船舶机舱虚拟漫游技术
船舶机舱虚拟现实仿真系统的实现方法
产生特殊效果或真实感的一种技术，并不是实际的几何模 型。之所以应用纹理映射技术，一方面是由于在虚拟机舱场 景中有大量不规则物体需要模拟，如机舱内部的大量规模较 小的实体，常用的方法是通过分形、粒子、布尔等算法构造 大量三维体组合而成，而这种建模方法在逼真度提高的同时 是以大量系统资源的耗费为条件的。在虚拟场景模拟中，采 用纹理映射技术可以较好地模拟这类物体，同时实现逼真度 和运行速度的平衡。另一方面，对于复杂实体模型，采用纹 理映射可以模拟出丰富的细节，简化模型的构造过程，降低 实体模型的复杂度，同时还可以赋予模型鲜明的色彩、贴图 特征等。
船舶轮机模拟器（Ｍａｒｉｎｅ Ｅｎｇｉｎｅ Ｒｏｏｍ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ），是船 舶机舱设备管理培训系统的简称，目前己成为现代航海教育 的一种必备设施。传统的轮机模拟器是建立船舶电站、集控 台、设备控制箱和主机等机舱设备仿真模型，但是它们在实 验室中的布置与真实船舶机舱环境有很大差别，使得没上过 船的学员对于船舶机舱的真实环境并不了解，利用虚拟现实 技术，建立船舶机舱虚拟环境，使得学员可以在虚拟机舱环 境中进行漫游和操作，对于了解机舱环境，增强真实感，显 然是比较好的。因此，建立船舶机舱虚拟现实仿真系统，是 对现有船舶轮机模拟器很有益的补充，有利于提高轮机员培 训的教学质量。
２．１三维虚拟场景的建立
武汉理工大学船舶轮机模拟器是以中海集团的“新青岛 号”５６００箱远洋集装箱船为仿真对象，在对该船机舱内设 备布置进行细致的了解后，使用Ｃｒｅａｔｏｒ和３ｄ ＭＡＸ三维建 模软件首先建立各设备的模型，然后根据实船布置，建立出 船舶机舱虚拟场景，其中主要用到了下列主要技术和方法。
为实现以上功能，决定使用ＭｕｌｔｉＧｅｎ Ｃｒｅａｔｏｒ和３Ｄｍａｘ 进行三维建模，使用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋６．０创建基于ＭＦＣ的Ｖｅｇａ 应用程序框架，利用Ｖｅｇａ的ＡＰＩ函数实现漫游功能。通过 与船舶轮机模拟器仿真支撑平台ＳＥ２０００数据通信，实现与 轮机模拟器的相互操作。
路径规划算法在虚拟船舶机舱漫游中的应用
考 虑 自 由空 间 ， 该 路 径 并 非 最 短 路 径 。 还 需 根 据 骨
当从 一个 场 景 位 置漫 游 到 另一 位 置 时 ， 应 该避
６ ６
中 国 航
海
２ ０ １ ３ 年第 １ 期
针 对上 述 算 法 的缺 陷 ， 结 合 虚拟 船 舶 机舱 空 间
的特 点 ， 提 出首 先对 三维 自由空 间进 行降 维处 理 ， 然 后 利 用骨架 地 图替 代栅 格 地 图 ， 改 进 路 图骨 架节 点 的数 据结 构 ， 加 入最 大 自由 圆半 径存 储 自由空 间 信
栅 格地 图构 造简 单 ， 易于维 护 ， 在机 器人 系统 中 得到 广泛应 用 ， 但其 无 法 解 决栅 格 分 辨 率 与 搜 索 计
求 。另 外 ， 基 于栅 格 地 图的 路径 规 划 得 到 的路 径 通 常 是 紧贴 障碍物 边 界 ， 不 符 合 路径 标 准 中 的安 全 性
白色 区域 代表 障 碍 物 ， 黑 色 区域 代 表 自由空 问 。 漫
游时 可在 黑色 区域 中 自由通 行 。
３ ． １ ． ２ 带 距 离信 息 的 骨 架路 图 生 成
由于栅 格 地 图分 辨 率 与搜 索 计 算 量 的矛 盾 ， 图 １直接 用 于路径 搜索 难 以满 足精 确 性 与 实时 性 的 要
要 求 。图 １中央 白色 线条 表达 的路 径为 在栅 格地 图
算 量 之间 的矛盾 ， 我 们 采 用 骨架 细 化 方 法 简 化 栅 格
船舶机舱虚拟漫游技术
船舶机舱虚拟漫游技术作者：陈黄骞赵树培来源：《科技创新导报》2012年第06期摘要：虚拟现实技术仿真越来越受到人们的关注，应用虚拟现实技术实现用户在虚拟机舱中的漫游是一项值得挑战的项目。
随着虚拟现实的日益成熟，将彻底实现机舱漫游，有利于提高船员的操作水平，培养优秀的航运人才。
关键词：虚拟现实船舶机舱三维建模实时漫游中图分类号：U675.79 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2012)02(c)-0000-00随着计算机技术、通信技术及其他相关技术的飞速发展，信息的可视化成为新的应用发展方向，基于虚拟现实的仿真技术日益成为当前研究的热点。
VR 利用计算机和电子技术产生逼真的视、听、触、力等三维感觉, 用户通过专门的交互装置(例如立体眼镜、立体头盔等) 与虚拟环境交互, 产生身临其境的感觉。
