述、视听语言)
3ds max建筑动画模型制作3ds max动画场景设计与制作
公共、地型及景观建筑模型制作Unity3D阶段实训:建筑家装实训
UE4虚拟现实基础
UE4引擎动画设计
Zbrush雕刻制作
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引擎蓝图架构设计After Effects数码影视合成与特效
Adobe premiere高级视频编辑与特效影视后期输出与音频音效制作
职素三
毕业综合项目实训:房地产动画方向、室内设计方向
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一、地产漫游:在虚拟现实系统中自由行走、任意观看,冲击力强,能使客户获得身临其境的真实感受,促进了合同签约的速度。
二、虚拟样板间:用于商业项目长期招商、招租、用于各类评比活动。一次性投入,可以应用在项目报批、建设、销售、招商招租等各个环节,并可以永久使用。
三、多专业协调: 多类型车辆行驶路线与其他布置、净空高度,如道路桥梁仿真。
四、网上看房:租售阶段用户通过互联网身临其境的了解项目的周表环境、空间布置、室内设计 。
五、场馆仿真:提前展示真实场馆风貌、辅助审批设计、规避设计投资风险。
R是irtual Reality的缩写,中文的意思就是虚拟现实,概念是在年代初提出来的,其具体是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。
R已不仅仅被于计算机图象领域,它已涉及更广的领域,如电视会议、网络技术和分布计算技术,并向分布式虚拟现实发展。虚拟现实技术已成为新产品设计开发的重要手段。其中,协同工作虚拟现实是R技术新的研究和应用的热点,它引入了新的技术问题,包括人的因素和网络、数据库技术等。如人的因素,已需要考虑多个参与者在一个共享的空间中如何相互交互,虚拟空间中的虚拟对象在多名参与者的共同作用下的行为等。
在R环境下的进行协同设计,团队成员可同步或异步地在虚拟环境中从事构造和操作虚拟对象的活动,并可对虚拟对象进行评估、讨论以及重新设计等活动。分布式虚拟环境可使地理位置上分布不同的设计人员面对相同的虚拟设计对象,通过在共享的虚拟环境中协同地使用声音和视频工具,可在设计的初期就能够消除设计缺陷,减少产品上市时间,提高产品质量。此外,R已成为构造虚拟样机,支持虚拟样机技术的重要工具。E――虚拟环境技术可使工程师在三维空间中实时地与他们的设计样机(虚拟样机)进行交互。
行业应用:
一、地产漫游:在虚拟现实系统中自由行走、任意观看,冲击力强,能使客户获得身临其境的真实感受,促进了合同签约的速度。
二、虚拟样板间:用于商业项目长期招商、招租、用于各类评比活动。一次性投入,可以应用在项目报批、建设、销售、招商招租等各个环节,并可以永久使用。
三、多专业协调: 多类型车辆行驶路线与其他布置、净空高度,如道路桥梁仿真。
四、网上看房:租售阶段用户通过互联网身临其境的了解项目的周表环境、空间布置、室内设计 。
五、场馆仿真:提前展示真实场馆风貌、辅助审批设计、规避设计投资风险。
研制“虚拟人”的目的,是为医学或其他学科的研究提供更为精致的演示条件。比如,研究手术方案或试验新型药物,都可以让“虚拟人”来充当试验者。美国某研究所的研究人员,为了测试一种治疗糖尿病新药的疗效,他们首先操控计算机让“虚拟人”患上糖尿病。这个过程很简单,只是用鼠标进行点击,就“切除”了“虚拟人”的胰腺或其它器,并让“虚拟人”的体重发生变化,几秒钟后一个健康的“虚拟人”就能变成一位糖尿病患者。然后,研究人员将试用新药的数据输入计算机,不断观察“虚拟病人”的反应,调整用药剂量和用药方法,最终得出结论。这种方法至少能为研究人员节省3年的时间。现在,除了用于开发糖尿病的新药以外,研究人员还在尝试用“虚拟人”对治疗风湿性关节炎、哮喘病等其它新药进行测试。
此外,在军事医学上,也可以让“虚拟人”来试验核武器、化学武器和生物武器对人体造成的各种疾患,以及治疗方法。
用电脑制作“虚拟人”,最关键的环节是采集各种人体数据。首先需要确定出一个理想的人体样本;然后经过尸体解剖、拍照、分析;再将数据输入电脑进行合成,从而制成一个完整的立体人类生理结构。
这项研究工作,由美国最先进行。他们于年提出了“可视虚拟人”的概念,并于年制成了世界第一具男性“虚拟人”。年又通过对一具女尸的解剖,在电脑中储存了高达年时间建立具有东方人特征的数据库。
我国对“虚拟人”的研究。在月日时分,我国首例女性虚拟人数据集在位于广州市的解放军第一军医大学构建成功,这标志着继美国、韩国后,中国成为世界上第三个拥有本国虚拟人数据库的国家。
虚拟人是指通过数字技术模拟真实的人体器而合成的三维模型。
这种模型不仅具有人体外形以及肝脏、心脏、肾脏等各个器的外貌,而且具备各器的新陈代谢机能,能较为真实地显示出人体的正常生理状态和出现的各种变化。
