石化装置三维仿真实训系统研究

针对石油化工企业员工培训安全培训和技能培训的需求，研究基于虚拟现实形式石化装置三维仿真实训技术，利用三维数字模型构建虚拟数字化工厂，开发基于虚拟现实的分布式三维仿真实训系统，具有石化装置工艺流程三维动态模拟、开/停工三维动态模拟、重点设备结构和原理三维模拟、三维交互式考核等功能，实现石化装置可视化、流程化、交互式的三维实时培训与考核。通过虚拟现实技术模拟真实的生产作业场景及生产过程，强化员工对石化装置及事故场景真实感受，从而整体提升石化安全和技能培训的效率和效果。     

三维虚拟产品展示系统的开发与研究

随着虚拟现实和网络技术的飞速发展,虚拟产品的在线展示已经成为企业宣传与销售的重要手段。而如何实现产品的三维可视化展示及动态交互设计已成为当下亟需解决的问题。对比其他已有展示系统的优劣,结合最新三维虚拟展示技术,设计并开发了基于3Ds Max与Virtools的三维虚拟产品展示系统。系统以某汽车展厅为原型,用户可以登录系统,观看逼真的三维虚拟场景,并在虚拟场景中进行交互操作。     

悬臂式掘进机虚拟仿真平台设计

悬臂式掘进机广泛应用于煤矿井下巷道施工,掘进机的培训包括传统的书本教学方法和基于井下实际操作的训练方法,但是由于其场地和安全的局限性,无法满足训练要求.针对这一现状,利用虚拟现实技术和交互仿真技术构建了悬臂式掘进机虚拟仿真平台.该平台采用三维建模技术,使用多边形建模方法制作了悬臂式掘进机、转载机、供电系统等三维模型;运用Unity3D引擎驱动三维模型组成的虚拟场景,采用场景优化技术实时渲染出沉浸式的虚拟场景;在脚本语言C#编程环境下实现操作流程顺序控制、操作描述、三维模型驱动等,实现悬臂式掘进机虚拟仿真培训.培训结果表明,沉浸式人机交互可达到与实物培训相类似的效果,提高使用者学习和操作悬臂式掘进机的效率.     

基于VRML的虚拟场景漫游实现

虚拟场景漫游技术以虚拟现实技术为基础,具备自然模拟、体验逼真的特征.从构造校园虚拟场景漫游系统的一般流程出发,重点讨论了校园虚拟场景系统的虚拟漫游设计中视点的设置、校园大门的自动开关设置以及校园建筑物的旋转等关键技术,为VRML在三维建模、场景漫游、交互方式等技术验证提供一个的试验途径.     

虚拟情景实训环境三维模拟

应用计算机技术当中的虚拟模拟技术,对于当前各领域实现虚拟情景三维模拟训练已成为可能。本文研究当前技术环境下,利用Unity3D模拟平台构造虚拟情景训练系统的开发与设计。从三维模拟训练系统的关键技术研究入手,以三维场景优化、物理碰撞逻辑检测、动态加载场景以及网络通信作为开发的重点,设计出较为先进和逼真的虚拟情境下三维模拟训练系统。并以消防部门作为系统应用的检测部门,检测结果表示此系统可以很好的表现出现场场景的模拟程度以及逻辑,对于加强消防部门的训练技术和应用效果有很大优势。     

基于虚拟现实技术的林区交互系统研究与实现

林木场景复杂的地理地形特点和林木本身复杂的结构,使得基于林木场景的实时虚拟交互漫游在可视化的基础上对系统提出了更高的要求.在针对问题研究的基础上,提出了一种基于软件实现的林区虚拟交瓦系统的设计方法,即利用三维建模软件3ds max来进行三维视景模拟,采用虚拟交瓦平台软件Virtools进行场景驱动.通过利用软件自带的一些功能和应用技巧,可以最大限度发挥软件的优化作用来解决真实感与实时交瓦的矛盾.介绍了系统实现的框架和技术流程,并对实现过程中的场景建模技术、交互设计中的图形化设计方法以及场景优化技术做了深入阐述.经过鹫峰林区的应用,验证方法可行.     

基于虚拟现实的煤矿大型设备培训系统研究

针对煤矿设备操作培训中存在的不足,设计并实现了一种基于虚拟现实技术的煤矿大型设备虚拟培训系统,利用三维建模软件Maya对井下主要设备采煤机、液压支架、刮板输送机等生产机械设备进行三维模型的创建,结合虚拟现实制作软件Unity3D进行虚拟场景整合与交互设计,利用C#编程语言实现对煤矿大型设备运动仿真控制.通过接口电路实现用户与虚拟场景设备的真实交互.经测试表明,系统不仅实现了煤矿大型设备操作培训的功能,而且增加了系统的交互性,弥补了传统培训方式的不足,节约了培训成本,缩短了培训周期.     