VR技术的特征：（1）交互性是指用户通过使用专用设备，用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作程度。
（2）想象性 VR技术极大地依赖人类的想象力，可以充分发挥人类的创造性。
（3）临场感使用户产生身临其境的感觉。
当然,并非任何一个VR系统都具有上述的所有特征。
美国是VR技术的发源地，目前美国在该领域的研究一直处于领先。
我国VR技术与其相比还有一定的差距，所以要量体裁衣，制定发展计划。
在船舶轮机仿真领域，VR的应用较少，特别是一些高尖端的应用。
虚拟机舱漫游仿真系统再现了实船的机舱,通过鼠标操作任意改变视点,在虚拟机舱中进行漫游。
实时虚拟仿真一个逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。
船舶机舱虚拟现实仿真系统的具体实现方法：1 三维虚拟场景的建立船舶机舱设备繁多、结构复杂、舱柜层次迭起。
綜合考虑开发工作量,研制周期和轮机仿真器现有要求,采用三维建模和照片贴图相结合的方案,对机舱中的主要设备船舶柴油主机建立三维模型,对其它设备和机舱背景采取贴图的方法, 这样可达到较高的图象分辨率和较好的图象输出量。
船舶虚拟漫游
ｍｅ ｈ ｄ ｎ ｄ ｓ ｏ ｄ ｌ ｇ ａ ｄ ｒ ｎ ｅ ｎ ａ ｅ ｎ ｇ ａ ｈ ｃ ａ ｄ ｉ ｇ ｏ ｈ ｉ ｕ ｈｐ ｂ ｉ ｉ ｇ ｔ ｏ ｓ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｆｍｏ ｅｉ ｎ ｅ ｄ ｒ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｐ ｉ ｎ ｍａ ｅ ｆｒ ｔ ｅ ｖｒ ａ ｓ ｉ ｕ ｌ ｎ ｎ ｉ ｔｌ ｄ
ｄ ｃ ｆ ｃ ｒ ｒ ｔ ｉ ｅ ｉ ｉ ｌｔ ｇｖ ｒ ｕ ｒ ｅ ｏ ｎ ｒ ｍ ｔ ｅ ｓ ｉ ．Ｔ ｉ ｍｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｐ ｏ ｉ ｅｄ ・ ｅ ｋ ｏ ｉｅ ａ ｅ ａｔ ｎ ｄ ｖ ａ ｓ ｓ ａ ｍｕ ａ ｉ ａ ｏ ｓｏ ｄ ｒ ｃ ｍｉ ｇ ｆ ｈ ｈ ｐ ｈ ｓ ｔ ｏ ａ ｒ ｖｄ ｉ ｎ ｉ ｓ ｏ
景， 实现 多人在 同一平 台上互 动 ； 过模拟 船舶 的各 种命 令 ， 通 使轮 机 部船 员和 驾 驶 台船 员的协 调 训
练获得虚 拟 实现． 方 法可为船 用设 备 的交互 动作提供 工作 空间的直接 数据 ， 该 为船 舶设 计 的优 化提
供视 觉上的判 断．
关键 词 ： 虚拟 漫 游 ； 舶 ；建模 ；游戏 引 擎 船
中图分类 号 ：Ｕ ６ ． ５ ； Ｐ ９ ． Ｔ ２ ４ ６ ６ １ ８ Ｔ ３ １９； Ｐ ７ 文献标 志码 ： Ａ
Ｖｉｔ ａ ｏ ｍ ｉ ｇ ｏ ｈ ｐ ｒ ｕ ｌｒ ａ ｎ ｆｓ ｉ
Ｃ Ｅ ｉｇｉ，ＬＮ Ｓ ａｆｎ Ｎ Ｑｎｌ Ｈ ｎ Ｉ ｈｏ ｅ
（ ａｉｅＥ ｇｎｅｉ ｓｉ ｔ， ｉ ｉ ｎｖ ， ｉ ｅ ￣ｉ ６０ １ Ｃ ｉａ Ｍ ｒ ｎｉｅｒ ｇＩ ｔｕｅ Ｊ ｉ． Ｘａ ｎＦ ａ ３ １２ ， ｈ ） ｎ ｎ ｎ ｔ ｍｅ Ｕ ｍ ｎ ｎ
ｓ ｅ ｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ｔｅ ｓ ｆ ｒｅ ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｇ ｎ ｔ ｇ ａｉ ｇ ｔ ｅ ｄｇ ｔ ａ ａｃ ｅ ｔ ｄ ｂ ｔ ｅ ｈ ｐ ｄ — ｃ ｎ ｓ ｂ ｓ ｈ ｏｔ ｎ ｗａ ｆ ｅ ｔｒａ ｄ Ｖｅ ａ ａ ｄ ｉ ｅ ｒ ｔ ｈ ｉｉ ｄ ｔ ｒ ａｅ ｙ ｏｈ ｒｓ ｉ ｅ Ｃ ｎ ｎ ｌ ａ
船舶航行模拟与虚拟仿真技术的应用
船舶航行模拟与虚拟仿真技术的应用船舶航行模拟与虚拟仿真技术是近年来迅速发展的领域，它为船舶行业的发展带来了巨大的机遇与挑战。
本文将探讨船舶航行模拟与虚拟仿真技术的应用，并讨论其对航海安全、船舶设计与培训等方面的影响。
1. 船舶航行模拟技术的基本原理与分类船舶航行模拟技术是通过计算机系统模拟真实船舶的运行情况，包括船舶的操纵、运动、动力等，以提供真实的船舶行驶环境。
根据不同的目的和功能，船舶航行模拟技术可以分为航行模拟器、航行监控系统和船舶驾驶训练器等几种类型。
2. 船舶航行模拟技术在航海安全中的应用船舶航行模拟技术的应用可以为船舶航海安全提供重要的支持。
通过船舶航行模拟器，船员可以在虚拟的环境中进行各种情况下的应对与处理，提高应急处置能力。
此外，航行模拟技术还可以模拟各种恶劣情况，如恶劣天气、海况等，让船员进行模拟操作，增强其应对突发情况的能力。
3. 船舶航行模拟技术在船舶设计中的应用船舶航行模拟技术可以在船舶设计过程中发挥重要的作用。
