VR技術在信息機房智能綜合管理系統的應用研究

江門市新會機電職業技術學校 余夭貴

0.引言

隨著信息技術的飛速發展，IT企業中的基礎設施不斷得到優化和轉變，運維部門的主要工作便是保障信息運維，使其能夠充分符合相關業務需求，但是在以往傳統的人工運維中，受時間與空間上的制約明顯。而3D建模與VR技術的搭配而成的智能綜合管理系統，能夠使這一問題得到良好的解決，實現遠程控制與操作，進而使運維效率得到極大的提升。

1.智能綜合管理系統

該系統主要包括動環控制、數據采集、資產管理、系統管理、數據統計等功能，屬于機房管理系統，具有較強的統一性與集中性。其中，數據采集功能主要是通過各種傳感器對機房中的數據信息進行采集，涉及到風量、溫度、濕度等多個方面，然后借助服務器端軟件的力量，對系統的運行參數進行采集，如內存使用情況、CPU的使用情況、告警信息、硬盤的使用情況等，將采集到的信息經過網絡與服務器相連接，并且在3D建模端中對上述數據信息進行更新和優化，使運維人員能夠時刻掌握機房當前狀態，為運維工作提供極大的便利[1]。

2.3D機房的作用與應用

3D機房是在真實環境的基礎上建成的3D建模，各個部位與真實環境十分相似，采用真實數據，以更加簡潔、直接的方式展現出來，一旦運維人員發現其中存在異常數據，或者系統中出現告警信息，都能夠在實際環境中找到相對應的點，為故障的快速處理提供極大便利。

借助3D動畫制作軟件的力量，在計算機中建立虛擬機房的模型，然后根據想要展現內容的形狀、尺寸等構建模型和場景，按照實際規定的要求假設所建模型的運動軌跡與其他動畫參數，并且在模型上使用特定的材質，再將燈光應用其中。最后，利用計算機進行自動運算，形成最終的畫面并將實際數據與模型相結合，而運維人員在其他地點，通過使用VR設備便能夠對機房中的各個位置的數據與設備運行情況進行監測。

3D機房在實際工作中的應用，能夠真實的展示出設備區、數據中心的安裝情況，并且將環境中的其他輔助設備進行三維展示，從360°的全方位視角對報警數據、監控數據進行展示。3D機房的應用不但能夠發揮出數據中心信息監測與管理的作用，而且還能夠為信息化建設提供新的突破口。對3D機房進行研究的主要內容為：一是開發人員按照真實場景構建三維模型；二是借助軟件的力量將實際數據與機房模型相結合；三是對相關數據準確性與更新速率進行檢測和分析[2]。

3.VR技術簡介與VR巡檢應用

3.1 VR技術

VR是Virtual Reality的英文縮寫，翻譯過來是虛擬現實，主要是指通過計算機與傳感器技術創造出一種新型的人機交互手段。在VR技術中，集計算機仿真技術、顯示技術、圖形技術、傳感器技術于一身，在信息空間的基礎上創建一個虛擬的信息環境，為用戶帶來身臨其境之感，能夠與環境之間實現有效的交互與融合，為啟發與構思提供便利，因此虛擬技術的關鍵在于建模與仿真，其主要的特征體現在以下幾個方面。

一是交互性：在虛擬與現實環境中，用戶能夠獲取與真實場景一般無二的感受，并且與VR環境中的人物、設備、場景等進行交互，在這過程中，以用戶自身為主體，以VR環境中的對象為課題，二者之間在交互作用中是全方面的。

二是構想性：在VR技術中，能夠促使用戶通過啟發和構想產生創造性的活動，這不但能夠使用戶獲得外界的啟發，還能夠使用戶自身的感性與理性認識得到進一步提升，進而形成新的思路與想法。

三是動作性：在VR技術中，用戶可以使用現實中的實際動作進行操作，使用戶真正的感受到這屬于一個真實存在的現實環境。

四是沉浸性：在VR技術中，能夠使用戶產生進入另一個世界的感覺，并且也能夠使其想象在虛擬與現實環境總，自己也屬于真實存在的個體，在整個使用的過程中，都能夠充分發揮相應的作用，與現實世界十分相似[3]。

3.2 VR巡檢

VR巡檢功能的實現需要具備三個要素，分別為動作捕捉套件、數字頭盔、VR軟件，將這三大主要模塊相結合后才能夠對VR巡檢功能進行應用。

（1）動作捕捉，主要是對技術涉及到的各項參數進行測量、物體在物理環境下的定位、物體位置的測定等等，均是通過計算機進行直接處理。將跟蹤器設置在運動物體的重要部位，采用Motion capture系統對跟蹤器所處區域進行定位，然后利用計算機進行處理后，獲得三維空間坐標，當坐標數據被識別以后，人體頭部的移動畫面將被展現。從原理方面來看，動作捕捉的類型可分為電磁式、聲學式、機械式、光學式等多種傳感器。

