本發(fā)明所述一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的傳統(tǒng)手工藝保護(hù)與培訓(xùn)系統(tǒng)，屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)手工藝飽含民族的智慧，散發(fā)著濃郁的民間文化之芳香，但面對(duì)當(dāng)今時(shí)代的變化，傳統(tǒng)手工藝與現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的矛盾使得傳統(tǒng)手工藝人才斷層現(xiàn)象嚴(yán)重，后繼乏人，部分民間傳統(tǒng)藝術(shù)的萎縮甚至消亡。隨著計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)的快速發(fā)展，促使人們不斷改進(jìn)和完善保護(hù)、開發(fā)手工藝術(shù)資源的方式方法，解決“中國(guó)手藝”將在我們這一代人手中成為“絕唱”，漸漸成為“歷史的化石”的嚴(yán)峻問題。國(guó)家的政策、網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用，在推廣傳播手工藝方面起到有益的促進(jìn)作用，比如制訂民間藝術(shù)保護(hù)規(guī)劃、加強(qiáng)民間藝術(shù)傳承人隊(duì)伍建設(shè)，又如手工藝制作技術(shù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。

然而傳統(tǒng)手工想要積極健康地走下去，目前的這些措施和方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)解決不了根本問題的。

首先，當(dāng)前傳統(tǒng)手工技藝的傳承是典型的師徒或家族式的傳承方式，手把手的實(shí)踐式的教學(xué)是傳統(tǒng)手工技藝的傳承主要形式，通過實(shí)踐，徒弟看著師傅做活，觀察體會(huì)師傅每一個(gè)細(xì)微的用手動(dòng)作、姿態(tài)，同時(shí)自己做同步練習(xí)。傳統(tǒng)手工藝人才的嚴(yán)重匱乏，以及教學(xué)場(chǎng)地、教學(xué)設(shè)施的缺乏，以及部分手工藝人家族觀念的局限，使得這種手把手的實(shí)踐式教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)，直接影響了傳統(tǒng)手工藝的保護(hù)和傳播方式；

其次，手工藝制作的過程、技巧，包含了很多精妙的細(xì)節(jié)，通常一次觀察是不足夠的。要想學(xué)好傳統(tǒng)手工藝，是需要反復(fù)觀察，多次學(xué)習(xí)，然而目前只能通過錄像、照片等方式記錄，沒有其他方式能夠再現(xiàn)，不利于新一代繼承者和研究人員深入研究其精妙之處和場(chǎng)景再現(xiàn)，目前的傳統(tǒng)手工藝的照片和錄像保護(hù)和傳播形式單一，難以提供全景式學(xué)習(xí)和觀察；

最后，手工藝工藝的學(xué)習(xí)和繼承，也是長(zhǎng)期實(shí)踐、反復(fù)練習(xí)的結(jié)果，但是在傳統(tǒng)手工藝的制作過程中，往往因?yàn)閳?chǎng)地、材料、設(shè)施、工具、經(jīng)費(fèi)等方面的原因，無法滿足新一代手工藝愛好者的學(xué)習(xí)與實(shí)踐條件，也就容易阻礙了1一些對(duì)手工藝感興趣的潛繼承者們的對(duì)傳統(tǒng)工藝的繼承與傳播。因此，開發(fā)出一種不受外界環(huán)境干擾、經(jīng)費(fèi)、設(shè)備限制，真實(shí)再現(xiàn)工藝制作場(chǎng)景，能夠手把手實(shí)踐式教學(xué)的新型傳統(tǒng)手工藝保護(hù)和培訓(xùn)系統(tǒng)是很有必要的。

在國(guó)內(nèi)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，為開發(fā)一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的傳統(tǒng)手工藝保護(hù)與培訓(xùn)系統(tǒng)提供了條件，但是，目前市場(chǎng)上很少有一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的傳統(tǒng)手工藝保護(hù)與培訓(xùn)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的傳統(tǒng)手工藝保護(hù)與培訓(xùn)系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維動(dòng)畫的制作生成傳統(tǒng)手工藝的制作流程及成品模型，建立與手工藝制作場(chǎng)地、設(shè)備類似的模擬場(chǎng)景，還原制作工藝，并借助傳感裝置使用戶在視覺、觸覺、聽覺等感官上與虛擬環(huán)境形成交互形成真實(shí)的制作感受。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的傳統(tǒng)手工藝保護(hù)與培訓(xùn)系統(tǒng)，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的傳統(tǒng)手工藝保護(hù)與培訓(xùn)系統(tǒng)，包括材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶檔案數(shù)據(jù)庫(kù)、傳統(tǒng)手工藝服務(wù)器群、數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集終端、vr終端計(jì)算機(jī)、vr培訓(xùn)終端，其特征在于，通過數(shù)據(jù)采集終端中輸入設(shè)備的傳感器采集傳統(tǒng)手工藝制作流程的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，將采集的數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)將采集到的材料數(shù)據(jù)、手工藝數(shù)據(jù)、工具使用數(shù)據(jù)分別進(jìn)行格式化和壓縮，并通過廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)的現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)讲牧蠈傩詳?shù)據(jù)庫(kù)、手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，vr終端計(jì)算機(jī)通過用戶輸入的手工藝信息模擬出虛擬制作材料、制作環(huán)境和制作工具，并將數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給vr培訓(xùn)終端，通過vr培訓(xùn)終端上的各種感知設(shè)備來輔助學(xué)員進(jìn)行手工藝制作，還原真實(shí)制作過程中的感受，協(xié)助學(xué)員掌握手工藝的手法和技巧，從而生成可交互的虛擬傳統(tǒng)手工藝世界。

所述材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，用來存儲(chǔ)由數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)通過廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳的關(guān)于手工藝制作時(shí)所需材料的相關(guān)數(shù)據(jù)，其中包括物理屬性、化學(xué)屬性和生物屬性等，并通過廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為vr終端計(jì)算機(jī)提供創(chuàng)建虛擬材料模型的數(shù)據(jù)支持。

所述工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，用來存儲(chǔ)由數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)通過廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳的關(guān)于手工藝制作時(shí)所使用工具的相關(guān)數(shù)據(jù)，其中包括工具的結(jié)構(gòu)外形、工具的力學(xué)特性、工具各基本操作的動(dòng)作手法等，并通過廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為vr終端計(jì)算機(jī)提供創(chuàng)建虛擬工具模型的數(shù)據(jù)支持。

所述手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，用來存儲(chǔ)由數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)通過廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳的關(guān)于手工藝制作時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，其中包括工作環(huán)境數(shù)據(jù)、材料變化數(shù)據(jù)、工具操作數(shù)據(jù)、人體感受到的反饋數(shù)據(jù)等，并通過廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為vr終端計(jì)算機(jī)提供還原制作環(huán)境、制作工藝、制作體驗(yàn)的數(shù)據(jù)支持。