通过模拟技术，设计师可以更加准确地评估船舶的操纵性能、运行性能、安全性能等，提前发现潜在问题并进行改进。
此外，船舶航行模拟技术还可以帮助设计师优化船舶的结构设计，提高燃油利用率、降低碳排放等。
4. 船舶航行模拟技术在船员培训中的应用船舶航行模拟技术在船员培训中起到至关重要的作用。
通过模拟环境，船员可以进行各种实际情况下的应对与操作，提高其船舶操作技能和应急处置能力。
船舶驾驶训练器能够帮助新手船员模拟真实操船场景，熟悉船舶操纵系统，提高航行安全性。
5. 船舶航行模拟技术的前景与挑战船舶航行模拟技术在航海行业具有广阔的应用前景。
随着技术的不断进步，船舶航行模拟技术将更加准确、真实地模拟船舶运行环境，进一步提高航海安全性和船舶设计的效率与质量。
然而，船舶航行模拟技术的推广还面临着一些挑战，例如技术成本高、专业技术人才不足等问题，需要航海领域的相关部门和企业共同努力解决。
基于EON的船舶舱室虚拟漫游系统研究的开题报告
基于EON的船舶舱室虚拟漫游系统研究的开题报告一、研究背景和目的船舶作为一种用途特定的交通工具，在海洋运输、旅游航行、科考探测等领域都有广阔的应用前景。
然而，船舶的操作和维护一般都面临着严峻的条件和高风险。
为了提高船舶的操作安全性和效率，鼓励船员适应船舶特殊条件下工作的能力，船舶舱室虚拟漫游技术逐渐成为了学术界和实际应用领域的研究热点。
本研究旨在基于EON软件平台，研究开发一套船舶舱室虚拟漫游系统，以实现对真实船舶舱室环境的精确再现和三维可视化，进而为船员提供可视化、直观化的学习和培训体验。
二、研究内容和方法研究内容：1. 船舶舱室模型的建立：采用3D建模软件建立真实船舶舱室模型，并通过EON软件平台发布模型。
2. 虚拟漫游场景的开发：设计船舶舱室虚拟漫游场景，实现船舶内部环境的三维可视化和体验。
3. 功能特性的实现：基于EON平台的开发工具，实现船舶舱室虚拟漫游系统的相关功能，例如场景交互、虚拟仪器使用、操作教学等。
4. 用户体验的评估：针对船员和实验室实验者，进行对船舶舱室虚拟漫游系统的用户体验评估和效果验证。
研究方法：1. Desktop VR技术：采用EON Studio软件平台和Vizard等Desktop VR技术进行船舶舱室虚拟漫游系统的开发。
2. 随机实验方法：采用随机实验方法进行船员的学习和培训效果评估。
3. 整体性评价方法：采用整体性评价方法，包括问卷调查、用户行为记录、交互记录等，对船舶舱室虚拟漫游系统的用户体验进行评价。
三、研究意义和创新性研究意义：1. 船舶舱室虚拟漫游系统将为船员提供一种可视化和直观化的学习和培训体验，提高操作安全性和船舶运营效率。
2. 本研究将探讨如何将虚拟现实技术应用于海洋船舶运营领域，为相关研究提供有益的参考和借鉴。
研究创新性：1. 本研究将基于EON软件平台实现船舶舱室虚拟漫游系统的开发，充分利用该平台所具备的功能和优势，提高虚拟漫游系统的开发效率和质量。
船舶机舱虚拟漫游技术
Ｓｃｉ ｃｅ ｅｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈ ｏｇ ｎｎｏ ｎｏｌ ｙ ｌ ｖａｔｏｎ ｉ Ｈｅ ａｌ ｒ ｄ
技 术 创 新
船舶 机 舱 虚 拟 漫 游 技 术
陈黄骞 赵 树培 （ 上海 海事 大学商 船学 院 上 海 ２ １ ０ ） ０ ６ ３
摘 要 ： 拟 现 实 技 术 仿 真 越 来 越 受 到人 们 的 关 注 ， 用虚 拟 现 实技 术 实 现 用 户在 虚 拟 机 舱 中 的 漫 游 是 一 项 值 得 挑 战 的 项 目 。 着虚 拟 虚 应 随 现 实 的 日益成 熟 ， 彻底 实现 机舱 漫游 ， 将 有利 于提 高船 员的操作 水平 ， 养优 秀的航运人 才。 培 关键 词 ； 虚拟 现实 船舶机舱 三维建模 实时漫游
产 生身临其境的感觉。 Ｖ Ｒ技 术 的 特 征 ： １ 交互 性 。 指 用 户 （） 是
通 过 使 用 专 用 设 备 ， 人 类 的 自然 技 能 实 间位 置 ， 及 模 型 间的 结 构 关 系 ， 定 虚 拟 能 全方 位 地 浏 览场 景 。 动（ 用 以 确 移 行走 ） 两 种 主 有 现 对 模 拟 环 境 的 考 察 与操 作程 度 。 ２ 想 象 场 景 中所 有 实 体 模 型 的 层次 结 构 。 于 机 要 实现 技 术 ： 接 映 射 与 物 理 控 制 。 （） 对 直 直接 映 性。 ＶＲ技 术 极 大 地 依 赖 人类 的 想 象 力 ， 可 舱 中 分 布 在 ㈨ 层 的 机 舱 设 备 ， 因根 据 设 射 ， 是将 用 户在 现 实 世 界 中 的 动 作 ， 通过 特 以 充分 发 挥 人类 的 创造 性 。 ３Ｉ 场 感 。 用 备 部 件 的 名 称 和 功 能 来 划分 。 （） Ｉ Ｎ 使 殊 设 备 直 接 映 射 到 虚 拟 环 境 中 去 ， 手 势 如 户 产 生 身 临 其 境 的 感觉 。 （ ） 例 化 技 术 。 例 化 是 计 算 机 图 形 识 别 技 术 等 。 种 方 式 灵 活 ， 观 ， 确 的 ２实 实 这 直 准 当然 ， 非 任 何 一 个ＶＲ系统 都 具 有 上 学 里 为 节 省计 算 机 的 运 行 开 销 而 采 用 的 一 行 为 映 射 ， 并 目前 还 较 难 实现 。 理 控 制 ， 物 是
