基于Virtools的海洋钻井平台虚拟仿真

摘要

随着网络技术的迅猛发展，科技发展进入了新的历史时期。传统的实物工作系统在普及规模、更新时间、资金投入等方面的局限性日益显著，虚拟仿真技术通过电脑创建并演示虚拟的现实工作系统，节省了置办工作系统的成本投入，而且容易维护，资源共享方便。这些优势促使虚拟现实技术在海洋石油开发方面得到快速发展。 论文基于Virtools构建海洋钻井平台进行虚拟展示，研究并探讨了构建场景的方法以及实现虚拟交互操作的开发方案。 论文首先介绍如何利用3D Max技术平台完成海洋钻井平台的三维模型构建以及模型的贴图渲染工作，然后将虚拟操作演示所需的平台载体导入Virtools软件，通过布置灯光、引入海面、添加雾效、调节天空等操作完成场景的最终渲染工作，用户借助场景漫游程序完成对海洋钻井平台的初步认识。接下来以起钻操作、钻进操作、接立根下钻操作为例进行虚拟交互操作演示，为了更好地介绍Virtools虚拟引擎的强大功能，提高程序运行效率，依次使用VSL脚本语言和SDK开发工具对设计程序进行优化，并对VSL脚本语言实现的钢丝绳效果、SDK封装的铁钻工模块化BB等部分代码进行解析。最后，论文对系统的在线交互机制进行了研究，开发完成了一套海洋石油钻井平台虚拟演示系统。

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摘 要

Abstract

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 虚拟仿真介绍

1.3 虚拟现实技术的国内外应用现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状分析

1.4 论文研究内容与意义

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究意义

第二章 虚拟仿真系统的结构方案

2.1 系统的框架设计

2.1.1虚拟现实技术的用例分析

2.1.2虚拟现实系统的开发流程

2.2 系统开发的技术平台

2.2.1 Photoshop开发工具

2.2.2 3Dmax开发工具

2.2.3Virtools开发工具

2.3 本章小结

第三章 海洋钻井平台的场景构建与漫游实现

3.1 钻进平台设备建模

3.1.1 模型的构建

3.1.2 模型的渲染

3.2 场景漫游

3.2.1逼真场景环境的建立

3.2.2最佳漫游路线的选定

3.3本章小结

第四章 钻井工艺流程主要模块的工况分析

4.1 钻机和井口装置的相关功能

4.1.1 钻机顶驱相关功能

4.1.2 井口装置相关功能

4.2 钻机钻台的基本操作流程分析

4.2.1接立根下钻作业

4.2.2起钻作业

4.2.3 钻进作业

4.3 本章小结

钻井工艺流程主要模块的虚拟仿真实现

5.1 接立根下钻操作演示的设计与实现

5.1.1 接立根下钻操作演示的流程设计

5.1.2 接立根下钻操作演示的功能实现

5.2起钻操作演示的设计与实现

5.2.1 起钻操作演示的流程设计

5.2.2 起钻操作演示的功能实现

5.3钻进操作演示的设计与实现

5.3.1 钻进操作演示的流程设计

5.3.2 钻进操作演示的功能实现

5.4 本章小结

海洋钻井平台虚拟系统的在线交互机制

6.1Virtools系统的多用户交流框架

6.1.1Virtools的网络服务器系统

6.1.2多人交互空间Session的创建

6.1.3客户端间的通讯传递

6.2多用户在线对话的实现

6.2.1创建连接Embedded Server

6.2.2文字交流的接收与发送

6.3行为交互感知实现

6.3.1虚拟操作对象的创建

6.3.2虚拟操作对象的绑定

6.3.3虚拟操作对象的删除

6.4作品发布

6.5本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

致 谢