所述用戶檔案數(shù)據(jù)庫(kù)，安裝于手工藝培訓(xùn)基地大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中心，用來存儲(chǔ)用戶的個(gè)人信息、手工藝培訓(xùn)項(xiàng)目及相應(yīng)的培訓(xùn)記錄、熟練程度、考核成績(jī)等用戶數(shù)據(jù)信息。具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)組織、用戶管理、安全檢查等功能。將各種數(shù)據(jù)有序的管理起來，并對(duì)其他應(yīng)用提供統(tǒng)一的接口和服務(wù)。

所述傳統(tǒng)手工藝服務(wù)器集群，用于數(shù)據(jù)分析和處理，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、虛擬現(xiàn)實(shí)服務(wù)器、培訓(xùn)與考核服務(wù)器。采用share-nothing架構(gòu)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)完全獨(dú)立，節(jié)點(diǎn)之間通過網(wǎng)絡(luò)連接。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有自己的內(nèi)存和存儲(chǔ)，都保留數(shù)據(jù)的完整副本。

所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，建立在傳統(tǒng)手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為本系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)備份/恢復(fù)、啟動(dòng)/停止數(shù)據(jù)庫(kù)的管理工具。能大大降低網(wǎng)絡(luò)開銷，協(xié)調(diào)操作，減少資源競(jìng)爭(zhēng)，避免死鎖，提供聯(lián)機(jī)查詢優(yōu)化機(jī)制。

所述數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)，是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集中心，用于接收數(shù)據(jù)采集終端通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳的原始手工藝制作數(shù)據(jù)，并將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、計(jì)算、格式化、壓縮的處理后通過廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)分別上傳到材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。

所述數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，保存數(shù)據(jù)采集終端采集的傳統(tǒng)手工藝操作的原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的設(shè)計(jì)以opcserver為核心，介于各種硬件設(shè)備與上位過程控制系統(tǒng)之間，將采用不同的通訊規(guī)約和通訊方式的各個(gè)監(jiān)控設(shè)備信息轉(zhuǎn)換成符合opc接口規(guī)范的信息，提供給客戶端，同時(shí)通過數(shù)據(jù)采集服務(wù)器采集相應(yīng)的設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)信息。

所述虛擬現(xiàn)實(shí)服務(wù)器，處理多個(gè)傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)信息并使其融合，生成交互式的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真模擬手工藝制作環(huán)境，處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶的輸入作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官。

所述培訓(xùn)與考核服務(wù)器，存儲(chǔ)手工藝制作的手法、流程和技巧等數(shù)據(jù)，在培訓(xùn)模式下，下發(fā)控制命令信息給虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)來輔助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)；在考核模式下，記錄考生手工藝制作的手法和流程，與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的正確的制作參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，給出考核成績(jī)和指導(dǎo)建議。

所述數(shù)據(jù)采集終端，是手工藝?yán)^承者身上布置的多種輸入設(shè)備傳感器，主要包括三維掃描儀、動(dòng)作捕捉儀、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)采集操作臺(tái)等。將通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳原始數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理。

所述三維掃描儀，用來偵測(cè)并分析現(xiàn)實(shí)世界中物體或環(huán)境的形狀（幾何構(gòu)造）與外觀數(shù)據(jù)（如顏色、表面反照率等性質(zhì)）。搜集到的數(shù)據(jù)常被用來進(jìn)行三維重建計(jì)算，在虛擬世界中創(chuàng)建實(shí)際物體的數(shù)字模型。

所述動(dòng)作捕捉儀，用來確定參與者的頭部、手、身體等的位置與方向，準(zhǔn)確地跟蹤測(cè)量參與者的動(dòng)作，將這些動(dòng)作實(shí)時(shí)檢測(cè)出來。

所述數(shù)據(jù)手套，是一種多模式的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件，通過軟件編程，可進(jìn)行虛擬場(chǎng)景中物體的抓取、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，也可以利用它探測(cè)與出地面密度、水含量、磁場(chǎng)強(qiáng)度、危害相似度、或光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)強(qiáng)度。

所述vr終端計(jì)算機(jī)，是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的輔助培訓(xùn)中心，主要分為兩種模式，輔助培訓(xùn)模式和操作評(píng)估模式。

所述輔助培訓(xùn)模式，即vr終端計(jì)算機(jī)將搭建虛擬材料模型和虛擬工具模型，并將顯示數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給vr培訓(xùn)終端，通過手工藝學(xué)習(xí)者身上的穿戴設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)上的設(shè)備來控制學(xué)習(xí)者手部的操作，同時(shí)通過傳感器將真實(shí)的操作體驗(yàn)再現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。

所述操作評(píng)估模式，即vr終端計(jì)算機(jī)將搭建虛擬材料模型和虛擬工具模型，并將顯示數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸給vr培訓(xùn)終端，通過安置在學(xué)習(xí)者身上的穿戴設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)上的設(shè)備反饋回來的信息來評(píng)估學(xué)習(xí)者對(duì)本手工藝的掌握程度，并給予相關(guān)提示。

所述vr培訓(xùn)終端，是手工藝學(xué)員身上布置的多種輸出設(shè)備和信息反饋設(shè)備，主要包括數(shù)據(jù)手套、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)等。通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)從vr終端計(jì)算機(jī)獲取顯示數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，并反饋vr培訓(xùn)終端捕捉到的用戶的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。

所述虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，是利用頭盔顯示器將人的對(duì)外界的視覺、聽覺封閉，引導(dǎo)用戶產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中的感覺。

所述虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)，為一臺(tái)定制的電腦，與虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔配合實(shí)現(xiàn)三維圖像顯示，提供不同類型的操作手柄。

所述數(shù)據(jù)采集操作臺(tái)，為一臺(tái)定制的電腦，主要用于測(cè)量現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境下的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括采集圖像的攝像頭、采集溫度的傳感器、采集壓力的傳感器、采集聲音的傳感器等。

本發(fā)明一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的傳統(tǒng)手工藝保護(hù)與培訓(xùn)系統(tǒng)，主要具有以下優(yōu)勢(shì)：

從整體上來說，本發(fā)明從現(xiàn)實(shí)環(huán)境中采集手工藝數(shù)據(jù)，在虛擬環(huán)境中研究、學(xué)習(xí)和傳承手工藝，關(guān)鍵在于傳統(tǒng)手工藝的記錄、教學(xué)和傳承，亮點(diǎn)在于使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

