海上钻井平台可视化的设计与实现
本文关键词:海上钻井平台可视化的设计与实现
【摘要】:本课题来源于自选项目。随着科学计算机可视化的出现,虚拟现实技术的蓬勃发展,海上钻井平台可视化系统得到了长足的进步,并具有新颖性、创新性和实用性三个特点。目前,计算机可视化技术在石油工程中已取得了长足的发展,在海上钻井平台的可视化方面,许多油田、高校以及科研院所也都做了一些尝试,但在国内的海上钻井平台系统开发方面,虚拟现实技术的实际应用并不多,国内运用科学计算机可视化技术制作钻井平台安全系统消防演练方面更是十分缺乏,因此,国内基于虚拟现实技术的钻井平台安全系统消防演练课题开发,具有非常重要的现实意义。海上钻井平台系统的设计在于给海上钻井平台的工作人员提供一个安全开放的交互平台,为了使在海上进行勘探石油的工作人员更加安全,同时保障海上石油钻井平台的防爆安全,我们通过虚拟现实技术对海上石油钻井平台进行消防演示的仿真系统,在不受客观条件限制下,让学员在较短的时间内,从不熟悉工艺到熟习工艺,从不合理的操作达到规范化的操作,并从根本上克服现场培训所带来的各种负面影响。以通过数据及调研得到的市场需求分析结果为依据,本文描述了基于PC端的海上钻井平台可视化的设计与实现。该海上钻井平台系统共分为四个主要功能模块,包括模拟环境功能、漫游功能、消防演示功能和以第一人称视角漫游的功能。首先分析了海上钻井平台可视化PC端课题的背景以及国内外同类项目的发展现状,阐述了课题意义并提出课题的最终目标,以及对海上钻井平台可视化PC端做了功能与非功能的需求分析,并以需求分析为基础,针对本课题的整体做了架构设计,最后针对各个功能模块做出设计与实现方案。在模块设计过程中遵循软件工程设计思想,满足需求的同时具有良好的可扩展性,方便进一步深入开发。最后,论文展示了课题的最终运行结果。本课题已经通过调试,软件运行界面良好,操作简单。通过运行设计的海上钻井平台系统,用户可以直观、形象的观察到海上钻井平台系统的一切三维空间结构。唯一缺憾是无法使用虚拟现实眼镜技术达到身临其境的沉浸感。
【关键词】:可视化 虚拟现实 海上钻井平台 消防演示
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE95;TP391.9
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第1章 绪论10-26
- 1.1 课题背景与研究意义10-16
- 1.1.1 海上钻井平台可视化的研发背景10-13
- 1.1.2 课题研究的背景13-14
- 1.1.3 课题研究的目的及意义14-16
- 1.2 海上钻井平可视化的研究现状16-20
- 1.2.1 国外研究现状16-17
- 1.2.2 国内研究现状17-18
- 1.2.3 海上钻井平台可视化的全球市场现状18-20
- 1.3 论文研究的重点及主要内容20-22
- 1.3.1 论文研究的重点20-21
- 1.3.2 论文研究的主要内容21-22
- 1.4 本文创新点22-23
- 1.5 论文组织结构23-24
- 1.6 本章小结24-26
- 第2章 海上钻井平台可视化的需求分析26-36
- 2.1 系统开发需求26-27
- 2.1.1 海上钻井平台可视化的经济性需求26-27
- 2.1.2 海上钻井平台可视化的弥补性需求27
- 2.1.3 海上钻井平台可视化的时代性需求27
- 2.2 海上钻井平台可视化系统功能性需求分析27-29
- 2.2.1 海上钻井平台可视化系统的主要功能28-29
- 2.2.2 海上钻井平台可视化系统的功能模块29
- 2.3 非功能性需求分析29-31
- 2.4 软硬件的需求31-34
- 2.4.1 软硬件平台的选择31
- 2.4.2 相关技术的选择31-34
- 2.5 本章小结34-36
- 第3章 海上钻井平台可视化的设计36-74
- 3.1 设计需要解决的问题36-37
- 3.2 海上钻井平台可视化系统结构的设计37-39
- 3.2.1 系统开发思路38
- 3.2.2 系统结构设计38-39
- 3.3 海上钻井平台可视化系统的总体设计39-49
- 3.3.1 海上钻井平台简介39-40
- 3.3.2 海上钻井平台分类40
- 3.3.3 海上钻井平台系统组成40
- 3.3.4 海上钻井平台的特点和火灾防范措施40-42
- 3.3.5 海上钻井平台模型的设计定位42-43
- 3.3.6 海上钻井平台模型的设计原则43-44
- 3.3.7 海上钻井平台模型的设计程序与方法44-49
- 3.4 虚拟空间设计49-50
- 3.4.1 虚拟空间的选择50
- 3.4.2 虚拟空间的建立50
- 3.5 人物设计50-53
- 3.6 海上钻井平台设计53-56
- 3.6.1 海上钻井平台 3ds Max的模型建立53
- 3.6.2 手绘草图53-54
- 3.6.3 三视图54-56
- 3.7 海上钻井平台辅助模型设计56-61
- 3.7.1 海上钻井平台辅助模型的建立56-57
- 3.7.2 纹理贴图的设计及烘焙的制作57-61
- 3.8 界面设计61-72
- 3.8.1 海上钻井平台的界面设计要求61-62
- 3.8.2 提升PC终端海上钻井平台界面易用性的设计策略62-64
- 3.8.3 界面功能模块的设计64
- 3.8.4 初始界面设计64-65
- 3.8.5 目录界面设计65
- 3.8.6 界面内容设计65-72
- 3.9 本章小结72-74
- 第4章 海上钻井平台可视化系统的实现74-100
- 4.1 系统模块的实现74-75
- 4.2 界面模块的实现75-79
- 4.2.1 平台简介模块的实现76-77
- 4.2.2 平台分类模块的实现77
- 4.2.3 平台系统模块的实现77-78
- 4.2.4 全球市场模块的实现78
- 4.2.5 火灾防范模块的实现78-79
- 4.3 火灾防范演示模块的实现79-89
- 4.3.1 消防演示开始82
- 4.3.2 发生火灾82-83
- 4.3.3 撤离83-85
- 4.3.4 救火85-87
- 4.3.5 演示结束87-89
- 4.4 交互控制模块的实现89-92
- 4.4.1 移动角色功能90
- 4.4.2 转换视角功能90
- 4.4.3 切换角色位置功能90-91
- 4.4.4 播放开关控件交互的实现91-92
- 4.5 深化设计模块的实现92-99
- 4.5.1 3D模型模块的实现92-94
- 4.5.2 海洋特效的制作94-95
- 4.5.3 天空的制作95-96
- 4.5.4 高级水面的实现96-97
- 4.5.5 场景中粒子效果的制作97-99
- 4.6 本章小结99-100
- 第5章 海上钻井平台的可视化系统的测试100-104
- 5.1 测试环境100-101
- 5.2 系统测试101-102
- 5.3 性能测试102-103
- 5.4 测试评估103
- 5.5 本章小结103-104
- 结论104-106
- 参考文献106-110
- 附录 脚本代码汇总110-138
- 致谢138
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,本文编号:591662
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