现在也指代一些依靠技术平台制造的虚拟人物,如翎、洛天依等。
虚拟现实(iaual Reality,R)作为一种综合计算机图形
技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立
体显示技术以及仿真技术等多种科学技术而发展起来的计
算机领域的新技术,目前所涉及的研究应用领域已经包括军
事、医学、心理学、教育、科研、商业、影视、娱乐、制造业、工程
训练等。R技术已经被公认为是世纪重要的发展学科
以及影响人们生活的重要技术之一。
1 虚拟现实技术的内涵与特征
R技术最早起源于年代的美国,发展至今也
还处于不断探索阶段。同时由于软硬件环境的限制和研究
应用方向的不同,人们对虚拟现实技术的理解也仁者见仁智
者见智。综合来说,R技术是一种综合应用各种技术制造
逼真的人工模拟环境,并能有效地模拟人在自然环境中的各
种感知系统行为的高级的人机交互技术。虚拟环境通常是
由计算机生成并控制的,使用户身临其境地感知虚拟环境中
的物体,通过虚拟现实的三维设备与物体接触,从而真正地
实现人机交互。可以说人处在虚拟环境之中跟现实环境是
没有差别的R技术的发展始终围绕它的三个特征而前进,即沉浸感、交互性和构想。这三个重要特征与其相邻近的技术(如
多媒体技术、计算机可视化技术等)相区别。沉浸感,是指计
算机生成的虚拟世界能给人一种身临其境的感觉,如同进入
了一个真实的客观世界;交互性,是指人能够很自然地跟虚
拟世界中的对象进行交互操作或者交流;构想,是指虚拟环
境可使人沉浸其中并且获取新的知识,提高感性和理性认
识,从而深化概念并萌发新意。因而可以说,虚拟现实可以
启发人的创造性思维。
2 国外虚拟现实技术的研究现状
R技术最早在世纪中期由美国PL探索和它
的创始人Jamn IJaIlier提出这一概念,后来美国宇航局
(NASA)的艾姆斯空间中心利用流行的液晶显示电视和其它
设备,开始研制低成本的虚拟现实系统,推动了该技术硬件
的进步。目前,虚拟现实技术已获得了长足的发展。在国
内,年代末开始进行研究,目前还处于初级阶段。
2.1 美国虚拟现实技术的研究动态
美国作为R技术的发源地,其研究水平基本上就代表
国际R发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集
中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。美国宇航局(NASA)的Ames实验室研究主要集中在以
下方面:将数据手套工程化,使其成为可用性较高的产品;在
约翰逊空间中心完成空间站操纵的实时仿真;大量运用了面
向座舱的飞行模拟技术;对哈勃太空望远镜的仿真。现在正
致力于一个叫“虚拟行星探索”(vPE)的试验计划o[3 3现在
NASA己经建立了航空、卫星维护R训练系统,空间站R
训练系统,并且已经建立了可供全国使用的R教育系统。
北卡罗来纳大学(UNC)的计算机系是进行R研究最早
的大学,他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、
建筑仿真等。
Loma lAnda大学医学中心的David Warner博士和他的研
究小组成功地将计算机图形及R的设备用于探讨与神经疾
病相关的问题,首创了R儿科治疗法。
麻省理工学院(MIT)是研究人工智能、机器人和计算机
图形学及动画的先锋,这些技术都是R技术的基础,
年M1T成立了媒体实验室,进行虚拟环境的正规研究。
华盛顿大学华盛顿技术中心的人机界面技术实验室
(1ilT lab),将R研究引入了教育、设计、娱乐和制造领域。
从年代初起,美国率先将虚拟现实技术用于军事领
域,主要用于以下四个方面:虚拟战场环境;进行单兵模拟训
练;实施诸军兵种联合演习;进行指挥员训练。
2.2 英国和日本虚拟现实技术的研究与开发
在R开发的某些方面,特别是在分布并行处理、辅助设
备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面,英国是领先的,尤
其是在欧洲。英国主要有四个从事R技术研究的中心:[4:
Windustries(工业集团),是国际R界的著名开发机
构,在工业设计和可视化等重要领域占有一席之地;British
Aerospace(英国航空BAe)的Brough分部,正在利用R
技术设计高级战斗机座舱;Dimension International,是桌面R
的先驱。该生产了一系列的商业R软件包,都命名为
Superscape;Divin LTD在开发ISION、Pro ision和su—
pervision系统/模块化高速图形引擎中,率先使用了Tmnsputer
和i技术。
日本主要致力于建立大规模R知识库的研究,在虚拟
现实的游戏方面的研究也处于领先地位。