基于数据整合的虚拟环境下船舶场景漫游方法的实现
基于数据整合的虚拟环境下船舶场景漫游方法的实现
陈宁;高霆;王军
【期刊名称】《造船技术》
【年(卷),期】2005(000)002
【摘要】针对Tribon系统建立的虚拟船舶环境,提出了用数据整合的方法将数据导入3DS MAX,建立其动画漫游场景;指出这种方法可有效地对舾装布置及舾装设备的可装配性和可维护性提供帮助,也能使船东在船舶提交之前对船只有一个整体的认识.
【总页数】3页(P13-15)
【作者】陈宁;高霆;王军
【作者单位】江苏科技大学,机械与动力学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学,机械与动力学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学,机械与动力学院,江苏,镇江,212003【正文语种】中文
【中图分类】U66
【相关文献】
1.基于图像方法实现虚拟环境漫游 [J], 甘咏梅;徐学军
2.基于VRML虚拟环境漫游技术的性能优化分析与实现 [J], 黄锐;饶文碧
3.基于Multigen-Paradigm Creator的数字船舶舱内场景漫游建模方法的研究[J], 陈宁;刘炜;佘建国
4.基于Java3D虚拟漫游场景切换的方法实现 [J], 何丽
5.基于场景的虚拟环境用户界面研究及实现 [J], 程成;陈由迪;戴国忠
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基于网络虚拟平台的船舶机舱三维虚拟漫游和远程操纵系统
ｓ ｉ Ｓｅ ｇｎｅ ｒ ｏ ， ｓ ｗｅ ｌａ ｒ ｓ ｎ ｓ ａｃ ｉｅ ｔ ｒ ｌｄ ｓｇ ｎ ｅ ｌｚ ｔ ｎ ｍ ｅｈ ｄ ｏ ｈ ｉｔ ｌｒ ａ ｉ ｙ — ｈ ｐ’ ｎ ｉ ｏ ｍ ａ ｌ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｒ ｈ ｔ ｃｕ ａ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｒ ａ ｉａ ｉ ｔ ｏ ｆｔ ｅ ｖｒｕａ ｅ ｌ ｙ ｓ ｓ ｏ ｔ
０ 引 言 网络虚 拟 现实 技 术 又 称 Ｗｅ ３ 技 术 ， 在 网 络 ｂＤ 是 的平 台上 ， 过计 算 机 图形技 术构 建 一种 逼 真 的 自然 通
场景 的动 态特 性 。 在 传 统 的船 舶轮 机模 拟 器 中 ， 创建 真实 度 较高 要
的船舶 机 舱 ， 花费 巨大 ， 且 船舶 设备 更新 换代 很 快 。 而 利 用 虚拟现 实技 术 ， 立 船 舶 机 舱 设 备 的 三 维模 型 ， 建 可 使学 员 通过 显示 和控 制 设 备 在 虚 拟 机 舱 环 境 中漫 游 和进 行控 制 操作 ， 了解 机 舱环 境 ， 可 增强 真实 感 ， 弥 补 了船 舶轮 机模 拟 器 真 实 感 的不 足 。而 且 通 过 对 现
总 体 设 计 和 实 现 方 法 ， 结 合 船 舶 机 舱 设 备 的 具 体 情 况 ， 系 统 模 型 和 仿 真 软 件 包 移 植 到 支 持 虚 拟 可 视 化 的 网 络 平 并 将
台 ， 过该 网 络 虚 拟 平 台 ， 立 船 舶 机 舱 三维 虚 拟 漫 游 系 统 ， 实 现 实 时仿 真 及 交 互 控 制 功 能 。 通 建 并
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：
Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒｂ ｓｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｓａｕｓ ｏ ｈ ｔＶＥｓ ｔｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｐｐ ｉａ ｉｎ ｉ ｉ ａ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ｈ ｅ ｅ ｏ ｎ ｔ ｔ ｆｔ ｅ ｎｅ— ｅ ｈ ｌ ｇ ｎｄ ａ ｌｃ ｔ ｎ ｏ
船舶机舱虚拟漫游技术
