CAVE投影系統

CAVE是大型的VR系統，但是由於該系統的造價昂貴，從數十萬美元到數百萬美元不等，長期以來主機使用SGI 的高檔工作站、多通道圖形系統，一般用户無法承受，不能廣泛地推廣近幾年來，隨着微機的性能和圖形加速卡的圖形渲染能力的不斷提高，AGP總線突破了PCI總線的33Mhz的限制，微機圖形加速卡的性能得到了很大的提升，使得用分佈微機系統替代昂貴的SGI工作站成為可能。

CAVE系統是一種基於多通道視景同步技術和立體顯示技術的房間式投影可視協同環境，該系統可提供一個房間 大小的四面（或六面）立方體投影顯示空間，供多人蔘與，所有參與者均完全沉浸在一個被立體投影畫面包圍的高級虛擬仿真環境中，藉助相應虛擬現實交互設備（如數據手套、力反饋裝置、位置跟蹤器等），從而獲得一種身臨其境的高分辨率三維立體視聽影像和6自由度交互感受。由於投影面幾能夠覆蓋用户的所有視野,所以CAVE系統能提供給使用者一種前所未有的帶有震撼性的身臨其境的沉浸感受。

CAVE投影系統是由3個面以上（含3面）硬質背投影牆組成的高度沉浸的虛擬演示環境，配合三維跟蹤器，用户可以在被投影牆包圍的系統近距離接觸虛擬三維物體，或者隨意漫遊“真實”的虛擬環境。CAVE系統一般應用於高標準的虛擬現實系統。至紐約大學94年建立第一套CAVE系統以來，CAVE已經在全球超過600所高校、國家科技中心、各研究機構進行了廣泛的應用。 ^[1] 

基於系統這種完全沉浸式顯示環境特性，CAVE為科學家帶來了種偉大而創新的思考方式，擴展了人類的思維。科學家能直接看到他們的創意和研究對象。比如：大氣學家能“鑽進”颶風的中心觀看空氣複雜而混亂無序的結構；生物學家能檢查DNA規則排列的染色體鏈對結構並虛擬拆開基因染色體進行科學研究；理化學家能深入到物質的微細結構或廣袤環境中進行試驗探索，可以説，CAVE可以應用於任何具有沉浸感需求的虛擬仿真應用領域，是一種全新的、高級的科學數據可視化手段。

CAVE (Cave Automatic Virtual Environment)在外形上是使用投影系統，圍繞着觀察者具有多個圖像畫面的虛擬現實系統，多個投影面組成一個虛擬空間。理論上CAVE是基於計算機圖形學把高分辨率的立體投影技術和三維計算機圖形技術、音響技術、傳感器技術等綜合在一起，產生一個供多人使用的完全沉浸的虛擬環境。

適合於教學和科研典型系統應用領域：

◆ 虛擬樣機、虛擬製造、虛擬設計、虛擬裝配

◆ 模擬駕駛、訓練、演示、教學、培訓等

◆ 虛擬生物醫學工程（虛擬手術/醫學分析；基因/遺傳/分子結構研究）

◆ 地質、礦產、石油

◆ 航空航天、科學可視化

◆ 軍事模擬、指揮、虛擬戰場、電子對抗

◆ 地形地貌、地理信息系統（GIS）

◆ 建築視景與城市規劃

◆ 地震及消防演練仿真

CAVE系統的構想是於1992年提出,最初的開發動機是為了獲得一種全新的科學數據可視化手段. 然而，當時處理大量的可視化數據並實時生成立體影像需要在大型UNIX圖形工作站的支持下才能完成,這就使得整個系統的造價十分昂貴。當時這類大型專業UNIX圖形工作站(可視化系統)的價位約在幾十萬到百萬美金，這使得CAVE系統的使用範圍侷限在大型的研究所或學術單位中。

近年來,高性能PC在計算能力和圖形處理能力已經能夠逐漸接近甚至超越專業UNIX圖形工作站.以多台具有較高性能價格比的高性能PC作為圖形處理核心代替CAVE系統中的大型專業UNIX圖形工作站無疑是一個非常好的構思。