基于Web3D主機控制臺的建模及起動與安全保護虛擬操作研究.pdf

1、在虛擬現(xiàn)實技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)快速發(fā)展的今天,基于Web3D虛擬輪機模擬器的研究與開發(fā)是這些技術(shù)在航海教育培訓領域的創(chuàng)新與應用。網(wǎng)絡式三維圖形建模及其仿真技術(shù),由于其場景畫面的逼真性、交互過程的實時性、管理的方便性以及價格上的優(yōu)勢,已越來越受到廣大用戶的青睞。當前,廣泛應用于海船輪機管理人員實操培訓的模擬器是一種半物理量式、混合型的仿真模擬器,這種模擬器在日常的使用中存在著諸如：工作穩(wěn)定性較差、系統(tǒng)擴展功能較為薄弱、二次開發(fā)稍顯不足以及受訓人

2、員數(shù)量和培訓地點受限制等問題?；赪eb3D虛擬輪機模擬器可以讓學員在逼真度非常高的三維場景中,在模擬真實輪機設備的操控環(huán)境下通過交互設備實現(xiàn)機電設備實時交互式的仿真操作,該模擬器具有明顯的優(yōu)勢:1)基于互聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)學員無限次數(shù)、場地和人數(shù)、遠程網(wǎng)絡式的培訓工作;2)在高性價比的基礎上,可以顯著地提高培訓質(zhì)量。
　　 本文以用于海事局各等級輪機員適任證書實操培訓之用的輪機模擬器(模擬器的類型為WMS2000型)作為三維建模的原型

3、,以該模擬器采用的在一艘1600TEU集裝箱船使用的AutochiefⅣ主機控制系統(tǒng)作為操作仿真過程的原型,基于Internet和VRML語言的開發(fā)環(huán)境進行課題的研究,研究內(nèi)容和設計方案如下:1)采用合適的三維建模工具建立主機虛擬控制臺及臺上所屬設備的三維造型并建構(gòu)主機虛擬控制臺三維場景;2)根據(jù)實際的操作邏輯,基于主機虛擬控制臺場景設計主機起動和安全保護虛擬操作仿真過程;3)設計人機交互界面,實現(xiàn)具有起動和安全保護虛擬操作功能的控制臺

4、三維場景的網(wǎng)上發(fā)布。由于采用了特殊場景運行環(huán)境,課題平臺克服了傳統(tǒng)瀏覽方式只能在Web服務器端生成圖像,再將圖像一幅幅地傳給客戶端顯示的弊病。實現(xiàn)了在網(wǎng)絡帶寬有限的情況下,三維場景的快速渲染和實時的動態(tài)交互。主機虛擬控制臺三維場景的建構(gòu)及起動與安全保護的虛擬操作是本文的研究重點:采用3DS Max、Web3Dtools等建模工具建立虛擬控制臺所有設備的三維造型,在此基礎上,利用VRML,語言的插補器節(jié)點、傳感器節(jié)點以及Script節(jié)點,