基于Web3D主機(jī)控制臺(tái)的建模及起動(dòng)與安全保護(hù)虛擬操作研究.pdf

1、在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的今天,基于Web3D虛擬輪機(jī)模擬器的研究與開發(fā)是這些技術(shù)在航海教育培訓(xùn)領(lǐng)域的創(chuàng)新與應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)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(shí)時(shí)性、管理的方便性以及價(jià)格上的優(yōu)勢(shì),已越來越受到廣大用戶的青睞。當(dāng)前,廣泛應(yīng)用于海船輪機(jī)管理人員實(shí)操培訓(xùn)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(kuò)展功能較為薄弱、二次開發(fā)稍顯不足以及受訓(xùn)人

2、員數(shù)量和培訓(xùn)地點(diǎn)受限制等問題?；赪eb3D虛擬輪機(jī)模擬器可以讓學(xué)員在逼真度非常高的三維場景中,在模擬真實(shí)輪機(jī)設(shè)備的操控環(huán)境下通過交互設(shè)備實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備實(shí)時(shí)交互式的仿真操作,該模擬器具有明顯的優(yōu)勢(shì):1)基于互聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)學(xué)員無限次數(shù)、場地和人數(shù)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)式的培訓(xùn)工作;2)在高性價(jià)比的基礎(chǔ)上,可以顯著地提高培訓(xùn)質(zhì)量。
　　 本文以用于海事局各等級(jí)輪機(jī)員適任證書實(shí)操培訓(xùn)之用的輪機(jī)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(jī)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(jìn)行課題的研究,研究內(nèi)容和設(shè)計(jì)方案如下:1)采用合適的三維建模工具建立主機(jī)虛擬控制臺(tái)及臺(tái)上所屬設(shè)備的三維造型并建構(gòu)主機(jī)虛擬控制臺(tái)三維場景;2)根據(jù)實(shí)際的操作邏輯,基于主機(jī)虛擬控制臺(tái)場景設(shè)計(jì)主機(jī)起動(dòng)和安全保護(hù)虛擬操作仿真過程;3)設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)具有起動(dòng)和安全保護(hù)虛擬操作功能的控制臺(tái)

4、三維場景的網(wǎng)上發(fā)布。由于采用了特殊場景運(yùn)行環(huán)境,課題平臺(tái)克服了傳統(tǒng)瀏覽方式只能在Web服務(wù)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(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)帶寬有限的情況下,三維場景的快速渲染和實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)交互。主機(jī)虛擬控制臺(tái)三維場景的建構(gòu)及起動(dòng)與安全保護(hù)的虛擬操作是本文的研究重點(diǎn):采用3DS Max、Web3Dtools等建模工具建立虛擬控制臺(tái)所有設(shè)備的三維造型,在此基礎(chǔ)上,利用VRML,語言的插補(bǔ)器節(jié)點(diǎn)、傳感器節(jié)點(diǎn)以及Script節(jié)點(diǎn),