首先，本發(fā)明能夠彌補(bǔ)目前傳統(tǒng)手工藝僅靠代代相傳，或視頻圖像等保存和傳播的保護(hù)方式。本發(fā)明利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以存儲(chǔ)材料屬性數(shù)據(jù)、手工藝數(shù)據(jù)、工具屬性數(shù)據(jù)等信息，并憑借計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫制作技術(shù)，立體化、多方位全面的將飽含民族的智慧、蘊(yùn)含中國(guó)特色文化的傳統(tǒng)手工藝制作工藝，將成果以盡可能真實(shí)的程度保存下來。任何用戶都可以在需要的時(shí)候，通過vr終端還原真實(shí)的制作環(huán)境、制作工藝，制作體驗(yàn)。甚至通過互聯(lián)網(wǎng)就能夠完整傳統(tǒng)手工藝的學(xué)習(xí)和觀察，有利于傳統(tǒng)手工藝?yán)^承者和相關(guān)研究人員深入研究。

其次，本發(fā)明無教師的限制，突破了傳統(tǒng)手工藝人才的嚴(yán)重匱乏、拜師無門的屏障。每一個(gè)手工藝學(xué)習(xí)者可以通過本系統(tǒng)再現(xiàn)手工藝制作工藝的真實(shí)場(chǎng)景，便于學(xué)習(xí)者觀察體會(huì)傳統(tǒng)手工藝大師每一個(gè)細(xì)微的用手動(dòng)作、姿態(tài)等每一個(gè)精妙細(xì)微之處，同時(shí)利用本系統(tǒng)中的vr培訓(xùn)終端的多種輸出設(shè)備和信息反饋設(shè)備，通過頭盔式顯示器、穿戴設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)等全方位地來控制學(xué)習(xí)者手部的操作，同時(shí)通過傳感器將真實(shí)的操作體驗(yàn)再現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，具有科學(xué)性、交互性、立體全方位性等優(yōu)點(diǎn)，輔助學(xué)習(xí)者跟隨工藝大師同步實(shí)踐學(xué)習(xí)。通過安置在學(xué)習(xí)者身上的穿戴設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)上的設(shè)備反饋回來的信息來評(píng)估學(xué)習(xí)者對(duì)本手工藝的掌握程度，并給予相關(guān)提示。提以打破傳統(tǒng)的師徒或家族式的手工藝傳承方式，并充分還原傳統(tǒng)手工技藝手把手的實(shí)踐式的教學(xué)傳承形式。

最后，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)手工藝的制作過程中，往往因?yàn)閳?chǎng)地、材料、設(shè)施、工具、經(jīng)費(fèi)等方面的原因，無法滿足新一代手工藝愛好者的學(xué)習(xí)與實(shí)踐條件的障礙。利用本系統(tǒng)虛擬再現(xiàn)的手工藝制作場(chǎng)地、材料、設(shè)施、工具等，省去了手工作坊的建造，材料的準(zhǔn)備和設(shè)備的采購(gòu)等繁雜的物質(zhì)需求，以及前往特定的教學(xué)場(chǎng)地的局限。任何用戶，在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，都能夠進(jìn)行隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，便于長(zhǎng)期實(shí)踐、反復(fù)練習(xí)，甚至可以根據(jù)系統(tǒng)的量化評(píng)估及建議，反復(fù)練習(xí)某一個(gè)動(dòng)作技巧，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生工藝制作廢棄物，具有方便快捷，可重復(fù)性，綠色無污染等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例示意圖。

圖3-1、3-2和3-3是本發(fā)明的中華傳統(tǒng)工藝分類及主要材料和工具。

圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)例提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的傳統(tǒng)手工藝保護(hù)與培訓(xùn)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其特征在于，包括如下模塊：材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)（100）、工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)（101）、手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)（102）、用戶檔案數(shù)據(jù)庫(kù)（103）、傳統(tǒng)手工藝服務(wù)器集群（104）、數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)（105）、數(shù)據(jù)采集終端（106）、vr終端計(jì)算機(jī)（107）和vr培訓(xùn)終端（108）。

進(jìn)一步的，所述材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)（100）安裝于傳統(tǒng)手工藝培訓(xùn)基地大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中心，建立在傳統(tǒng)手工藝服務(wù)器集群（104），與所述數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)（105）和vr終端計(jì)算機(jī)（107）連接在一起，材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)將用來存儲(chǔ)手工藝原材料及制作過程中材料的物理、化學(xué)屬性生物（包括材料的三維形狀、硬度、表面色彩光澤等等）。該數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包含大容量存儲(chǔ)柜和高性能服務(wù)器。采用maiwok8fu3e磁盤陣列柜是多個(gè)大容量硬盤的集合體，8個(gè)單機(jī)磁盤，最大存儲(chǔ)容量為48tb，平均傳輸率6gb/s，系統(tǒng)支持windows2000、windowsxp、windowsvista、windows7、windows8、macos、linux。1×usb3.0，1×esata外接主機(jī)通道，內(nèi)置硬盤接口satai/ii/iii，采用雙風(fēng)扇冷卻，電源ac100-240v，50-60hz，350mm×150mm×296mm。優(yōu)選的，兩臺(tái)華為fusionserver8u刀片式服務(wù)器，刀片式服務(wù)器是一種hahd（highavailabilityhighdensity，高可用高密度）的低成本服務(wù)器平臺(tái)，是專門為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)的，采用ddr3內(nèi)存技術(shù)，采用sas/sataⅱ硬盤接口，最大硬盤容量為24tb，最大支持40塊sas/sataⅱ2.5英寸硬盤，采用raid技術(shù)，該技術(shù)有兩大特點(diǎn)：一是速度、二是安全，包含9個(gè)熱插拔風(fēng)扇模塊，支持n+1冗余，最多2個(gè)可1+1冗余機(jī)箱管理模塊，支持ipmi2.0、sol、ssl、ssh等管理協(xié)議，支持cli、ipmitools、rmcp+等管理接口和web管理，10個(gè)刀片槽位，最多可安裝10個(gè)華為bh系列全高刀片服務(wù)器，最大可安裝6個(gè)華為刀片i/o模塊，n+n/n+1冗余電源，電源數(shù)量96個(gè)，電源電壓110v/220vac或-48vdc，電源功率6×1600w或6×1300w，產(chǎn)品尺寸353×447×810mm。采用orcale數(shù)據(jù)庫(kù)，它可以支持多種不同的硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)，從臺(tái)式機(jī)到大型和超級(jí)計(jì)算機(jī)，為各種硬件結(jié)構(gòu)提供高度的可伸縮性，支持對(duì)稱多處理器、群集多處理器、大規(guī)模處理器等，并提供廣泛的國(guó)際語言支持。orcale是一個(gè)多用戶系統(tǒng)，能自動(dòng)從批處理或在線環(huán)境的系統(tǒng)故障中恢復(fù)運(yùn)行。系統(tǒng)提供了一個(gè)完整的軟件開發(fā)工具developer2000，包括交互式應(yīng)用程序生成器、報(bào)表打印軟件、字處理軟件以及集中式數(shù)據(jù)字典，用戶可以利用這些工具生成自己的應(yīng)用程序。orcale以二維表的形式表示數(shù)據(jù)，并提供了sql(結(jié)構(gòu)式查詢語言)，可完成數(shù)據(jù)查詢、操作、定義和控制等基本數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。該服務(wù)器具有良好的計(jì)算性能、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，而且它對(duì)oracle等目前主流的數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行支持性很好。優(yōu)選地，具有場(chǎng)景重現(xiàn)和數(shù)據(jù)備份功能，使用legatoqualixha+多機(jī)互為備份運(yùn)行軟件使兩臺(tái)服務(wù)器以ha的方式運(yùn)行。