（2）數字頭盔，在用戶的頭部需要佩戴特定的數字頭盔，通過兩個顯示器對準用戶的兩只眼睛，并且為其展示相應圖像，利用計算機對圖像進行分別驅動，二者之間存在較小的區別，與人類雙眼的視差相類似。

（3）VR軟件，該軟件的主要作用在于將監測軟件、傳感器中采集到的數據信息與3D機房建模進行有機結合，進而形成能夠在機房中使用的VR技術。

在3D機房建模與實時數據支持的基礎上，構建VR場景，利用VR技術對模型進行定義與操縱，并且將其投入到相應的場景當中。同時，與真實的數據信息之間相互結合，使模型功能得到有效的展現，將設備的運行狀態也實時的展現出來，進而直觀形象的現實出機房內部設備的狀態，使運維人員能夠打破時間與空間上的制約，實現遠程巡檢的目的，對機房系統的運行情況進行全方位、精確的檢查，對于其中存在的故障問題，也能夠在最短的時間內發現，并且明確故障發生的位置，給予相應有效的處理和解決。對于VR巡檢機房的應用主要流程為：（1）根據實際需求對VR設備進行調試；（2）將監測軟件與傳感器所采集的數據輸入到系統當中；（3）借助VR軟件的力量將數據信息與虛擬機房相結合，以此來模擬出真實的機房場景，為運維人員的巡檢工作提供極大便利。

4.VR技術在機房綜合管理系統中的應用

以往機房防盜采用的是紅外線自動報警系統，如若有物體遮擋住紅外線，則會產生一個陰影進而啟動報警系統，但是由于報警的信息量太少，范圍較為狹窄等，誤報的頻率較高。而將VR技術應用其中，形成機房綜合防盜管理系統以后，則能夠有效避免上述問題產生，起到極大的防盜效果。

4.1 人臉圖像合成與識別

對于會議室、機房等較為重要的場所，應對特定人員的臉部圖像進行檢測、跟蹤與識別，使報警系統確定服務對象，對人員的情緒、意圖等進行分析，并且提取人員的臉部特征，例如，利用人臉圖像識別技術對運維管理人員的身份進行管理等。

4.1.1 眼睛模型

在圖像識別的基礎上對人臉圖像進行研究，由于人物的動作、表情、時間、佩帶物等因素影響，對人臉認知產生較大的影響，因此關鍵在于速認，需要以此建立基本的二維人臉模型，通過輸入不同人像特征的方式對模型進行修正，并且通過對表情進行的分析，改正模型表情的變化區間，最終經過映射形成一個多樣化的面部表情圖像，在眼睛方面建立的模型為：

4.1.2 嘴巴模型

嘴巴模型的建立與眼睛模型較為相似，使用兩條拋物線的方式，對上唇線進行擬合，再采用另外一條拋物線對下唇線進行擬合，在方程上與眼睛的方程幾乎不存在差別[4]。

4.1.3 臉部模型

選擇較下的部分作為基準點，也就是三角形的頂點位置，眼球的球心，眼角之間距離、眼角點之間的距離，與X軸和Y軸相平行的位置作直線，與頭部外部輪廓相交的位置形成三角頂點，從而構建成一個基本的臉部二維模型。

4.2 手勢與物品的識別

4.2.1 手勢模型

為了對人的手勢、身體動作、表情等進行直觀形象的利用，將受眾的物品與人的意圖進行識別，將手劃分為關節與手指段兩個部分，而手勢上發生的變化則可以通過關節狀態與手指段狀態的變化進行描述。

4.2.2 手勢捕捉

采用攝像儀和攝像機的對視區進行監測，在目標上具有較強的完整性、可靠性與穩定性，并且使用目標邊緣信息能夠對信息的各項特征進行提取。

4.2.3 手勢識別

通過BP網能夠對帶有特征的信息進行分析，關鍵在于突顯學習自組性，并且構建高階網絡，使不變部分的識別水平得到顯著提升。

4.2.4 物品識別

將危險品放置到基本模型當中，然后對人們手中的物品進行識別，如若手中的基本模型與特征信息相符合，例如刀、槍等物品，則需要判斷是否需要立即報警處理。

5.結論

綜上所述，隨著機房中服務器數量的不斷增加，對運維工作的開展變得更加嚴格，需要快速、準確的判斷和解決所發生的故障問題，保障機房信息系統的健康平穩運行。對此，需要將3D技術與VR技術相結合，對機房的運行狀態進行實時了解，并且打破了時間和地域上的差異，能夠進行遠程的運維和巡檢，使管理效率與水平得到顯著的增強。