基于X3D的交互式变电站信息可视化管理系统

针对三维信息系统并未在虚拟制造上得到广泛应用的现状，通过结合Extensible-3D(X3D)和Java程序语言，构建出一个具有人机交互效果的3D变电站信息可视化管理系统。系统的特点是可以在三维场景上直接进行信息管理操作，同时系统会将修改信息自动存入数据库中，再次运行系统时会自动重建三维场景。应用实例表明，所提出的系统架构具有交互性、可视化的管理特性，改变了过去单纯通过文字或二维文件进行信息管理的模式，对企业的虚拟化制造有着很好的借鉴作用。     

基于OSG与Qt的FAST三维场景仿真

为解决FAST基地可视化的问题,开发了一套基于OpenSceneGraph(OSG)与Qt的三维场景仿真系统。通过三维建模,计算机程序自动化布局,OSG虚拟场景搭建等,将FAST的场景进行仿真显示。通过数据驱动实现对虚拟场景的实时更新,同时采用OSG的粒子系统来模拟雨雪天气特效场景。该系统将FAST的场景实时显现在技术工作人员面前,具有场景漫游,动态演示等基本人机交互功能,可为FAST基地的实践工作提供辅助决策依据。     

电气盘柜智能巡检镜像展示系统设计与实现

智慧屏等显示器终端常作为工业设备智能监管的载体,针对电气室盘柜的巡检,设计了一套基于Unity3D引擎的镜像展示系统,采用三维建模技术、可视化场景技术和C#脚本语言,建立起与巡检机器人的数据交互,在显示载体上完成电气室巡检场景的镜像复刻,实现了指令控制与巡检信息多维展示的核心功能.测试表明系统具有良好的操作性、稳定性和...     

VRML 虚拟现实网络互动仿真装配平台的研究

在计算机上实现了虚拟装配的流程以及运用VRML 创建可视化的三维虚 拟场景,提出了一种基于VRML 和Java 的虚拟现实构建方法,以增强VRML 虚拟场景与外 界的交互性,并通过实例提出了创建网络虚拟装配交互仿真的具体方案。该方法不仅可用于 演示网络环境下的可视化装配,也适用于基于VRML 的其它领域科学可视化。     

高逼真度三维地理信息系统的研究

在三维地理信息系统(Geography Information System，GIS)中，高效、逼真地模拟现实场景是研究的重要内容之一。因此如何获得精确的场景数据和逼真的场景显示是研究的关键问题。该文对三维地理信息系统中模型的数据采集和构建方法进行了研究，采用OPENGL三维图形技术和基于四叉树的区域分层显示技术，实现了一个可针对具体模型操作和查询分析的高逼真度三维地理信息系统。并在系统中完成了虚拟校园一角的设计。实践证明，该系统所采用的方法和技术能够精确高效的虚拟真实场景，满足虚拟校园或虚拟小区规划的要求。     

基于3DS MAX场景生长动画的设计与实现

三维虚拟场景正广泛应用于各行各业,包括科学模拟、城市规划、影视娱乐、产品制造、游戏设计、广告宣传等.以肇庆工商职业技术学院三维虚拟校园场景为设计基础,运用生动有趣的建筑生长动画技术来展示校园文化与环境氛围,深入探讨了基于3DS MAX来实现三维场景生长动画的理论依据和设计方法.通过详细介绍三维场景生长动画的生长方式,揭示三维虚拟校园场景中建筑生长动画的具体制作过程,为推进数字校园和数字城市的应用提供了实例参考.     

基于虚拟现实技术的油田仿真培训系统的设计

油田作业培训的安全问题一直备受关注,为了保证油田作业培训的安全性,将虚拟现实技术应用于油田仿真培训工作,建立油田仿真培训系统.该系统基于虚拟现实技术,设计了油田仿真培训系统的总体结构,提出了演示、操作演练和考评三种培训模式,阐述了交互式菜单和对三维实体的交互式操作两种人机交互方式,引入了虚拟人和虚拟手的模型及控制技术.该系统虚拟场景逼真,培训功能齐全,用户可以进行多视点、多场景的浏览,让用户有身临其境的感觉,目前已经应用到实际培训中,效果良好.     