進(jìn)一步的，工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)（101），安裝于傳統(tǒng)手工藝培訓(xùn)基地大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中心，建立在傳統(tǒng)手工藝服務(wù)器集群（104），與所述數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)（105）和vr終端計(jì)算機(jī)（107）連接在一起，工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)將存儲(chǔ)不同手工藝制作工具的外形、功能、操作元素等數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包含大容量存儲(chǔ)柜和高性能服務(wù)器。采用maiwok8fu3e磁盤陣列柜是多個(gè)大容量硬盤的集合體，8個(gè)單機(jī)磁盤，最大存儲(chǔ)容量為48tb，平均傳輸率6gb/s，系統(tǒng)支持windows2000、windowsxp、windowsvista、windows7、windows8、macos、linux。1×usb3.0，1×esata外接主機(jī)通道，內(nèi)置硬盤接口satai/ii/iii，采用雙風(fēng)扇冷卻，電源ac100-240v，50-60hz，350mm×150mm×296mm。優(yōu)選的，兩臺(tái)華為fusionserver8u刀片式服務(wù)器，刀片式服務(wù)器是一種hahd（highavailabilityhighdensity，高可用高密度）的低成本服務(wù)器平臺(tái)，是專門為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)的，采用ddr3內(nèi)存技術(shù)，采用sas/sataⅱ硬盤接口，最大硬盤容量為24tb，最大支持40塊sas/sataⅱ2.5英寸硬盤，采用raid技術(shù)，該技術(shù)有兩大特點(diǎn)：一是速度、二是安全，包含9個(gè)熱插拔風(fēng)扇模塊，支持n+1冗余，最多2個(gè)可1+1冗余機(jī)箱管理模塊，支持ipmi2.0、sol、ssl、ssh等管理協(xié)議，支持cli、ipmitools、rmcp+等管理接口和web管理，10個(gè)刀片槽位，最多可安裝10個(gè)華為bh系列全高刀片服務(wù)器，最大可安裝6個(gè)華為刀片i/o模塊，n+n/n+1冗余電源，電源數(shù)量96個(gè)，電源電壓110v/220vac或-48vdc，電源功率6×1600w或6×1300w，產(chǎn)品尺寸353×447×810mm。同樣采用orcale數(shù)據(jù)庫(kù)，該服務(wù)器具有良好的計(jì)算性能、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，而且它對(duì)oracle等目前主流的數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行支持性很好。優(yōu)選地，具有場(chǎng)景重現(xiàn)和數(shù)據(jù)備份功能，使用legatoqualixha+多機(jī)互為備份運(yùn)行軟件使兩臺(tái)服務(wù)器以ha的方式運(yùn)行。

進(jìn)一步的，手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)（102），安裝于傳統(tǒng)手工藝培訓(xùn)基地大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中心，建立在傳統(tǒng)手工藝服務(wù)器集群（104），與所述數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)（105）和vr終端計(jì)算機(jī)（107）連接在一起，手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)將存儲(chǔ)記錄每一個(gè)手工藝流程中，制作環(huán)境的參數(shù)(聲音、光影等)、材料的變化、工具的操作動(dòng)作、手部感受到的壓力震動(dòng)溫度、眼部感受到的光等多方面的工藝制作數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包含大容量存儲(chǔ)柜和高性能服務(wù)器。采用maiwok8fu3e磁盤陣列柜是多個(gè)大容量硬盤的集合體，8個(gè)單機(jī)磁盤，最大存儲(chǔ)容量為48tb，平均傳輸率6gb/s，系統(tǒng)支持windows2000、windowsxp、windowsvista、windows7、windows8、macos、linux。1×usb3.0，1×esata外接主機(jī)通道，內(nèi)置硬盤接口satai/ii/iii，采用雙風(fēng)扇冷卻，電源ac100-240v，50-60hz，350mm×150mm×296mm。優(yōu)選的，兩臺(tái)華為fusionserver8u刀片式服務(wù)器，刀片式服務(wù)器是一種hahd（highavailabilityhighdensity，高可用高密度）的低成本服務(wù)器平臺(tái)，是專門為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)的，采用ddr3內(nèi)存技術(shù)，采用sas/sataⅱ硬盤接口，最大硬盤容量為24tb，最大支持40塊sas/sataⅱ2.5英寸硬盤，采用raid技術(shù)，該技術(shù)有兩大特點(diǎn)：一是速度、二是安全，包含9個(gè)熱插拔風(fēng)扇模塊，支持n+1冗余，最多2個(gè)可1+1冗余機(jī)箱管理模塊，支持ipmi2.0、sol、ssl、ssh等管理協(xié)議，支持cli、ipmitools、rmcp+等管理接口和web管理，10個(gè)刀片槽位，最多可安裝10個(gè)華為bh系列全高刀片服務(wù)器，最大可安裝6個(gè)華為刀片i/o模塊，n+n/n+1冗余電源，電源數(shù)量96個(gè)，電源電壓110v/220vac或-48vdc，電源功率6×1600w或6×1300w，產(chǎn)品尺寸353×447×810mm。同樣采用orcale數(shù)據(jù)庫(kù)，該服務(wù)器具有良好的計(jì)算性能、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，而且它對(duì)oracle等目前主流的數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行支持性很好。具有添加、修改、刪除、查詢手工藝數(shù)據(jù)的性能，具有場(chǎng)景重現(xiàn)和數(shù)據(jù)備份功能，使用legatoqualixha+多機(jī)互為備份運(yùn)行軟件使兩臺(tái)服務(wù)器以ha的方式運(yùn)行。

