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ASCRIBE-XR：用于科学图像可视化的虚拟现实

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RonaldJ.Pandolfi,JeffreyJ.Donatelli,JulianTodd,andDaniela

Ushizimaa,b,c

a

AppliedMathandComputationalResearchDivision,LawrenceBerkeleyNationalLaboratory,Berkeley,CA,USA

bBakarComputationalHealthSciencesInstitute,UniversityofCaliforniaSanFrancisco,SanFrancisco,CA,USA

cBerkeleyInstituteforDataScience,UniversityofCaliforniaBerkeley,Berkeley,CA,USA

dDoESLiverpool,Liverpool,England,UK

Synopsis

本DiscoverASCRIBE-XR,anovelPC-VRplatformpoweredbyGodot,availableforMeta

译Questheadsets,enablingcollaborative,real-time3Dvisualizationandexplorationofsci-

中encedatatoacceleratescientificdiscovery.

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0摘要

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1ASCRIBE-XR，一种旨在促进在同步辐射实验背景下三维体积数据和网格数据可视化与探

3索的新计算平台被描述。该平台利用Godot和PC-VR技术，使用户能够动态加载和操作

0

.3D数据集，以更深入地了解其研究。通过WebRTC和MQTT实现的多用户功能使得多名

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0用户可以实时共享数据并共同进行可视化，促进了更具互动性和吸引力的研究体验。我们

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2描述了ASCRIBE-XR的设计与实现，并突出了其关键特性和能力。我们还将讨论它在同

:步辐射研究中的应用价值，包括实际应用案例及其对科学界可能带来的益处。

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rKeywords:科学可视化；虚拟现实；MetaQuest体验；可解释人工智能。

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1介绍

虚拟环境在科学用途上的发展变得更为普及，这主要归功于三个协同进步的推动。首先，扩展现实/虚拟

现实（XR/VR）软件库已经成熟，提供了更加稳固和抽象的应用编程接口（API），简化了复杂的交互和

渲染过程。其次，这些库与广泛采用的游戏引擎（如Unity、Unreal和GodotEngine）无缝集成，为科学

家提供了一个强大的、用户友好的开发环境，这是之前仅用于娱乐领域的。最后，消费级VR硬件的普

及降低了成本并扩大了用户群体，使得科学VR应用程序在更广泛的传播和使用上变得更加可行。这些

因素的结合使科学家能够在一个沉浸式的VR环境中可视化各种实验数据，与传统的2D可视化相比，

提供了对复杂科学背景更加深刻和直观的理解。近期的努力展示了将消费级VR硬件应用于科学数据可

视化的进展和兴趣(Igarashietal.,2025;Zhangetal.,2025;Matysetal.,2025;Ushizimaetal.,2025)，

这建立在大量基础研究之上(vanDametal.,2002;Donaleketa