18科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald随着计算机技术、通信技术及其他相关技术的飞速发展,信息的可视化成为新的应用发展方向,基于虚拟现实的仿真技术日益成为当前研究的热点。
V R 利用计算机和电子技术产生逼真的视、听、触、力等三维感觉,用户通过专门的交互装置(例如立体眼镜、立体头盔等)与虚拟环境交互,产生身临其境的感觉。
VR技术的特征:(1)交互性。
是指用户通过使用专用设备,用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作程度。
(2)想象性。
V R 技术极大地依赖人类的想象力,可以充分发挥人类的创造性。
(3)临场感。
使用户产生身临其境的感觉。
当然,并非任何一个V R 系统都具有上述的所有特征。
美国是V R 技术的发源地,目前美国在该领域的研究一直处于领先。
我国VR 技术与其相比还有一定的差距,所以要量体裁衣,制定发展计划。
在船舶轮机仿真领域,V R的应用较少,特别是一些高尖端的应用。
虚拟机舱漫游仿真系统再现了实船的机舱,通过鼠标操作任意改变视点,在虚拟机舱中进行漫游。
实时虚拟仿真一个逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。
船舶机舱虚拟现实仿真系统的具体实现方法。
1 三维虚拟场景的建立船舶机舱设备繁多、结构复杂、舱柜层次迭起。
综合考虑开发工作量,研制周期和轮机仿真器现有要求,采用三维建模和照片贴图相结合的方案,对机舱中的主要设备船舶柴油主机建立三维模型,对其它设备和机舱背景采取贴图的方法,这样可达到较高的图象分辨率和较好的图象输出量。
船舶轮机模拟器一般是以远洋集装箱船为仿真对象,使用C A D 及3d M A X 三维建模软件首先建立各设备的模型,然后根据实船布置,建立出船舶机舱虚拟场景,其中主要用到了下列主要技术和方法。
(1)场景数据库层次结构。
适当的组织结构是用户创建满足自身需要模型的关键技术。
在描绘大型虚拟环境时,往往会涉及到虚拟场景中各实体的具体结构和详细状态。
船舶航行模拟使用模拟技术提高船舶航行安全性
船舶航行模拟使用模拟技术提高船舶航行安全性现代船舶航行模拟技术的引入，为船舶航行安全性的提升提供了有力的支持。
通过仿真和模拟技术，船员们能够在虚拟环境中模拟真实的航行情景，进行各种操作和应对各种应急情况的演练，从而有效提高航行安全性。
本文将探讨船舶航行模拟技术的使用，并分析其对船舶航行安全性的影响。
一、船舶航行模拟技术概述船舶航行模拟技术是利用计算机和虚拟现实技术模拟真实船舶航行环境和情景的一种技术手段。
通过建立虚拟的航行场景，包括船舶、海洋、天气、地图等要素，船员可以通过操纵各种船舶设备和仪器，模拟船舶的各种操作和应对各种情况。
模拟技术能够高度还原真实航行环境，提供高度真实感的训练体验，为船员的操作技能提供了有效训练平台。
二、船舶航行模拟技术的应用1. 航行技能培训船舶航行模拟技术可以用于船员的航行技能培训。
通过对各种不同情况和复杂航行环境的模拟训练，船员可以在虚拟环境中进行航行操作和运筹决策的演练，提高其对船舶航行的熟悉度和技能水平。
这种训练方式可以让船员在不同气象条件、不同海况下的虚拟场景中进行模拟操作，使其能够更好地应对突发情况，提高应急处理能力。
2. 船舶航行安全评估船舶航行模拟技术还可以用于船舶航行安全评估。
通过模拟各种不同情况下的航行场景，包括复杂的水道、多艘船只通行等情况，分析船舶航行的安全性，并进行相关的风险评估。
通过模拟技术的应用，可以帮助船舶管理者和决策者更好地了解航行中的潜在风险，并采取相应的措施来提高航行安全性。
三、船舶航行模拟技术对航行安全性的影响船舶航行模拟技术的使用对航行安全性有着积极的影响。
首先，船舶航行模拟技术可以提高船员的操作技能。
通过在虚拟环境中进行训练，船员可以熟悉和熟练掌握各种船舶设备和仪器的使用，提高其操作的精确性和稳定性。
这样可以减少人为因素对航行安全性的影响，降低事故发生的概率。
其次，船舶航行模拟技术能够提高船员的应急处置能力。
在虚拟环境中，船员可以经历各种应急情况的模拟演练，熟悉并掌握处理危机的方法和技巧。
船舶设计中的虚拟现实技术研究
船舶设计中的虚拟现实技术研究在当今科技飞速发展的时代，船舶设计领域也迎来了一场重大的变革——虚拟现实技术（Virtual Reality，简称 VR）的应用。
这项创新技术为船舶设计师们提供了全新的视角和方法，极大地改变了船舶设计的流程和效果。
船舶设计是一个复杂且精细的过程，需要考虑众多因素，如船舶的结构强度、流体力学性能、内部空间布局、设备安装等等。
传统的设计方法主要依赖于二维图纸和物理模型，这不仅效率低下，而且在沟通和展示设计方案时存在很大的局限性。
而虚拟现实技术的出现，为解决这些问题提供了有力的手段。