京都的先进电子通信研究所(ATR)正在开发一套系统,
它能用图像处理来识别手势和面部表情,并把它们作为系统
输入;富士通实验室正在研究虚拟生物与R环境
的相互作用,他们还在研究虚拟现实中的手势识别,已经开
发了一套神经网络姿势识别系统,该系统可以识别姿势,也
可以识别表示词的信语言。_2 日本奈良尖端技术研究生院
大学教授千原国宏领导的研究小组于年开发出一种嗅
觉模拟器,只要把虚拟空间里的水果拉到鼻尖上一闻,装置
就会在鼻尖处放出水果的香味,这是虚拟现实技术在嗅觉研
究领域的一项突破。
3 我国虚拟现实技术的研究现状
我国R技术研究起步较晚,与国外发达国家还有一定
的差距,但现在已引起国家有关部门和科学家们的高度重
视,并根据我国的国情,制定了开展R技术的研究计划。九
五规划、国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划等
都把R列入了研究项目。国内一些重点院校,已积极投入
到了这一领域的研究工作。
北京航空航天大学计算机系是国内最早进行R研究、
最有权威的单位之一,并在以下方面取得进展:着重研究了
虚拟环境中物体物理特性的表示与处理;在虚拟现实中的视
觉接口方面开发出部分硬件,并提出有关算法及实现方法;
实现了分布式虚拟环境网络设计,可以提供实时三维动态数
据库、虚拟现实演示环境、用于飞行员训练的虚拟现实系统、
虚拟现实应用系统的开发平台等。
浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发出了一套桌面
型虚拟建筑环境实时漫游系统,还研制出了在虚拟环境中一
种新的快速漫游算法和一种递进网格的快速生成算法;哈尔
滨工业大学已经成功地虚拟出了人的高级行为中特定人脸
图像的合成、表情的合成和唇动的合成等技术问题;清华大
学计算机科学和技术系对虚拟现实和临场感的方面进行了
研究;西安交通大学信息工程研究所对虚拟现实中的关键技
术——立体显示技术进行了研究,提出了一种基于JPEG标
准压缩编码新方案,获得了较高的压缩比、信噪比以及解压
速度;北方工业大学CAD研究中心是我国最早开展计算机
动画研究的单位之一,中国第一部完全用计算机动画技术制
作的科教片《相似》就出自该中心。
4 虚拟现实技术发展趋势
R技术是高度集成的技术,涵盖计算机软硬件、传感器
技术、立体显示技术等。R技术的研究内容大体上可分为
R技术本身的研究和R技术应用的研究两大类。
根据vR所倾向的特征的不同,目前虚拟现实系统主要
划分为四个层次:即桌面式、增强式、沉浸式和网络分布式虚
拟现实。R技术的实质是构建一种人能够与之进行自由交
互的“世界”,在这个“世界”中参与者可以实时地探索或移动
其中的对象。沉浸式虚拟现实是最理想的追目标,实现的
主要方式主要是戴上特制的头盔显示器、数据手套以及身体
部位跟踪器,通过听觉、触觉和视觉在虚拟场景中进行体验。
桌面式虚拟现实系统被称为“窗口仿真”,尽管有一定的局限
性,但由于成本低廉而仍然得到了广泛应用。增强式虚拟现
实系统主要用来为一群戴上立体眼镜的人观察虚拟环境,性
能介于以上两者之间,也成为开发的热点之一。总体上看,
纵观多年来的发展历程,R技术的未来研究仍将遵循“低成
本、高性能”这一原则,从软件、硬件上展开,并将在以下主要
方向发展: J
4.1 动态环境建模技术
虚拟环境的建立是R技术的核心内容,动态环境建模
技术的目的是获取实际环境的三维数据,并根据需要建立相
应的虚拟环境模型。
4.2 实时三维图形生成和显示技术
三维图形的生成技术已比较成熟,而关键是如何“实时
生成”,在不降低图形的质量和复杂程度的前提下,如何提高
刷新频率将是今后重要的研究内容。此外,R还依赖于立
体显示和传感器技术的发展,现有的虚拟设备还不能满足系
统的需要,有必要开发新的三维图形生成和显示技术。
4.3 新型交互设备的研制
虚拟现实实现人能够自由地与虚拟世界中的对象进行
交互,犹如身临其境,借助的输入输出设备主要有头盔显示
器、数据手套、数据衣服、三维位置传感器和三维声音产生器
等。因此,新型、便宜、鲁棒性优良的数据手套和数据服将成
为未来研究的重要方向。
4.4 智能化语音虚拟现实建模
虚拟现实建模是一个比较繁复的过程,需要大量的时间
和精力。如果将R技术与智能技术、语音识别技术结合起
来,可以很好地解决这个问题。我们对模型的属性、方法和
一般特点的描述通过语音识别技术转化成建模所需的数据,
然后利用计算机的图形处理技术和人工智能技术进行设计、
导航和评价,将基本模型用对象表示出来,并逻辑地将各种
基本模型静态或动态地连接起来,最后形成系统模型。在各
种模型形成后进行评价并给出结果,并由人直接通过语言来
进行编辑和确认。
4.5 大型网络分布式虚拟现实(Distributed irtual Reality,
DR)的应用
网络分布式虚拟现实将分散的虚拟现实系统或仿真器
