本文關(guān)鍵詞：海洋工程船虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展,船舶輪機(jī)仿真技術(shù)有了重大進(jìn)步,不同船型的輪機(jī)模擬器也相繼誕生。近些年來(lái),將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到船舶仿真培訓(xùn)上,已逐漸成為當(dāng)代輪機(jī)仿真系統(tǒng)研究的一個(gè)重要方向。與傳統(tǒng)輪機(jī)模擬器半物理仿真或二維軟件界面仿真的形式相比,三維機(jī)艙虛擬仿真系統(tǒng)很好的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)輪機(jī)模擬器無(wú)法體驗(yàn)真實(shí)機(jī)艙工作環(huán)境的不足,可以通過(guò)機(jī)艙環(huán)境的可視化為用戶(hù)提供逼真的三維視感、聽(tīng)感和觸感的感受,達(dá)到在精神感覺(jué)上進(jìn)入機(jī)艙環(huán)境的真實(shí)效果,為訓(xùn)練者提供一個(gè)更加自主高效的學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺(tái)。本課題以武船重工設(shè)計(jì)建造的“海洋工程船681”作為母型船,結(jié)合大連海事大學(xué)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的海洋工程船輪機(jī)模擬器項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一套“海洋工程船681”三維機(jī)艙虛擬仿真系統(tǒng)。本文首先介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)及其在輪機(jī)模擬器上的應(yīng)用和“海洋工程船681”的基本情況,結(jié)合二維輪機(jī)模擬器設(shè)計(jì)虛擬仿真系統(tǒng),選取系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境；然后介紹了機(jī)艙場(chǎng)景建模的方法、流程、建模規(guī)范,研究場(chǎng)景優(yōu)化中的法線貼圖技術(shù)；利用Unity3D內(nèi)置著色器實(shí)現(xiàn)光照模型在場(chǎng)景中的特效,提高虛擬場(chǎng)景的渲染效果和實(shí)時(shí)性；運(yùn)用碰撞檢測(cè)、三維交互拾取技術(shù)對(duì)機(jī)艙虛擬場(chǎng)景進(jìn)行了研究與實(shí)現(xiàn)；’最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)二維輪機(jī)模擬器與三維虛擬機(jī)艙仿真系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊,最終實(shí)現(xiàn)輪機(jī)系統(tǒng)及設(shè)備的虛擬同步操作。
【關(guān)鍵詞】：虛擬現(xiàn)實(shí) 輪機(jī)模擬器 場(chǎng)景 著色器 通訊交互
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U674.3;U676.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題背景及其研究意義10-11
• 1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述11-13
• 1.3 輪機(jī)模擬器研究及發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.4 本文章節(jié)安排13-15
• 第2章 海洋工程船虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)15-21
• 2.1 “海洋工程船681”船舶概述15
• 2.2 “海洋工程船681”機(jī)艙虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)15-20
• 2.2.1 “海洋工程船681”輪機(jī)模擬器15-17
• 2.2.2 虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路17-18
• 2.2.3 虛擬仿真系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)18-20
• 2.2.4 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 機(jī)艙場(chǎng)景建模21-33
• 3.1 建模軟件的選擇21-22
• 3.2 機(jī)艙場(chǎng)景建立22-30
• 3.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備22-23
• 3.2.2 場(chǎng)景制作與規(guī)范23-30
• 3.2.2.1 模型制作與規(guī)范23-26
• 3.2.2.2 材質(zhì)貼圖制作與規(guī)范26-27
• 3.2.2.3 場(chǎng)景渲染烘焙及導(dǎo)出27-30
• 3.3 法線貼圖技術(shù)30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 虛擬場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)33-55
• 4.1 Unity 3D引擎著色器的實(shí)現(xiàn)33-45
• 4.1.1 著色器簡(jiǎn)介33-34
• 4.1.2 虛擬機(jī)艙中著色器的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)34-36
• 4.1.3 光照模型36-43
• 4.1.3.1 漫反射與Lambert模型36-38
• 4.1.3.2 鏡面反射與Phong模型38-40
• 4.1.3.3 Blinn-Phong光照模型40-42
• 4.1.3.4 光線衰減模型42-43
• 4.1.4 光照渲染效果對(duì)比43
• 4.1.5 虛擬場(chǎng)景效果43-45
• 4.2 碰撞檢測(cè)45-49
• 4.2.1 空間劃分法45-46
• 4.2.2 包圍盒技術(shù)46-48
• 4.2.3 場(chǎng)景碰撞器設(shè)置48-49
• 4.3 三維拾取交互49-54
• 4.3.1 拾取原理49-51
• 4.3.2 HUD功能與交互實(shí)體動(dòng)作51-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 二維模擬器與三維虛擬仿真系統(tǒng)通信交互的實(shí)現(xiàn)55-63
• 5.1 網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議概述55-56
• 5.2 數(shù)據(jù)通訊協(xié)議的實(shí)現(xiàn)56-60
• 5.2.1 套接字Socket56-57
• 5.2.2 Socket編程實(shí)現(xiàn)57
• 5.2.3 Socket實(shí)現(xiàn)UDP的原理57-60
• 5.3 三維機(jī)艙虛擬仿真系統(tǒng)與二維模擬器之間交互的實(shí)現(xiàn)60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 附錄A 三維拾取代碼68-69
• 附錄B UDP組播方式實(shí)現(xiàn)代碼69-72
• 附錄C 相機(jī)切換代碼72-75
• 附錄D 海工船部分虛擬機(jī)艙畫(huà)面75-77
• 致謝77-78
• 研究生履歷78

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉光明;賈彥平;田全紅;張瑞虹;張小榮;;基于高性能計(jì)算環(huán)境的LOD技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)中的研究與應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用;2014年20期

2 楊樂(lè);馮壽鵬;張爽;;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在戰(zhàn)時(shí)心理適應(yīng)訓(xùn)練中的應(yīng)用[J];國(guó)防科技;2015年01期

3 高力群;楊波;;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在河北省非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用研究[J];大舞臺(tái);2015年03期

4 林敬亭;范文潔;;工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程教學(xué)改革研究[J];福建電腦;2015年04期

5 胡曉輝;萬(wàn)嵩;;計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在高教中的應(yīng)用研究[J];高教學(xué)刊;2015年24期

6 徐興敏;;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬旅游中的應(yīng)用[J];濰坊學(xué)院學(xué)報(bào);2014年02期

7 周增輝;;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑場(chǎng)景制作教學(xué)中的應(yīng)用[J];藝術(shù)科技;2014年05期

8 靳冬冬;王崴;劉曉衛(wèi);徐曉東;;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)誘導(dǎo)維修在外軍的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2014年06期

9 彭文君;;淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2015年01期

10 費(fèi)正濤;;關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在商業(yè)產(chǎn)品中運(yùn)用的研究綜述[J];科技資訊;2015年03期

  本文關(guān)鍵詞：海洋工程船虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：258914