進(jìn)一步的，用戶檔案數(shù)據(jù)庫(kù)（103），安裝于傳統(tǒng)手工藝培訓(xùn)基地大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中心，建立在傳統(tǒng)手工藝服務(wù)器集群（104），與所述數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)（105）和vr終端計(jì)算機(jī)（107）連接在一起，具有添加、修改、刪除、查詢用戶檔案信息的功能，同時(shí)記錄著用戶手工藝培訓(xùn)的項(xiàng)目，進(jìn)程、熟練程度和考核成績(jī)等信息。該數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包含大容量存儲(chǔ)柜和高性能服務(wù)器。數(shù)據(jù)是無價(jià)之寶，數(shù)據(jù)安全性無疑是最重要的。采用的麥沃k8fu3e磁盤陣列柜是多個(gè)大容量硬盤的集合體，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速度快、存儲(chǔ)容量大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，maiwok8fu3e磁盤陣列柜，搭配usb3.0/esata雙高速傳輸接口，傳輸穩(wěn)定、高效、流暢自如，支持熱插拔接口，maiwok8fu3e磁盤陣列柜支持2.5"、3.5"硬盤sataⅰ/ⅱ/ⅲ企業(yè)級(jí)hdd硬盤及ssd固態(tài)硬盤。具有7*24小時(shí)不間斷作業(yè)能力。maiwok8fu3e采用鋁合金材質(zhì)打造機(jī)身，鋁鎂合金質(zhì)堅(jiān)量輕、密度低、散熱性較好、抗壓性較強(qiáng)，能充分滿足3c產(chǎn)品高度集成化、輕薄化、微型化、抗摔撞擊電磁屏蔽和散熱的要求，堅(jiān)如磐石，同時(shí)采用特殊尺寸的內(nèi)六角螺絲倉(cāng)門鎖設(shè)計(jì)。優(yōu)選的，兩臺(tái)華為fusionserver8u刀片式服務(wù)器，刀片式服務(wù)器是一種hahd（highavailabilityhighdensity，高可用高密度）的低成本服務(wù)器平臺(tái)，是專門為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)的，采用ddr3內(nèi)存技術(shù)，采用sas/sataⅱ硬盤接口，最大硬盤容量為24tb，最大支持40塊sas/sataⅱ2.5英寸硬盤，采用raid技術(shù)，該技術(shù)有兩大特點(diǎn)：一是速度、二是安全，包含9個(gè)熱插拔風(fēng)扇模塊，支持n+1冗余，最多2個(gè)可1+1冗余機(jī)箱管理模塊，支持ipmi2.0、sol、ssl、ssh等管理協(xié)議，支持cli、ipmitools、rmcp+等管理接口和web管理，10個(gè)刀片槽位，最多可安裝10個(gè)華為bh系列全高刀片服務(wù)器，最大可安裝6個(gè)華為刀片i/o模塊，n+n/n+1冗余電源，電源數(shù)量96個(gè)，電源電壓110v/220vac或-48vdc，電源功率6×1600w或6×1300w，產(chǎn)品尺寸353×447×810mm。同樣采用orcale數(shù)據(jù)庫(kù)，該服務(wù)器具有良好的計(jì)算性能、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，而且它對(duì)oracle等目前主流的數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行支持性很好。

進(jìn)一步的，傳統(tǒng)手工藝服務(wù)器集群（104），安裝于傳統(tǒng)手工藝培訓(xùn)基地，優(yōu)選的多臺(tái)華為fusionserver8u刀片式服務(wù)器，刀片式服務(wù)器是一種hahd（highavailabilityhighdensity，高可用高密度）的低成本服務(wù)器平臺(tái)，是專門為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)的，采用ddr3內(nèi)存技術(shù)，采用sas/sataⅱ硬盤接口，最大硬盤容量為24tb，最大支持40塊sas/sataⅱ2.5英寸硬盤，采用raid技術(shù)，該技術(shù)有兩大特點(diǎn)：一是速度、二是安全，包含9個(gè)熱插拔風(fēng)扇模塊，支持n+1冗余，最多2個(gè)可1+1冗余機(jī)箱管理模塊，支持ipmi2.0、sol、ssl、ssh等管理協(xié)議，支持cli、ipmitools、rmcp+等管理接口和web管理，10個(gè)刀片槽位，最多可安裝10個(gè)華為bh系列全高刀片服務(wù)器，最大可安裝6個(gè)華為刀片i/o模塊，n+n/n+1冗余電源，電源數(shù)量96個(gè)，電源電壓110v/220vac或-48vdc，電源功率6×1600w或6×1300w，產(chǎn)品尺寸353×447×810mm。群集硬件必須服從“群級(jí)/多群集設(shè)備硬件兼容性列表”。每個(gè)服務(wù)器包含兩個(gè)海量存儲(chǔ)設(shè)備控制器：小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(scsi)或光纖通道。一個(gè)本地系統(tǒng)磁盤，用于在其中一個(gè)域控制器上安裝操作系統(tǒng)(os)。一個(gè)用于共享磁盤的獨(dú)立外圍組件互連(pci)存儲(chǔ)控制器。群集中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有兩個(gè)pci網(wǎng)絡(luò)適配器。對(duì)于所有的節(jié)點(diǎn)，一切硬件都應(yīng)相同，對(duì)應(yīng)正確的插槽、設(shè)備卡、bios、固件修訂版等，擁有兩個(gè)物理獨(dú)立的局域網(wǎng)或虛擬局域網(wǎng)，分別用于公用通信和私有通信。每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的所有網(wǎng)絡(luò)接口均擁有靜態(tài)ip地址。將共享存儲(chǔ)設(shè)備附加到所有計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)電纜。