通过网络联结起来,采用协调一致的结构、标准、协议和数据
库,形成一个在时间和空间上互相耦合的虚拟,合成环境,参
与者可自由地进行交互作用。目前,分布式虚拟交互仿真已
成为国际上的研究热点,相继推出了DIS、mA等相关标准。
网络分布式R在航天中极具应用价值,例如,国际空间站的
参与国分布在世界不同区域,分布式R训练环境不需要在
各国重建仿真系统,这样不仅减少了研制费设备费用,而且
也减少了人员出差的费用和异地生活的不适。
5 总结
虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一,作为一门
科学和艺术将会不断走向成熟,在各行各业中将得到广泛应
用,并发挥神奇的作用,二十一世纪将是虚拟现实技术的时
代。
虚拟现实(irtual Reality,简称R;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术。R是一 项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计 算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世 界进行体验和交互作用。R主要有三方面的含义:第一,虚拟现实是借助于计算机生成逼真 的实体,“实体”是对于人的感觉(视、听、触、嗅)而言的;第二,用户可以通过人的自然 技能与这个环境交互,自然技能是指人的头部转动、眼动、手势等其他人体的动作;第三, 虚拟现实往往要借助于一些三维设备和传感设备来完成交互操作。近年来,R已逐渐从实验 室的研究项目走向实际应用。目前在军事、航天、建筑设计、旅游、医疗和文化娱乐及教育 方面得到不少应用。在国内,有关R的项目已经列入计划,R的研究和应用正在全面展开。
“虚拟现实技术”对全球大多数企业来说都是一个新名词,但由于“虚拟现实技术”的巨大应用价值,已为宝马、GE(通用)、Boeing(波音)、Sukhoi(苏霍伊)等全球强中的大型工业企业广泛应用于设计、营销、培训、客户等诸多领域。
虚拟现实技术的应用前景
R技术的应用极为广泛,Helsel与Doherty在年对全世界范围内已经进行的项R研究项目作了统计,结果表明:目前在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流,%,%,%,%,%,另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。
(1)医学
R在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中,可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学生可以很容易了解人体内部各器结构,这比现有的采用教科书的方式要有效得多。
Pieper及Satara等研究者在年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器,用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯,虚拟的外科工具(如手术刀、注射器、手术钳等),虚拟的人体模型与器等。借助于HMD及感觉手套,使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进,如需提高环境的真实感,增加网络功能,使其能同时培训多个使用者,或可在外地专家的指导下工作等。
另外,在远距离遥控外科手术,复杂手术的计划安排,手术过程的信息指导,手术后果预测及改善残疾人生恬状况,乃至新型药物的研制等方面,R技术都有十分重要的意义。
(2)娱乐、艺术与教育
丰富的感觉能力与年的一场未来战争;英国开发的称为“irtuality”的R游戏系统,配有HMD,大大增强了真实感;年的一台称为“Legeal Qust”的系统由于增加了人工智能功能,使计算机具备了自学习功能,大大增强了趣味性及难度,使该系统获该年度R产品奖。另外在家庭娱乐方面R也显示出了很好的前景。
作为传输显示信息的媒体,R在未来艺术领域方面所具有的潜在应用能力也不可低估。R所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术(如油画、雕刻等)转化为动态的,可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。另外,R提高了艺术表现能力,如一个虚拟的音乐家可以演奏各种各样的乐器,手足不便的人或远在外地的人可以在他生活的居室中去虚拟的音乐厅欣赏音乐会等等。
对艺术的潜在应用价值同样适用于教育,如在解释一些复杂的系统抽象的概念如量子物理等方面,R是非常有力的工具,Lofin等人在年建立了一个“虚拟的物理实验室”,用于解释某些物理概念,如位置与速度,力量与位移等。
