基于虚拟现实的船舶制冷动态仿真系统的开发

针对轮机模拟器在船舶制冷仿真训练方面过于简化的问题,对某集装箱船制冷系统采用移动边界法和流体网络法建立系统的数学仿真模型,运用VC++的MFC开发系统的二维可视化仿真界面,基于3ds Max建立系统的三维物理模型,并采用细节层次技术(LOD)对模型进行优化,再进一步导入OGRE视景引擎中实时渲染。仿真结果表明:船舶制冷动态仿真系统能够实现冰机间与冷库的三维虚拟漫游,实现在二维端和三维端的人机交互操作等功能,可用于船员对船舶制冷系统的针对性学习和培训。     

船舶机舱虚拟场景三维模型的建立及优化

随着计算机技术、通信技术和传感器技术的飞速发展,可视化信息模型成为国内外的研究热点,其中,虚拟现实技术是一种全新的三维人机交互和仿真技术,在建筑、航空、船舶、医疗等领域有非常高的应用价值。船舶机舱是船舶动力系统的控制单元,也是船舶人机交互最频繁的单元,因此,研究船舶机舱的三维仿真模型,提升操作人员的工作水平,改善船舶操纵质量有重要意义。本文结合计算机图形学知识和Multigen Creator软件,完成了船舶机舱虚拟场景的三维建模及软、硬件开发。     

Unity3D虚拟现实技术在机舱资源管理模拟器开发中的应用

针对目前机舱资源管理训练平台在高逼真度和强交互性等方面存在的不足,提出一种基于Unity3D平台的远程可交互式机舱资源管理模拟器的实现方法。首先,基于3ds Max/Unity3D的虚拟现实技术,阐述机舱资源管理模拟器的总体设计方案;其次,介绍Unity3D程序的开发流程和关键技术;最后,在应用3ds Max对超大型油船机舱设备进行三维建模的基础上,对应用Unity3D工具包实现虚拟场景的动态交互技术进行研究,实现三维船舶模型数据与二维模型数据的整合、碰撞检测和三维机舱虚拟漫游等。采用实船数据对该模型器进行仿真应用,结果表明:所开发的系统能很好地满足机舱资源管理训练的各项指标要求,且实现效率较高。     

基于OpenGL的虚拟场景生成技术

介绍了虚拟地形场景生成的基本技术,说明了规则格网方法的地形建模方法。使用线性迭加法模拟了海浪并加以绘制,并描述了树木、天空、船只、道路等自然景观的建模过程;给出了一种在PC环境中使用OpenGL图形接口和Visual C＋＋开发虚拟地形场景的技术和方法.讨论了虚拟场景的实时绘制技术,利用多线程技术实现了三维虚拟地形的实时绘制,绘制速度基本达到实时绘制的要求.最后,给出了一个虚拟地形场景的实例,并实现了人机交互,可以进行实时漫游。     

基于HTC VIVE的船舶固定水灭火模拟训练系统

鉴于消防培训实操教学和训练比较困难,且成本较高,开发船舶固定水灭火模拟训练系统。运用三维建模技术建立消防泵、消防栓等固定水灭火设备模型,利用HTC VIVE头盔和Unity 3D引擎设计实现船舶虚拟场景的三维可视化与交互操作,利用贝塞尔曲线实现虚拟场景内学员的位置瞬移,通过碰撞检测实现学员对虚拟设备的操作,采用A*算法虚拟辅助船员进行路径规划。测试结果表明,该系统的沉浸感和交互性强,可用于消防培训。     

基于虚拟现实技术的LNG船舶仿真系统

构建LNG船舶数字化三维模型,开发船舶6自由度运动数学模型,模拟各种海况条件下的船舶运动规律;运用海浪建模技术、柔性物体模拟技术实现高逼真度的航行场景模拟;利用LOD技术、遮挡剔除等场景优化方法提高动态场景的绘制效率.仿真结果表明,系统模拟较准确,场景沉浸感较好.     

