虚拟船舶配电板的建模及手动并车仿真操作.doc

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1、虚拟船舶配电板的建模及手动并车仿真操作王永坚，杨国豪(集美大学轮机工程学院，福建厦门361021)[摘要]：基于Web3D技术和三维网络程序设计语言VRML建立的船舶配电板三维场景及手动并车仿真操作的实现，是虚拟现实技术和仿真技术在船舶领域内的创新与应用。从建模工具的选择，配电板三维模型的建立方式与造型的优化等方面详细阐述了配电板整体建模过程，基于已建好的三维造型，利用VRML语言的事件机制与路由机制，结合JavaScript编写的脚本程序实现手动并车仿真操作。而后阐明如何将三维场景及人机交互过程进行网上发布。以实现远程、网络式教学与培训之目的。[关键词]：船舶配电板；建模；Web3D；VRM

2、L；手动并车操作；交互1引言船舶配电板又称配电装置，由主开关、分路开关、负载开关、汇流排以及各分路负载设备等组成的电力配电网络装置，船舶配电板是船舶电力系统中枢，其功用是将发电机发出的电能进行汇总，而后配送至各种用电设施。根据用途的不同可分为：主配电板、应急配电板、分配电板、蓄电池充放电板[1]。本论文建模的配电板为主配电板。基于Web3D船舶配电板的建模运用了Web3D技术及三维网络程序设计语言VRML，采用三维图形编辑器VrmlPad2.0、Web3Dtools构建配电板上的简单部件的三维模型，使用3DSMAX构建配电板上复杂部件三维模型，利用第三方可视化建模软件Web3Dtools将各建

3、好仪器仪表和面板部件的三维模型进行组合，通过VrmlPad2.0编辑器进行图形优化，最终压缩转换成VRML文件（.wrl格式），利用VRML语言的事件机制与路由机制[2]，结合JavaScript编写的脚本程序实现手动并车的仿真操作。而后将整个VRML文件（.wrl格式）嵌入在HTML网页进行网上发布，用户在远程的PC机上安装Web3D厂商提供的驱动渲染插件，通过点击IE浏览器，实现所建船舶配电板三维场景及仿真操作的实时、动态、交互式的渲染与解释生成。利用Web3D技术建构船舶配电板三维场景，在所建三维场景中实现船舶电站操作项目实时、交互式的仿真操作，具有明显的优势及其重要意义：利用功能强大的

4、互联网实现学员无限次数、无限场地、无限人数、远程网络式的教学与培训工作，而且在高性价比的基础上，提高教学与培训的质量。2Web3D虚拟现实技术与网络式三维建模工具介绍2.1Web3D虚拟现实技术简介虚拟现实技术是20世纪末兴起的一门崭新的、综合性的信息技术，它具有实时三维空间表现能力、自然的人机交互式操作环境以及给人带来的身临其境感受。与网络、多媒体技术并称为21世纪最具应用前景的三大技术[3]。虚拟现实技术是一种新的人机界面，它提供一个真正的三维人机接口，是计算机交互图形技术发展的必然结果。基于Web3D虚拟现实技术具有如下特点：（1）采用各种技术手段在网上用虚拟现实的手法来表达多姿多彩的现

5、实世界；（2）采用网上远程传输与虚拟真实感并举的通信技术；（3）可实现实时、交互、可视化的虚拟仿真，并实时刷新交互界面[4]。2.2网络式三维建模工具介绍VrmlPad2.0是ParallelGraphics公司推出的一种VRML图形编辑器[5]，通过VrmlPad2.0可以编写三维模型的文本代码，生成三维造型，也可以对VRML文件进行浏览编辑，对资源文件进行有效的管理，提供了VRML文件的发布向导，可以帮助开发者编写和发布自己的VRML虚拟现实作品。VrmlPad2.0是一个最常用的集成开发工具，其开发环境中包含了一个功能完整的文本编辑器，开发者可以对VRML源文件进行管理、编辑和打印。编辑

6、器提供场景图的树型结构、路由图及资源图示等，具有预览功能实现3D场景渲染。用VrmlPad2.0建模最大的优点：它默认保存的文件是.wrl格式的文件，其数据量非常小，只需要经过简单的优化就可以满足基于Web的虚拟场景文件的要求。3DStudioMAX是美国的Autodesk公司推出的一套功能强大的可视化三维建模软件，采用了Windows一体化的操作界面，应用其功能丰富的三维图形建模技术能够方便和真实地表现出现真实世界的万物，建模过程相对简单、直观[6]。几何建模、赋予材质和贴图、灯光设计、运动建模和渲染等过程，都可在集成环境中进行，用户能及时、方便的观察到设计结果。在3DStudioMAX中可

7、以通过组合建模，生成不规则的、复杂的几何形状和设备。通过3DStudioMAX软件自带的接口将所建模型导出为VRML的格式，保存为.wrl格式。简化VRML编程的复杂度[6]。Web3Dtools是一种基于VRML的可视化建模软件，是一种第三方模块化的建模平台，可以可视化地制作VRML场景，添加大部分的交互，可以很方便地创建各种基本造型，也可以通过挤压造型节点、海拔栅格节点等创建比较复杂的场景以及