基于虚拟现实技术的油田生产仿真系统的设计与实现

介绍了虚拟现实技术应用于油田安全操作培训中的优越性,设计并开发了基于桌面系统的油田安全操作仿真系统.介绍了系统的软硬件环境,以抽油机安全操作仿真子系统为例,着重阐述了利用MultiGen Creator建模来形成三维场景,采用实例技术,细节层次技术和纹理映射技术优化场景的生成与显示,最后详细讨论了使用Visual C + +6.0和OpenGVS实现三维引擎的设计.     

基于虚拟现实技术的电力作业仿真培训系统

从技能和安全培训的角度出发,将电网物理特点和虚拟现实相结合,设计了电力安全作业仿真培训系统,介绍了系统包含的基于模型参数数据库的三维建模技术、基于电气连接特性的虚拟场景搭建技术、可视化交互技术、网络连接等关键技术,详细介绍了系统的虚拟培训、实景培训、电力安规培训3个大模块。系统的开发给电力企业培训带来了新的面貌,对于提升作业者技能水平、提高作业人员安全作业也大有裨益。     

基于虚拟现实的反渗透仿真培训系统研究

针对反渗透海水淡化装置专业技术人员培训周期长、业务针对性差、误操作风险高等问题,集成了HLA/RTI作为分布式仿真支撑工具、虚拟场景生成和绘制工具作为渲染引擎、沉浸式交互设备作为人机接口等关键技术,开发了反渗透海水淡化装置虚拟样机和交互式支撑环境,构建了“过程工艺模型+DCS控制仿真+三维虚拟操作环境”的海水淡化技能培训系统。该系统采用虚拟现实技术直观地揭示了海水淡化真实的工艺原理、操作流程、故障处理方法,可对海水淡化操作和维护人员进行有针对性、自主性和安全性的培训,结合虚拟培训设施,避免了传统培训风险,获得了专业知识和实际经验,并多次用于商务部组织的发展中国家海水淡化管理研修班的培训,具有很好的应用推广价值。     

支持力反馈的肝脏手术虚拟仿真及研究

该文提出了一种基于支持力反馈的肝脏虚拟手术仿真系统,支持力反馈的肝脏虚拟手术仿真实现流程主要包括CT影像的肝脏三维重建、空间场景构建、实时动态交互设计、反馈力的手术操作仿真。虚拟仿真环境搭建完成后,用户能够通过头盔式显示设备HTC Vive Pro及其所配备力反馈手柄在虚拟手术场景中进行肝脏手术切割的沉浸式知识学习及实际操作训练。针对临床病例的病灶特征,通过肝脏医学CT断层扫描影像的获取及处理,获得基于VR虚拟现实漫游系统所需三维重建人体肝脏模型;通过真实手术场景的设计与手术操作的模拟仿真,设计了一套包括肝脏病理知识学习与实际手术切割缝合的仿真系统,并引入头盔式虚拟漫游设备及力反馈的震动手柄,进行了人体肝脏手术的虚拟仿真应用系统实现,为医学手术培训仿真提供了一种有效的应用场景解决方案。实验结果表明,该方法能够有效应用于基于CT影像三维重建的虚拟漫游场景呈现,尤其是在医学手术培训仿真领域,具有很强的应用创新价值。     

基于防摇吊具的集装箱起重机半物理仿真系统

针对集装箱起重机学员培训周期长、安全性差等问题,提出一种基于3D图形渲染引擎（OGRE）的虚拟现实技术,实现集装箱起重机半物理仿真操作培训的方法。设计集装箱起重机司机室硬件操作平台,使用OGRE渲染引擎驱动集装箱货场的三维虚拟场景;建立防摇吊具摆动的动力学模型,模拟起重机吊具的残余摆动;并用以太网通讯实现起重机联动台等实物硬件与虚拟现实仿真软件的信息交互。解决仿真操作系统中的虚拟场景的驱动、吊具残余摆动的模拟、实物硬件与虚拟软件的实时通讯等关键问题。实验结果表明,该半物理仿真系统真实感强,对集装箱起重机驾驶训练有重要价值。     

航天测控任务三维场景可视化的设计及实现

从航天测控任务三维场景可视化的需求出发，归纳航天测控任务三维场景的表现方式、数据组织结构和系统体系结构，探索航天测控任务三维场景可视化技术流程。着重研究三维地形生成技术、场景地物建模技术、场景融合技术和视点控制技术等关键技术。从场景数据组织、植被建模和纹理贴图三个方面优化场景。构建航天测控任务三维空间可视化平台，在实时数据的驱动下，实现了航天测控任务三维场景显示，为航天测控任务执行提供可视化技术支持。