基于Multigen-Paradigm Creator的数字船舶舱内场景漫游建模方法的研究

探索M u ltigen-parad igm C reator的建模原理与方法、优化其数据库的方法及与V ega衔接使用实现动态漫游的过程。通过对M u ltigen-Parad igm C reator在数字机舱建模过程中运用方法的描述,以及与V ega衔接构建数字机舱主动漫游方法的研究,指出M u ltigen-Parad igm C reator的层次结构特点及制作实景场景在主动漫游过程中具有实时性。通过对具体场景的建立,构建起场景内部模型不同节点的分布和组合,实现在计算机系统中一定范围的全真实景模拟。通过对船舶机舱场景的建立,组织和优化机舱场景数据库节点布置,实现了与V ega结合的浸入式方法的漫游过程。     

基于虚拟现实技术构建的虚拟机舱漫游系统

结合虚拟机舱的建模特点,分析三维建模软件,提供选用SGI工作站大型建模软件Multi Gen作为构建船舶机舱虚拟场景软件,和选用虚拟现实开发软件Vega实现实时场景漫游的设计过程以及碰撞检测和交互控制,展望应用前景。     

VR交互式三维虚拟船舶建模与仿真

为满足国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)海员培训、发证和值班标准国际公约(International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers, STCW)2010年修正案提出的仿真训练需求,基于虚拟现实技术的三维虚拟船舶训练系统逐渐成为航海模拟器训练的有效扩展和补充。针对三维虚拟船舶开发过程中模型数量巨大和交互模型复用性差的问题,通过采用细节层次(Levels of Detail, LOD)模型构建三维虚拟船舶的几何模型,优化系统的真实感和实时性,实现虚拟船舶的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航与瞬移,基于三维空间几何变换建立典型物体的交互模型。结果表明：开发的三维虚拟船舶训练系统真实感强,交互友好,已应用到航海仿真训练中,效果良好。     

深水铺管起重船作业视景仿真研究

基于三维建模软件MultiGen Creator、实时仿真软件Vega Prime和程序开发软件Visual Studio 2005开发深水铺管起重船驾驶模拟系统的视景仿真子系统,结合深水铺管起重船实际作业环境特点和训练要求,逼真模拟了深水铺管起重船的航行环境,以三通道视景显示技术直观再现船舶海上航行状态和作业场景,包括场景漫游、波浪仿真、海洋特效、大气环境仿真和碰撞检测,为驾驶人员的桌面级驾驶培训提供感官上真实生动的虚拟场景.     

二维布置驱动三维建模技术研究

船舶数字化、智能化设计技术正在不断深入发展。文章结合AutoCAD的优点和三维体验平台(3DExperience,简称3DE)在数字化设计上的优势,探索了一种基于AutoCAD二维布置图驱动3DE平台进行三维建模的创新方法;运用组件应用架构(CAA)对3DE平台进行二次开发,实现了设备节点批量创建、属性拓展和设备模型自动调用等功能;文中以某货船轮机专业机舱的三维建模为例,运用二次开发工具读取二维布置图中生成的数据表格驱动生成了对应的机舱三维布置模型,从而验证了该方法的可行性。经实船测试,该方法可极大提高3DE平台中三维建模的效率,该研究为船舶三维高效建模提供了具体的开发方法和技术路线。     

船舶柴油机交互式虚拟现实仿真

以船用柴油机为研究对象,对轮机模拟器三维虚拟仿真软件进行开发,并以三维实体建模技术和虚拟现实技术为支撑,通过使用3ds Max软件完成对船用柴油机系统的三维建模,在虚拟现实平台Quest3D上制作三维场景,实现船舶柴油机交互式虚拟仿真。     

