虚拟现实技术在厂区规划中的应用

论文摘要

虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)以其身临其境般逼真的沉浸性、和谐友好的人机交互性、广阔的构想性，被广泛地应用到各个领域。通过虚拟现实技术不仅可以构建高度逼真的复杂虚拟环境，还可以通过其数据接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料。油田地面工程是一个庞大的系统工程，不仅包括建筑群、构筑物集中的生活办公区域、由各类油水井、计量间、各类站(所)组成的生产区，还包括各类井网和地下的各类管道。将虚拟现实技术应用到油田地面工程中，不仅使各种复杂的工艺和星罗棋布的管网生动直观地展现在面前，还可以方便大型复杂的地面工程项目的规划、设计、投标、报批、管理，同时也有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。本文以实现在油田地面工程中场景较为复杂的一座联合站虚拟漫游系统为例，利用MultiGen Creator和OpenGVS开发平台，来介绍油田地面工程虚拟漫游系统的实现技术和方法。对场景数据库的结构及构建进行了探讨，通过地形、建筑物、树木等静态模型的建立，阐述建模的一些技巧。对三维场景模型绘制的逼真感和模型的实时绘制效率之间的矛盾进行了分析。通过采用科学的建模方法，同时运用场景优化LOD技术来提高系统执行效率，以求解决二者之间的矛盾。在通用漫游引擎的实现过程中，通过实例阐述了漫游系统中碰撞检测方法和视点控制方法的运用，实现了用户在系统中的“物理存在”。

论文目录

• 摘要
• 引言
• 第1章 虚拟现实技术
• 1.1 虚拟现实技术介绍
• 1.1.1 虚拟现实技术特征
• 1.1.2 虚拟现实技术与其他相关技术的区别
• 1.1.3 虚拟现实系统的分类
• 1.1.4 虚拟现实技术的应用
• 1.2 虚拟现实技术的发展
• 1.2.1 虚拟现实技术的发展历程
• 1.2.2 我国的虚拟现实技术发展状况
• 第2章 虚拟现实技术在厂区规划中应用的意义
• 2.1 厂区规划涵盖的范围
• 2.2 VRT技术涉及油田的领域
• 2.3 VRT技术在厂区规划中的优越性
• 2.3.1 改善设计
• 2.3.2 展示设计成果
• 2.3.3 节约投资和运行费用
• 2.4 油田生产规划虚拟系统所需要的功能
• 第3章 虚拟环境的开发环境与平台
• 3.1 基于多边形的建模工具——MultiGen简介
• 3.2 MultiGen Creator的构成
• 3.2.1 系统的扩展模块
• 3.2.2 MultiGen Creator的基本建模模块功能概述
• 3.3 通用漫游引擎构造工具——OpenGVS
• 3.3.1 OpenGVS的软件模块
• 3.3.2 系统的软件规则
• 3.4 选择合适的建模工具
• 第4章 虚拟现实技术在虚拟漫游中的应用
• 4.1 确定场景数据库的树状层次结构
• 4.2 场景数据库的构建过程
• 4.3 采油厂联合站漫游系统模型的构建
• 4.3.1 采油厂联合站漫游系统模型的树状层次结构
• 4.3.2 地形模型的构建
• 4.3.3 其它模型的构建
• 4.3.4 模型集成
• 4.3.5 建模中常见的问题
• 4.4 通用漫游引擎的实现
• 4.4.1 通用漫游引擎框架结构
• 4.4.2 场景数据库加载
• 4.4.3 输入映射与解释
• 4.4.4 视点控制
• 4.4.5 碰撞检测
• 结论
• 致谢
• 详细摘要