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基于Web的虚拟现实技术在油田井下及钻井培训中的应用研究

作　者: 解红涛
导　师: 尚福华
学　校: 大庆石油学院
专　业: 计算机应用技术
关键词: 虚拟现实 Web3D 三维建模 三维展示 模拟训练 严肃游戏
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 73次
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内容摘要


随着网络技术和虚拟现实技术的发展,网页的三维化和虚拟现实系统的网络化逐渐成为了新的趋势。Web3D技术正是随着网络技术和虚拟现实技术的发展产生的基于Internet的、依靠软件技术来实现的非沉浸式的桌面级虚拟现实技术。由于这种虚拟现实技术的投入比较少,对硬件的要求相对较低,一般不借助于传感设备,也不强求用户的沉浸感,而是注重在Web上实现三维图形的实时显示和动态交互,因而应用范围比较广泛。但是利用Web3D技术实现在油田领域中的应用并不多见,尤其是在基于Web的油田井下信息处理及三维展示方面的应用更为少见。本文在分析研究虚拟现实技术和Web3D技术的基础上,结合国内外发展及研究状况,根据油田开发生产的实际需求,应用三维建模技术和Web3D技术研究并开发了井筒信息处理及三维展示系统、油田井下工程事故管理系统和钻井标准化操作三维训练系统。根据Web3D技术实现的过程,本文首先结合实际系统的开发分析研究了三维模型的建模方法及技术、三维模型的创建原则及过程等内容。利用3DS MAX软件创建了系统所需要的所有模型,通过WebMax实现模型文件格式的转换。利用C#.net和VGS II ActiveX插件提供的API函数编程实现三维模型的动态调用与Oracle数据库的结合以及人与三维场景的交互,并最终实现了基于Web的井筒信息处理及三维展示系统。利用WebMax提供的JavaScript编程接口函数实现了通过二维页面对三维场景及动画的控制,实现了三维动画与二维flash的结合,并通过对三维网页浏览插件的二次开发最终实现了基于Web的油田井下工程事故管理系统。本文最后研究了严肃游戏的相关内容,根据严肃游戏的特点,挖掘游戏中有利于学习的元素,应用到钻井标准化操作三维训练系统的设计中,并使用Virtools软件基本实现了该系统,提高了训练者的积极性和主动性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
第一章 概述  9-18
  1.1 网络虚拟现实技术概述  9-12
    1.1.1 虚拟现实技术概述  9-10
    1.1.2 Web3D 技术概述  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 虚拟现实技术的研究现状  12-13
    1.2.2 Web3D 技术的研究现状  13-14
  1.3 课题研究的实际背景和意义  14-15
  1.4 主要研究内容  15-16
  1.5 本章小结  16-18
第二章 三维模型的构建  18-24
  2.1 三维模型的构造技术  18-21
  2.2 三维模型的创建原则  21-22
  2.3 三维模型的创建过程  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 井筒信息处理及三维展示系统的设计与实现  24-38
  3.1 井筒信息处理及三维展示系统的目标  24
  3.2 井筒信息处理及三维展示系统的功能  24-26
  3.3 井筒信息三维展示场景的三维建模  26-29
    3.3.1 井筒工具的三维建模  26-28
    3.3.2 井筒周围环境建模  28
    3.3.3 三维建模应注意的问题  28-29
  3.4 井筒三维场景的网络发布  29-37
    3.4.1 WebMax 概述  29
    3.4.2 井筒三维模型的动态加载  29-31
    3.4.3 井筒三维模型的组装  31-32
    3.4.4 井筒三维模型的交互  32-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 油田井下工程事故管理系统的设计与实现  38-48
  4.1 油田井下工程事故管理系统的目标  38
  4.2 油田井下工程事故管理系统的功能  38
  4.3 油田井下工程事故场景三维建模  38-41
    4.3.1 井下工程事故环境建模  39
    4.3.2 工程事故处理工具建模  39-40
    4.3.3 工程事故动画建模  40
    4.3.4 油田井下工程事故三维模型优化  40-41
  4.4 油田井下工程事故三维场景的网络发布  41-47
    4.4.1 工程事故处理工具三维模型的网络发布  42
    4.4.2 工程事故三维模拟动画的网络发布  42-46
    4.4.3 三维网页浏览插件的改进  46-47
  4.5 本章小结  47-48
第五章 钻井标准化操作三维训练系统的设计与实现  48-57
  5.1 钻井标准化操作三维训练系统目标  48
  5.2 钻井标准化操作三维训练系统功能  48-49
  5.3 严肃游戏概述  49-50
  5.4 严肃游戏在模拟训练中的应用设计  50-51
  5.5 严肃游戏在模拟训练中的功能实现  51-56
    5.5.1 三维模型的构建  51-52
    5.5.2 Virtools 概述  52-53
    5.5.3 系统实现的关键技术  53-56
  5.6 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-61
发表文章目录  61-62
致谢  62-63
详细摘要  63-69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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