基于虚拟现实的船舶操纵控制系统设计

为了提高船舶操纵控制过程的性能参数评估场景再现能力,提出基于虚拟现实技术的船舶操纵控制系统设计方法。进行船舶操纵控制的3D几何模型建模,采用Multigen Creator技术生成3D虚拟海洋场景模型和船舶实体模型,在Vega Prime应用程序进行船舶操纵控制的视景仿真平台设计,对船舶操纵控制系统视景仿真模拟是建立在三维虚拟现实仿真软件基础上的,通过船舶操纵控制的三维姿态数据加载和程序控制,在视景仿真平台上对船舶操纵控制进行位置调整和参量优化配置,实现船舶操纵控制的虚拟视景开发和系统优化设计。仿真结果表明,本文设计的船舶操纵控制系统能在虚拟视景下实现精确的船舶操纵,视景的逼真度较高,参数控制精度较高。     

基于Virtools的船舶电动锚机训练与故障诊断仿真系统的设计与实现

利用近景摄影和实物测量相结合方式获取目标物体数据,使用3DMax建模技术对实物目标进行三维建模,做好贴图、纹理和灯光后,构建具有高度真实感的三维模型;然后利用Virtools虚拟现实开发平台,设计了船舶电动锚机训练与故障诊断仿真系统,最后实现了虚拟操作与训练。     

基于Web3D的轮机模拟器网络虚拟平台实现

基于Web3D的轮机模拟器网络虚拟平台的构建技术及JavaScript技术,已成为新型轮机模拟器研究开发的一个热点之一。文章从一个全新的技术角度和数据共享理念,借助适用于网络环境的跨平台的虚拟现实技术进行三维虚拟漫游和实时人机交互,来构建基于Web和虚拟现实的轮机模拟器网络虚拟平台,通过跨网络平台、数据共享和应用集成技术,实现对操纵船舶机电设备的远程或现场可视化操作与维护管理。     

一种虚实结合的船舶压缩空气操作训练系统设计

针对航运院校采用真实船舶动力设备系统操作训练存在占地面积大、成本高且缺少实船环境的缺点,本文以船舶压缩空气系统为例设计出一种虚实结实的动力设备操作训练系统,建立了压缩空气系统的三维实体模型和设备的数学模型,通过Unity3D实现了船舶压缩空气系统的场景漫游和虚拟操作功能,采用PLC控制技术实现了空压机组的控制功能,解决了PLC控制器与Unity3D之间数据交互问题,最终实现了通过实物控制箱控制虚拟的空压机组的目的。     

基于XNA的三维电力监控系统设计

针对船舶上多层次电力系统分布在监控管理上存在的直观和可视化问题,设计开发出基于XNA（三维引擎）的电力监控系统。利用3DSMAX软件工具建立了电力地理系统的三维模型。在所建立模型的基础上,采用MicroX三维引擎对三维场景进行管理,在.NET软件框架下,用C#语言联合编程,构建起SPGIS（船舶电力地理信息系统）监控平台,给用户提供一个具有沉浸性、实时漫游的友好监控系统。     

基于虚拟现实技术的船舶辅锅炉控制系统研究

结合实船上燃油辅锅炉的实际情况和具体操作要求,通过建立三维模型、人机交互、Web 3D网页浏览技术等米构建船舶辅锅炉虚拟操控系统,达到以虚拟操作代替实际操作,节省开支、实现远程培训、以及人机交互的目的,克服了船舶辅锅炉控制系统实际训练中不可避免的资源消耗、维护费用高等难题。     

基于OpenGL的三维地形可视化技术与实现

介绍了OpenGL和三维地形的相关概念,详细说明了三维地形的制作以及可视化实现。利用建模技术建立了三维地形模型,在场景中使用光照、纹理映射技术,使图像具有较强真实感,并通过键盘,实现人机交互,实现了三维地形可视化。     

基于三维虚拟仿真平台的船舶DPS系统实现

基于三维虚拟仿真技术和船舶动力定位系统控制原理,在Simulink图形化动态建模软件环境中构建DPS系统控制模型和数据文件,利用数据拟合处理技术输出可与虚拟仿真平台实现无缝链接的数据库文件,通过模型接口的嵌套对接直接驱动虚拟场景的三维模型,实现快速、准确、逼真的船舶动力定位系统三维虚拟仿真平台,为船舶建造前期论证工作提供了全新的技术手段和科学直观的论证视野。