虚拟现实技术能够创建一个沉浸式的三维虚拟环境，让设计师仿佛置身于真实的船舶内部。
通过佩戴 VR 设备，设计师可以直观地观察和体验船舶的每一个细节，从整体结构到微小的零部件。
这种身临其境的感受有助于设计师更好地理解空间关系和人机工程学因素，从而优化设计方案。
在船舶结构设计方面，虚拟现实技术使得设计师能够对船舶的框架、舱壁、甲板等结构进行直观的分析和评估。
他们可以实时查看不同结构方案下的应力分布、变形情况，及时发现潜在的问题并进行调整。
与传统的计算分析方法相比，这种直观的可视化方式更加易于理解和判断，能够有效提高结构设计的可靠性和安全性。
流体力学性能是船舶设计中的另一个关键因素。
虚拟现实技术可以将流体模拟的结果以动态的形式展现出来。
设计师能够亲眼看到水流在船体周围的流动情况，包括水流的速度、压力分布和漩涡的形成。
这有助于优化船型，减少阻力，提高船舶的航行性能。
在船舶内部空间布局设计中，虚拟现实技术的优势尤为明显。
设计师可以在虚拟环境中模拟人员的活动和操作，检验通道的宽度是否足够，设备的摆放是否方便使用，舱室的布局是否合理舒适。
通过这种方式，可以提前发现并解决可能存在的人机交互问题，提高船舶的使用效率和人员的工作生活质量。
此外，虚拟现实技术还为船舶设计中的团队协作带来了便利。
不同专业的设计师可以在同一个虚拟环境中进行交流和讨论，共同对设计方案进行修改和完善。
基于CATIA和VIRTOOLS技术的虚拟机舱漫游研究
１ 引
言
２ 方 法 的提 出
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虚拟轮船驾驶
虚拟轮船驾驶
——思特科技
目录
产品介绍 (3)
应用领域 (3)
效果图展示 (4)
虚拟轮船驾驶
产品介绍
虚拟漫游是指利用现代高科技手段如：三维图像即时生成技术、汽车动力学仿真物理系统、大视场显示技术（如多通道立体投影系统）、六自由度运动平台（或三自由度运动平台）、用户输入硬件系统、立体声音响、中控系统等，让体验者在一个虚拟的驾驶环境中，感受到接近真实效果的视觉、听觉和体感的虚拟漫游驾驶体验。
作为虚拟漫游技术表现形式之一的虚拟船驾驶真实模拟船在海洋中行进的动感效果，同时让参观者欣赏海洋上的的风景。
为参观者提供一个逼真的海洋的环境，从视觉上、听觉上、感觉上和触觉上模拟船从启动、行驶、颠簸等过程，并能感受不同的时间、不同的气候、不同的景点；另外轮船在行驶的过程中，动力设备可以模仿船舶真是行驶时的摇曳和摆动，同时特效设备可配合场景制造淋雨、飘雪、闪电、刮风等天气变幻的效果，给体验者一个完美的享受。
应用领域
虚拟轮船系统的应用范围是非常广泛的，作为博物馆、陈列馆等各大管类的互动展项，供来访者体验和娱乐；也可用到娱乐场所；根据各个空间的实际情况都可以应用。
也可应用在模拟驾驶、训练、演示、教学、培训等领域，军事模拟、指挥、虚拟战场模拟，以及应用到建筑视景与城市规划方面。
效果图展示。
船舶机舱交互漫游系统设计及实现
船舶机舱交互漫游系统设计及实现肖剑波;胡大斌;胡锦晖【摘要】Since there are multiple equipments,complex scenes and criss-cross pipes in the marine engine room,the virtual reality technology based interactive roaming system for marine engine room is studied according to the training requirements of engine room.The hardware structure of the distributed system based on network is analyzed.The modular design mode is adopted to design the system software,and analyze the system working flow.The matrix transformation of virtual human,manipulator and viewpoint in roaming system is studied.The test results show that the system has perfect immersion,and can meet the mariners' requirements for engine room roaming,equipment interactive handling and networking training.%船舶机舱环境设备众多、场景复杂、管系纵横交错,在此根据机舱训练需求,开展了基于虚拟现实技术的船舶机舱交互漫游系统研究.