進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)（105），安裝于傳統(tǒng)手工藝虛擬培訓(xùn)室，優(yōu)選的，塔式thinkserverts140s1225v3服務(wù)器，其標(biāo)配cpu數(shù)量為1顆，采用的是四核、四線程intel至強(qiáng)e3-1200v3cpu，cpu頻率為3.2ghz；non-eccudimm四通道內(nèi)存，內(nèi)存容量4gb；1塊1tb3.5英寸7200轉(zhuǎn)sata硬盤，硬盤容量1tb；網(wǎng)絡(luò)控制器為雙千兆網(wǎng)卡；8個(gè)usb2.0標(biāo)準(zhǔn)接口。其主要包含：材料屬性數(shù)字化系統(tǒng)、工具屬性數(shù)字化系統(tǒng)、三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、觸覺信息處理系統(tǒng)、音頻信息處理系統(tǒng)和環(huán)境參數(shù)記錄系統(tǒng)。通過采集到的信息進(jìn)行加工計(jì)算，將此時(shí)用戶、工藝品，工具、環(huán)境等各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，在計(jì)算機(jī)中模擬生成用戶的動(dòng)作、位置，工藝品的狀態(tài)，工具的操作等虛擬手工藝制作信息即作為實(shí)時(shí)手工藝制作分析，也可為使用后對(duì)使用者的工藝技能學(xué)習(xí)和掌握信息的反饋分析作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)采集終端（106），所述數(shù)據(jù)采集終端包括數(shù)據(jù)采集操作臺(tái)、數(shù)據(jù)手套、三維掃描儀、動(dòng)作捕捉儀。所述數(shù)據(jù)采集操作臺(tái)包括高清攝像頭、溫度傳感器、壓力傳感器、音頻傳感器和客戶端電腦。所述高清攝像頭，動(dòng)態(tài)分辨率1280×720靜態(tài)分辨率1280×960，最大幀頻30fps，輸出格式：動(dòng)態(tài)：avi/yuy靜態(tài)：bmp/jpeg接口類型usb2.0（支持usb3.0），驅(qū)動(dòng)類型為無驅(qū)版，系統(tǒng)支持windows7，windowsvista，windowsxp，自動(dòng)對(duì)焦，自動(dòng)曝光，自動(dòng)控制白平衡，內(nèi)置降噪麥克風(fēng)，可連接三角架的底座。所述溫度傳感器，即采用引線式pt100溫度探頭的溫度傳感器變送器，鎧裝鉑熱電阻k型熱電偶，可測(cè)量-50~200℃。所述壓力傳感器，采用sin-px300壓力變送器，其壓力量程為：-0.1~100mpa，供電電源：12~36vdc，可測(cè)量液體，氣體，油等介質(zhì)表壓、絕壓、真空壓，輸出信號(hào)：4~20ma、0~10v、0~5v、rs485,受溫度影響誤差為±0.1%fs/℃，響應(yīng)時(shí)間整體為8ms。所述音頻傳感器，為高清攝像頭中的內(nèi)置麥克風(fēng)，在1khz的頻率下，0.1pa規(guī)定聲壓從話筒正面0°主軸上輸入時(shí)，話筒的輸出端開路輸出電壓為10mv。所述客戶端電腦與下文vr培訓(xùn)終端（109）中虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)中的客戶端電腦為同一計(jì)算機(jī)，在不同工作模式下使用不同的操作臺(tái)和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行工作，本計(jì)算機(jī)，處理器：intel至強(qiáng)e3-1230v5，第六代強(qiáng)勁性能處理器；散熱器：九州風(fēng)神冰凌mini，純銅熱管散熱；顯卡：索泰gtx970-4gd5霹靂版hc，三風(fēng)扇散熱/性能強(qiáng)勁；主板：技嘉x150m-plusws，服務(wù)器芯片組/雙通；內(nèi)存：芝奇8gbddr42133，主流高頻；硬盤：三星750evo120gb固態(tài)硬盤，原廠閃存顆粒；電源：航嘉super600n-500w，穩(wěn)定供電。所述數(shù)據(jù)手套，傳感器數(shù)量：22，傳感器精度：<1度，傳感器重復(fù)性：3度(佩戴手套之間的平均標(biāo)準(zhǔn)差)，傳感器線性度：整個(gè)連接范圍內(nèi)最高0.6%非線性范圍，傳感器比率：一般90條記錄/秒，操作溫度：10-45°c，每個(gè)usb/無線收發(fā)器支持的手套數(shù)量：1副，每個(gè)環(huán)境支持的手套數(shù)量：經(jīng)過測(cè)試的最多為6副(也許能夠支持更多)，操作系統(tǒng)：windows2000andxp，無線技術(shù)：2.4ghz，電池待機(jī)時(shí)間：3小時(shí)，電池使用壽命：1年(降低到原來容量的80%)，充電器：外部，操作范圍：以u(píng)sb端口為中心周圍15米半徑，接口：無線接收器的usb接口，數(shù)據(jù)線：標(biāo)準(zhǔn)25英尺(7.62米)，接口：rs-232(最大值為115.2kbaud)，通過手指上的彎曲、扭曲傳感器和手掌上的彎度、弧度傳感器，確定手及關(guān)節(jié)的位置和方向，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境中的虛擬手及其對(duì)虛擬物體的操控，而且能夠把與虛擬物體的接觸信息反饋給用戶。所述三維掃描儀，像素xyz軸均為0.050毫米(xyz軸均為0.0019英寸)，測(cè)量精度xy精度:高達(dá)40微米（高達(dá)0.0015英寸），單幅測(cè)量采樣速度:25,000次測(cè)量/秒，輸出文件格式dae,.fbx,.ma,.obj,.ply,.stl,.txt,.wrl,.x3d,.x3dz,.zpr，操作系統(tǒng)intel,core2duo處理器、2gbram、nvidiaquadronvs320m顯卡(256mb專用視頻內(nèi)存)，需要配置windowsvistabusiness或windowsxpprofessional操作系統(tǒng)，掃描頭重量1.25kg。所述動(dòng)作捕捉儀，采用vicon動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，參數(shù)如下，全電子快門，可遙控光圈和焦距；采集得到的動(dòng)作數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理及相關(guān)軟件分析，可以顯示出完整的三維骨骼結(jié)構(gòu)；分辨率最高可達(dá)到1600萬像素；采集頻率最高可達(dá)到1000hz；紅外反光點(diǎn)有以下尺寸：3mm；vicon紅外三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)的采集設(shè)備；能夠更快、更多地連接紅外攝像機(jī)；最多可連接244臺(tái)紅外攝像機(jī)；可連接測(cè)力臺(tái)、表面肌電系統(tǒng)等其他設(shè)備，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備的同步。

