虚拟化工作计算机技术论文提纲

论文题目：焦化厂粗苯工段三维虚拟仿真系统的研究与开发

摘要：随着计算机技术的发展,虚拟现实技术的研究和应用范围逐渐扩大到生活的各个领域,尤其是在虚拟教育方面。本文针对当前化工专业实习由于资金缺乏、企业不愿接收等原因造成的实习形式化严重及化工企业技能培训模式单一的问题,分析了传统二维仿真的不足,结合虚拟现实技术,提出基于Unity3D的焦化厂粗苯工段的三维虚拟仿真系统的研究。通过对粗苯工段实际情况的分析,首先确定以Sketch Up为建模工具、Unity3D为仿真引擎的研究方法;其次,创建粗苯工段虚拟场景,并结合化工专业实习及培训的需求,确定系统中包含漫游、虚拟设备操作、设备运行原理查看以及安全教育等功能。最后,对系统进行优化,使其在普通计算机上流畅运行。结合具体的研究,本文主要的工作及研究成果如下:（1）完成了粗苯工段各主要设备和管路三维模型的绘制,并构建了具有真实度较高的粗苯工段虚拟场景;（2）实现了以第三人称、飞行模式、自动寻路结合的多重漫游模式;（3）实现了与实际工艺流程相对应的阀门和泵的虚拟操作;（4）实现了查看终冷器和洗苯塔内部结构和运作状态的功能;（5）实现了危险提示、安全考核以及多人协同处理火灾事故的功能;（6）添加了多项人性化功能,使系统便于操作。（7）使用设置相机渲染距离、遮挡剔除和LOD（Level of Detail）三种优化技术,对系统进行了优化;总之,所开发的焦化厂粗苯工段三维虚拟仿真系统整体三维虚拟场景符合实际工段场景,能给使用者带来较强的沉浸性,并且系统交互方式包含键盘鼠标点击、鼠标拖动等,交互方式较多,交互功能较丰富,在普通计算机上运行流畅。用户测试与反馈较好,对其它类型的三维仿真应用有很好的参考意义,是一次有价值的探索。

关键词：虚拟现实;Sketch Up;Unity3D;粗苯工段;三维虚拟仿真

学科专业：化学工程与技术

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 虚拟现实技术

1.2.1 虚拟现实的含义与特点

1.2.2 虚拟现实技术的应用

1.3 虚拟仿真系统研究现状

1.4 课题研究内容及意义

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究意义

1.5 论文结构

第二章 系统开发思路

2.1 开发平台简介

2.1.1 三维建模软件

2.1.2 虚拟仿真引擎

2.2 开发平台选择

2.2.1 三维建模软件选择

2.2.2 虚拟仿真平台选择

2.3 系统整体开发流程

2.4 本章小结

第三章 焦化厂粗苯工段三维模型的创建

3.1 粗苯工段三维模型的创建

3.1.1 横管式终冷器三维模型的创建

3.1.2 填料式洗苯塔三维模型的创建

3.1.3 脱苯塔三维模型的创建

3.1.4 管式炉三维模型的创建

3.1.5 其他设备三维模型的创建

3.1.6 焦化厂粗苯工段整体场景模型的搭建

3.2 本章小结

第四章 焦化厂粗苯工段虚拟仿真系统功能构建

4.1 粗苯工段三维模型的导入

4.2 虚拟焦化厂粗苯工段场景创建

4.2.1 赋予模型材质与贴图

4.2.2 碰撞器的添加

4.2.3 场景流体粒子效果的调试

4.3 交互功能的设计与开发

4.3.1 场景多角度漫游

4.3.2 设备、管路名称、功能、运行原理查看

4.3.3 阀门及泵的虚拟操作

4.3.4 多人协同紧急事件处理

4.3.5 安全教育考核

4.3.6 其他人性化功能

4.4 系统的优化

4.4.1 模型的优化

4.4.2 Unity3D渲染优化技术的应用

4.5 系统的测试、发布与反馈

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.1.1 优势与创新

5.1.2 缺陷与不足

5.2 展望

致谢

参考文献