分析了基于网络的分布式系统硬件结构,并采用模块化设计方式,开展了系统软件设计,对系统工作流程进行了分析,并对漫游系统中虚拟人、操作手、视点等的矩阵变换进行了研究.试验结果表明,系统具有较好的沉浸感,可以满足船员舱室漫游、设备交互操作、联网训练的要求.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)016【总页数】4页(P126-128,131)【关键词】虚拟现实;机舱;交互漫游;联网训练【作者】肖剑波;胡大斌;胡锦晖【作者单位】海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TN915-34虚拟现实（Virtual Reality，VR）通过计算机图形学、人机交互等技术手段，依托计算机及立体眼镜、数据手套等外设构建逼真的三维化的虚拟环境，给使用者带来沉浸式体验，是目前研究的热点问题之一，已经逐步成熟并应用于游戏、广告宣传、军事训练、展示设计等方面，显示出强大的魅力[1]。
以Quest3D为虚拟引擎的船舶机舱漫游系统的制作方法
以Quest3D为虚拟引擎的船舶机舱漫游系统的制作方法李志球;胡以怀【期刊名称】《电脑知识与技术》【年(卷),期】2013(000)034【摘要】在现代海员培训中，以虚拟现实模型取代实物模型进行培训，可以达到节约成本、提高培训效率的目的。
该文简要介绍了使用Quest3D为虚拟引擎，设计海船船舶交互式虚拟机舱的方法；以海船机舱漫游、阀门开关操作以及船舶车钟对主机的控制为重点，简述了Quest3D场景漫游的制作以及对机构控制的基本操作方法。
%In the modern seafarer training,which use the virtual model instead of physical model, is very economical and efficient. This paper briefly introduces the method of designing interactive virtual engine room of seagoing vessels by the use of Quest 3D virtual engine. The engine room roaming、operations of the valves and telegraph,s controling to the marine engine are used to ex-pound the methods of making Quest3D roaming scene and the basic operation methods to the mechanism.【总页数】4页(P7884-7887)【作者】李志球;胡以怀【作者单位】上海海事大学商船学院，上海201306;上海海事大学商船学院，上海201306【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.基于网络虚拟平台的船舶机舱三维虚拟漫游和远程操纵系统 [J], 李婷云;杨国豪;徐轶群;陈跃坡2.基于Quest3D的实验室虚拟漫游系统设计与实现 [J], 朱鹏磊;张远3.基于Quest3D的交互式虚拟建筑漫游系统的建立 [J], 游丽4.基于虚幻引擎的3D虚拟校园漫游系统建设 [J], 屈宇轩;王俊洁;5.基于Quest3D的虚拟园林漫游系统的设计与实现 [J], 王丽丽;赵晓春;张清智;任泽飞;张晓宁;李广辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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船舶机舱虚拟漫游技术
摘要:虚拟现实技术仿真越来越受到人们的关注,应用虚拟现实技术实现用户在虚拟机舱中的漫游是一项值得挑战的项目。
随着虚拟现实的日益成熟,将彻底实现机舱漫游,有利于提高船员的操作水平,培养优秀的航运人才。
关键词:虚拟现实船舶机舱三维建模实时漫游
随着计算机技术、通信技术及其他相关技术的飞速发展,信息的可视化成为新的应用发展方向,基于虚拟现实的仿真技术日益成为当前研究的热点。
VR利用计算机和电子技术产生逼真的视、听、触、力等三维感觉,用户通过专门的交互装置(例如立体眼镜、立体头盔等)与虚拟环境交互,产生身临其境的感觉。
VR技术的特征:(1)交互性。
是指用户通过使用专用设备,用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作程度。
(2)想象性。
VR技术极大地依赖人类的想象力,可以充分发挥人类的创造性。
(3)临场感。
使用户产生身临其境的感觉。
当然,并非任何一个VR系统都具有上述的所有特征。