進(jìn)一步的，vr終端計(jì)算機(jī)（107），安裝于傳統(tǒng)手工藝虛擬培訓(xùn)室，優(yōu)選的，采用origin3000系列，cpu數(shù)4-32，最高節(jié)點(diǎn)數(shù)8，系統(tǒng)帶寬44.8gb/smax，i/o帶寬19.2gb/smax，i-brick數(shù)1-8，內(nèi)存64gb，存儲(chǔ)容量可根據(jù)需要配置，流輸出能力>16gbps，并發(fā)用戶數(shù)200個(gè)。其主要包含：三維圖像處理系統(tǒng)，三維音頻處理系統(tǒng)，環(huán)境參數(shù)控制系統(tǒng)，觸覺壓力控制系統(tǒng)，機(jī)械手臂控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，vr培訓(xùn)終端（108），安裝于傳統(tǒng)手工藝虛擬培訓(xùn)室，主要包括數(shù)據(jù)手套、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、可穿戴式機(jī)械手臂、虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)。所述數(shù)據(jù)手套，使用cyberglove數(shù)據(jù)手套/腳套，該數(shù)據(jù)手套/腳套具有22個(gè)傳感器，傳感器分辨率<1度，傳感器數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)120條記錄/秒；支持802.11wi-fi無線網(wǎng)絡(luò)連接；具有usb、microsd卡,并設(shè)有彎曲傳感器，彎曲傳感器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成。所述虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，優(yōu)選的，使用vr一體機(jī)頭盔頭戴式3d巨幕影院顯示器，四核a7at1.3ghzcpu；采用mali400mp2顯卡；運(yùn)行內(nèi)存1gb；顯示屏分辨率為1280x720，自帶usb接口、3.5mm耳機(jī)接口，具有otg功能；內(nèi)置傳感器，360度頭部跟蹤無死角，內(nèi)置耳機(jī)的參數(shù)為：使用了高磁性能動(dòng)圈喇叭，能夠確保虛擬世界的聲音擁有更真實(shí)的表現(xiàn)。通過加入新一代dsp芯片，在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)聲效和聲場(chǎng)定位，靈敏度：-38±3db；耳機(jī)阻抗:≤2.2kω頻響范圍:15hz-25000khz。所述可穿戴式機(jī)械手臂，精確地定位到三維(或二維)空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，這里所需要的可穿戴式機(jī)械手臂是機(jī)械手臂的衍生，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中主要用于輔助培訓(xùn)手工操作。所述虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)主要由震動(dòng)發(fā)生器、智能操作桿、溫度控制器、大型顯示屏、客戶端電腦，所述客戶端電腦與上文數(shù)據(jù)采集操作臺(tái)的客戶端電腦為同一計(jì)算機(jī)，在不同工作模式下使用不同的操作臺(tái)和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行工作。所述虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)，上的關(guān)鍵設(shè)備為各類型傳感器和操作桿。

如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)例系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例示意圖，用戶計(jì)算機(jī)可以根據(jù)用戶所選擇的模式自動(dòng)加載所需硬件設(shè)備即終端設(shè)備，終端設(shè)備分為數(shù)據(jù)采集終端和vr培訓(xùn)終端，其中數(shù)據(jù)采集終端配置的設(shè)備包括：數(shù)據(jù)采集操作臺(tái)、數(shù)據(jù)手套、三維掃描儀、動(dòng)作捕捉儀，vr培訓(xùn)終端配置的設(shè)備包括：虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)、數(shù)據(jù)手套、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、可穿戴式機(jī)械手臂。用戶終端內(nèi)部通過無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)用戶終端為采集模式時(shí)，將通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)用戶終端為培訓(xùn)模式時(shí)，將通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與vr終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)主要用于處理由各終端傳感器采集的原始數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和建模后通過服務(wù)器集群中相關(guān)的服務(wù)器存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；vr終端計(jì)算機(jī)主要用于從服務(wù)器集群出獲得數(shù)據(jù)支持和相關(guān)數(shù)據(jù)處理服務(wù)，并將從數(shù)據(jù)庫(kù)集群中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維渲染和實(shí)時(shí)交互處理。數(shù)據(jù)采集階段，數(shù)據(jù)手套將實(shí)時(shí)采集各種手部的感知數(shù)據(jù)，如震動(dòng)、壓力等；動(dòng)作掃描儀將實(shí)時(shí)采集材料、工具和手部的各種運(yùn)動(dòng)；三維掃描儀將實(shí)時(shí)采集材料的各種變化，如形狀、紋理等；數(shù)據(jù)采集操作臺(tái)主要采集工作環(huán)境數(shù)據(jù)，如溫度、聲音等。培訓(xùn)階段，vr培訓(xùn)終端將提供培訓(xùn)模式和考核模式，在培訓(xùn)模式下虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)、數(shù)據(jù)手套、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、可穿戴式機(jī)械手臂將還原出虛擬操作環(huán)境，并模擬出各種觸覺、視覺等感受，其中用戶只需感受和跟隨可穿戴式機(jī)械手臂和虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)上手柄的操作即可；在考核模式下虛擬現(xiàn)實(shí)操作臺(tái)、數(shù)據(jù)手套、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、可穿戴式機(jī)械手臂將不控制用戶操作，而是作為輸入設(shè)備感知用戶操作的反饋信息，根據(jù)反饋的信息進(jìn)行培訓(xùn)的考核，若被評(píng)估者為原手工藝數(shù)據(jù)的采集者，可根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)修正相關(guān)手工藝參數(shù)。

如圖3所示，為本發(fā)明的中華傳統(tǒng)工藝分類及主要材料和工具，傳統(tǒng)手工藝的分類表以國(guó)家頒布的中華傳統(tǒng)工藝分類表為藍(lán)本，分別列出了主要手工藝種類所使用的主要材料和主要工具，大致分為雕塑類、陶瓷制作類、織染類、傳統(tǒng)建筑營(yíng)造類、金屬冶煉加工類、工具器械制作類、文房四寶制作類、印刷類、刻繪類、髹漆類、家具制作類、編織扎制類、特種工藝類及其他，按照制作技藝的不同，又可以將傳統(tǒng)手工藝分為繪畫類、塑作類、編織類、剪刻類、印染類等。繪畫類的主要材料和工具有顏料、畫筆、畫刀、畫布等，材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄顏料在不同濃度、溫度、時(shí)間下的色彩表現(xiàn)和不同材質(zhì)畫布的紋理及吸水特性等；工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄畫筆和畫刀的功能結(jié)構(gòu)、三維模型和基本的繪畫動(dòng)作，如點(diǎn)、橫、豎、撇、揦等。塑作類的主要材料和工具有黏土、面粉、模具、塑刀等，材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄黏土和面粉的外表材質(zhì)、濕度、物體觸感等；工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄模具和塑刀的功能結(jié)構(gòu)、三維模型和基本的塑作動(dòng)作，如捏、塑、堆、納、劃等。編織類的主要材料和工具有植物藤蔓、棉線絲線、刀具、織具等，材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄所用編織材料的外表材質(zhì)、柔韌度、物體觸感等；工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄刀具和織具的功能結(jié)構(gòu)、三維模型和基本的編織動(dòng)作，如穿、拉、綁、扎、系等。剪刻類的主要材料和工具有紙張、木石、刀具等，材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄紙張和木石的外表材質(zhì)、硬度、物體觸感等；工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄刀具的功能結(jié)構(gòu)、三維模型和基本的剪刻動(dòng)作，如裁、剪、刻、鏟、削、磨等。印染類的主要材料和工具有顏料、布料、紡具、染具等，材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄顏料的成分配置與調(diào)制和布料的外表材質(zhì)、物體觸感等；工具屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄紡具和染具的功能結(jié)構(gòu)、三維模型和基本的操作方法等。此外，手工藝數(shù)據(jù)庫(kù)主要記錄各類手工藝項(xiàng)目的材料配置、工具配置、具體操作流程、操作標(biāo)準(zhǔn)和操作感知等。從使用功能出發(fā)，可將傳統(tǒng)手工藝分為欣賞類、實(shí)用類和宗教、祭祀類。欣賞類是供置于案頭、粘貼于墻壁或懸掛于室內(nèi)，供人們欣賞的民間手工藝品，如剪紙、木版。從社會(huì)生活出發(fā)，可將傳統(tǒng)手工藝分為實(shí)用類、節(jié)日喜慶類、敘事和抒情類。實(shí)用類如服飾、印染、刺繡、陶器、磚雕建筑裝飾；節(jié)日喜慶類如木版年畫、首飾、剪紙、民間玩具、彩塑、面塑、木雕糕點(diǎn)模子、風(fēng)箏、燈彩、皮影、木偶頭雕刻、面具等；敘事和抒情類如繡花球、刺繡香荷包、刺繡服裝和鞋帽等，作為定情信物或結(jié)婚紀(jì)念物。按照行業(yè)，傳統(tǒng)手工藝可分為雕塑（如木雕、磚雕、彩塑、面塑、吹糖人）、印染（如藍(lán)印花布、木版彩英蠟染、刺繡（如香荷包、布老虎）、編織（竹編和草編器皿）、陶器、服飾、首飾以及木版年畫、剪紙、風(fēng)箏、皮影、木偶、絨制工藝品、絹花、燈彩、彩扎獅頭、面具、民間玩具等。本發(fā)明中三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)將這些工具、材料生成足夠準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)模型，用戶通過數(shù)據(jù)手套（衣）、操作桿等等交互設(shè)備來操縱各種手工藝工具，并實(shí)時(shí)顯示材料和工藝品的效果圖像。