(3)军事与航天工业
模拟与练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为R提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DARPA自多台模拟器。另外利用R技术,可模拟零重力环境,以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。
(4)管理工程
R在管理工程方面也显示出了无与伦比的优越性。如设计一新型建筑物时,可以在建筑物动工之前用R技术显示一下;当财政发生危机时,可以帮助分析大量的股票、债券等方面的数据以寻找对策等等。
以上仅列出虚拟现实的部分应用前景,可以预见,在不久的将来,虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯,并将深入到人们的日常工作与生活。
虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然地实时感知交互手段,最大限度地方便用户的操作。
虚拟现实技术(R)可以使人与信息管理环境的关系变得比以往更为密切与和谐,它还能使由它构成的计算机软硬件环境变得比以往更为强大与灵巧。
(1)R在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。该技术可用于解剖教学、复杂手术过程的规划,在手术过程中提供可操作和信息上的辅助,预测手术结果等。另外,在远程医疗中,虚拟现实技术也很有潜力。例如在偏远的山区,通过远程医疗虚拟现实系统,患者不进城也能够接受名医的治疗。对于危机病人,还可以实施远程手术。医生对病人模型进行手术,他的行动通过卫星传送到远处的手术机器人。手术的实际图像通过机器人上的摄像机传回医生的头盔立体显示器,并将其和虚拟病人模型进行叠加,为医生提供有用的信息。美国斯坦福国际研究所已成功研制出远程手术医疗系统。
(2)R在娱乐方面的应用具有重要的现实意义。由于在娱乐方面对R的真实感要不是太高,故近些年来R在该方面发展最为迅猛。丰富的感觉能力与3D显示环境使得R成为理想的视频游戏工具。作为传输显示信息的媒体,R在未来艺术领域方面所具有的潜在应用能力也不可低估。R所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术(如油画、雕塑等)转化为动态的,可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。另外,R提高了艺术表现能力,如一个虚拟的音乐家可以演奏各种各样的乐器,手足不便的人或远在外地的人可以在他生活得居室中去虚拟的音乐厅欣赏音乐会等等。
(3)R在航天领域的应用具有重要的现实意义。在航天领域,R技术也非常重要。例如,失重是航天飞行中必须克服的困难,因为在失重情况下对物体的运动难以预测。为了在太空中进行精确地操作,需要对宇航员进行长时间的失重仿真训练。为了逼真地模拟太空中的情景,美国航天局NASA在“哈勃太空望远镜的修复和维护”计划中采用了R仿真训练技术。在军事领域中,军队被布置在与实际车辆和指挥中心相同的位置,他们可以看到一个有山、树、云彩、硝烟、道路、建筑物以及由其他部队操纵的车辆的模拟战场。这些由实际人员操作的车辆可以相互射击,系统利用无线电通信和声音来加强真实感。系统的每个用户可以通过环境视点来观察别人的行动。炮火的显示极为真实,用户可以看到被攻击部队炸毁的情况。从直升机上看到的场景也非常逼真。这个模拟系统可用来训练坦克、直升机和进行军事演习,以及训练部队之间的协同作战能力。
虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它可以是实际上可实现的,也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此,虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。
上面的都是一些书本上的说法,我来说点真正实际的东西吧
虚拟现实技术在中国还是刚刚发展,他是和计算机仿真学,环境艺术学等等密切相关的,现在在各个大的院校都有虚拟现实的实验室,一般设立在计算机学院或者机械学院,国内目前底层的研究比较少,主要还是工程开发。现在国内出现了很多的虚拟现实的,在北京,上海,西安都有很多。他们一般是用于房地产开发,政府进行市区规划,或者是给院校提供一些设备方案。靠虚拟现实挣钱的话。可以分为软件和硬件两个方面,软件挣钱就是给对方做一套虚拟现实的产品,满足客户的需要,硬件的话就是运行这个产品的平台,这个一般是比较昂贵的,一般提供好几冲方案,从普通的pc机到工作站,到真正的虚拟现实沉浸设备,通过硬件也可以有很好的利润