美国是VR 技术的发源地,目前美国在该领域的研究一直处于领先。
我国VR技术与其相比还有一定的差距,所以要量体裁衣,制定发展计划。
在船舶轮机仿真领域,VR的应用较少,特别是一些高尖端的应用。
虚拟机舱漫游仿真系统再现了实船的机舱,通过鼠标操作任意改变视点,在虚拟机舱
中进行漫游。
实时虚拟仿真一个逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。
船舶机舱虚拟现实仿真系统的具体实现方法。
1 三维虚拟场景的建立
船舶机舱设备繁多、结构复杂、舱柜层次迭起。
综合考虑开发工作量,研制周期和轮机仿真器现有要求,采用三维建模和照片贴图相结合的方案,对机舱中的主要设备船舶柴油主机建立三维模型,对其它设备和机舱背景采取贴图的方法,这样可达到较高的图象分辨率和较好的图象输出量。
船舶轮机模拟器一般是以远洋集装箱船为仿真对象,使用CAD及3dMAX三维建模软件首先建立各设备的模型,然后根据实船布置,建立出船舶机舱虚拟场景,其中主要用到了下列主要技术和方法。
(1)场景数据库层次结构。
适当的组织结构是用户创建满足自身需要模型的关键技术。
在描绘大型虚拟环境时,往往会涉及到虚拟场景中各实体的具体结构和详细状态。
因此,应根据虚拟场景中每个实体的空间位置,以及模型间的结构关系,确定虚拟场景中所有实体模型的层次结构。
对于机舱中分布在不同层的机舱设备,因根据设备部件的名称和功能来划分。
(2)实例化技术。
实例化是计算机图形学里为节省计算机的运行开销而采用的一种算法。
例如,在虚拟机舱场景中,共有七台分油机,它们差别仅在于其位置和大小的不同,所以可以采用该方法,即只在内存
中存放一台分油机,将这台分油机进行平移、旋转、缩放之后得到其他分油机,从而大大地节约了内存空间。
(3)外部引用技术。
外部引用的概念是在一个场景数据库中调用另一个场景数据库的模型,即读取场景数据库的模型数据,可以对外部引用的模型进行定位、旋转和缩放,但不能对模型进行修改和编辑。
在船舶机舱场景三维模型地制作过程中大量使用了外部引用,对机舱中不同种类的设备分别生成一个模型文件,例如电机、电站、操控台、主机机旁控制台、发电机等。
然后在一个场景数据库中使用外部引用调入这些模型。
(4)纹理映射技术。
纹理映射是一种将二维图像映射到一个几何形状上来产生特殊效果或真实感的一种技术,并不是实际的几何模型。
虚拟机舱中的不规则物体需要模拟,如机舱内部的大量规模较小的实体,常用的方法是通过分形、粒子、布尔等算法构造大量三维体组合而成。
在虚拟场景模拟中,采用纹理映射技术可以较好地模拟这类物体,同时实现逼真度和运行速度的平衡,同时还可以赋予模型鲜明的色彩、贴图等特征。
例如:图1集控室集中控制台,图2主机。
2 实时漫游
人机交互,一直都是虚拟现实系统研究中的重要内容。
漫游系统的实时交互性,表现在两个方面:一是用户可对场景中的实体对象进行
某些操作,而且实体对象也能立即响应用户的操作;二是当用户的位置与视角改变时,漫游引擎要能够立即调度场景数据库实时生成新的视点画面,并显示给用户。
视点控制交互方式的设计,主要考虑方便,即如何提供给用户一种自然方便地观察环境的方式。
视点控制要能够模拟人在虚拟环境中观察场景,必要时还能全方位地浏览场景。
移动(行走)有两种主要实现技术:直接映射与物理控制。
直接映射,是将用户在现实世界中的动作,通过特殊设备直接映射到虚拟环境中去,如手势识别技术等。
这种方式灵活,直观,准确的行为映射,目前还较难实现。
物理控制,是使用一些物理设备如方向盘、操纵杆等,这种方式能增强用户在虚拟环境中存在感,但缺少自然地对应关系。
机舱漫游系统,采用物理控制方法实现控制漫游,使用的交互设备是鼠标和键盘,实现交互控制的方法,采用直接读取设备信息并进行归类处理。
3 结论
我们应根据实际情况和技术条件,对机舱采用几何建模法来构造虚拟场景,构建了漫游系统的整体框架,完成了“虚物实化”的过程,船舶机舱虚拟现实仿真系统的场景构造按照图纸标注和实地测量数据进行;建模的同时还考虑了场景细节表现与图形系统负荷之间的高效平衡,采用模型结构调整、纹理映射、层次细节模型、实例化技术等技术方法对场景进行优化。
通过采用这些方法,系统的整体性能得到了显著提高。
使用各种仿真软件结合VisualC++编程环境,设计实现了虚
拟场景漫游的功能。
用户不仅可以查看一些重要的机舱设备,还可以实现与轮机模拟器之间的通信和操作。
能有效地模拟训练,提高用户的业务水平,有利于航运人才的培养。
船舶机舱漫游是一个工作量较大的工程,虽然现在已解决了很多问题,但目前仍不够完善,具体有以下几个方面:1)虚拟机舱场景模型量较少,与真实机舱环境还有一定差距;2)可控制漫游方式下,操作方式还不太理想,有待于进一步的改善;3)对虚拟机舱中虚拟设备的操作方面,现有方法仍不够方便,还需改善。