如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)例提供的系統(tǒng)工作流程示意圖，其特征在于，系統(tǒng)管理員部署并運(yùn)行該系統(tǒng)后，系統(tǒng)將進(jìn)行初始化和自檢以確保數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器都運(yùn)轉(zhuǎn)正常，驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)和vr終端計(jì)算機(jī)是否可以連接到服務(wù)器，檢查是否有硬件設(shè)備丟失或損壞。初始化和自檢完成后，用戶輸入登錄信息，系統(tǒng)等待用戶選擇計(jì)算機(jī)工作模式，用戶計(jì)算機(jī)可工作于采集模式和培訓(xùn)模式，用戶需選擇是否進(jìn)入采集模式。若用戶選擇是，則數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)進(jìn)入采集模式；若用戶選擇否，則要求用戶選擇是否進(jìn)入培訓(xùn)模式。若是則vr終端計(jì)算機(jī)進(jìn)入培訓(xùn)模式，若否則vr終端計(jì)算機(jī)進(jìn)入考核模式。在采集模式下，數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)進(jìn)行采集模式下的初始化，然后用戶新建或選擇采集項(xiàng)目，輸入將要采集項(xiàng)目的基本信息和個(gè)人的基本信息，數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)加載與采集相關(guān)的傳感器和設(shè)備，隨后數(shù)據(jù)采集終端將讀取材料屬性、讀取工具屬性，并實(shí)時(shí)記錄用戶的操作動(dòng)作和相關(guān)感知，同時(shí)記錄相關(guān)操作步驟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)本項(xiàng)目采集完成后用戶將選擇是否進(jìn)入校驗(yàn)?zāi)Ｊ?。若用戶選擇否，則數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)直接上傳采集到的數(shù)據(jù)，然后卸載已加載的設(shè)備并注銷系統(tǒng)后結(jié)束；若用戶選擇是，則數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)將進(jìn)入校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，此模式下?shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)將卸載已加載的設(shè)備并加載與校驗(yàn)相關(guān)的傳感器和設(shè)備，然后獲取已采集到的數(shù)據(jù)來構(gòu)建虛擬操作環(huán)境，用于校驗(yàn)的設(shè)備開始工作，隨后對(duì)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，看是否達(dá)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。若否，則根據(jù)反饋數(shù)據(jù)來校正由采集到的數(shù)據(jù)計(jì)算而來的相關(guān)參數(shù)，然后繼續(xù)進(jìn)行迭代式的數(shù)據(jù)校正，直至虛擬環(huán)境可以準(zhǔn)確的模擬出現(xiàn)實(shí)環(huán)境；若是，則數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)直接上傳采集到的數(shù)據(jù)，然后卸載已加載的設(shè)備并注銷系統(tǒng)后結(jié)束。在培訓(xùn)模式下，vr終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行培訓(xùn)模式下的初始化，然后用戶選擇培訓(xùn)項(xiàng)目，vr終端計(jì)算機(jī)加載培訓(xùn)設(shè)備并讀取用戶的人體特征數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將根據(jù)用戶的人體特征數(shù)據(jù)來設(shè)置培訓(xùn)設(shè)備的工作參數(shù)，隨后將根據(jù)所選項(xiàng)目從數(shù)據(jù)庫(kù)集群中獲取所需數(shù)據(jù)來搭建虛擬材料模型、虛擬工具模型和虛擬工作環(huán)境，并根據(jù)手工藝數(shù)據(jù)來控制培訓(xùn)設(shè)備開始工作，最后將把本次培訓(xùn)記錄到個(gè)人檔案中。在考核模式下，vr終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行考核模式下的初始化后，用戶選擇要參加的考核項(xiàng)目，系統(tǒng)隨機(jī)抽取題目后將加載與考核相關(guān)的傳感器和設(shè)備并讀取用戶的人體特征數(shù)據(jù)，vr終端計(jì)算機(jī)將根據(jù)人體特征數(shù)據(jù)設(shè)置考核設(shè)備的工作參數(shù)，考核流程為：虛擬環(huán)境搭建、考核開始、考核過程交互、考核數(shù)據(jù)分析和生成考核報(bào)告。培訓(xùn)和考核完成后用戶可選擇是否繼續(xù)培訓(xùn)。若用戶選擇是，則vr終端計(jì)算機(jī)將返回到是否進(jìn)入培訓(xùn)模式的選擇中；若用戶選擇否，則vr終端計(jì)算機(jī)卸載已加載的設(shè)備并注銷系統(tǒng)后結(jié)束。本系統(tǒng)的采集部分可以采集到豐富的手工藝操作數(shù)據(jù)，同時(shí)可以校正虛擬操作中的關(guān)鍵參數(shù)，使得可以有效的保護(hù)傳統(tǒng)手工藝；本系統(tǒng)的培訓(xùn)部分及可以使用戶學(xué)會(huì)瀕危的手工藝操作還可以對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行考核，使得傳統(tǒng)手工藝可以更廣泛和快速的傳承。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。