基于Unity3D引擎在虚拟培训系统的应用研究 ——以桥梁施工安全危险源辨识虚拟培训系统为例

发布时间：2020-12-10 10:05

　　为提高在桥梁施工安全危险源辨识的培训效率,突破传统培训方式以弥补传统化施工中对时间、空间、资本上的不足,本研究提供开发基于Unity3D平台下的桥梁施工安全危险源辨识虚拟培训系统的解决方案。本研究的主要内容包含该系统的人机交互界面设计、系统功能需求设计、交互语言呈现、考核方式、虚拟培训情景案例分析等,从而建立一个交互性强、安全性高、可进行重复操作和系统评价合理的虚拟培训系统。本文通过对虚拟培训系统及相关技术现状进行了分析,阐述传统桥梁施工安全危险辨识源培训中的不足和虚拟培训所能够提供的优势。其次,利用3Ds max和Unity3D的开发平台对场景模型进行制作和优化设计,模拟真实环境下危险源。利用相关的数据的驱动,编写相关的算法,并借助该平台进行图形交互界面设计,完成受训者与虚拟培训场景危险源进行交互控制的呈现。本文研究的内容有以下几个方面:(1)施工危险源场景的搭建。通过使用3Ds max对施工场景和自然环境进行模型的创建,并导出Unity3D开发平台可识别的格式进行仿真交互分析。(2)交互控制程序码的编写。通过利用数据驱动,实现对受训者依照动画或者程序码控制表现动作姿势、视角切换呈现... 

【文章来源】：武汉纺织大学湖北省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究动态及发展趋势
        1.2.1 国内外研究动态
        1.2.2 发展趋势
2 虚拟培训系统的概述
    2.1 虚拟培训系统的定义
        2.1.1 虚拟培训系统的发展现状
        2.1.2 虚拟培训系统的特点
        2.1.3 虚拟培训系统的优势
    2.2 虚拟培训系统的软件选择
        2.2.1 Unity3D引擎的架构与优化
        2.2.2 3Ds max的功能与优势
3 安全危险源辨识与虚拟培训系统
    3.1 虚拟培训系统功能需求与分析
        3.1.1 硬件设备的提升可增强沉浸度
        3.1.2 多样化的设计利于提高互动性
        3.1.3 合理的仿真场景能激发想象力
    3.2 虚拟培训系统的整体设计
    3.3 虚拟培训系统的开发流程
    3.4 虚拟培训系统的案例内容分析
        3.4.1 桥梁施工危险源辨识形态内容分析
        3.4.2 危险源辨识在虚拟交互案例对比分析
        3.4.3 危险源辨识在虚拟培训的呈现分析
    3.5 虚拟环境场景中模型建制
        3.5.1 虚拟场景建模规范
        3.5.2 虚拟场景建模流程
        3.5.3 虚拟角色的设计制作
    3.6 核心主机的系统架构
    3.7 VR设备选择运用
    3.8 可持续技术发展空间
4 Unity3D引擎虚拟培训系统场景搭建
    4.1 Unity3D场景实现的创建与转化
        4.1.1 3DS Max中场景的建模
        4.1.2 Unity3D场景高效导入
        4.1.3 虚拟受训者的实时嵌入
        4.1.4 虚拟场景的优化设计
    4.2 Unity3D图形交互界面设计（GUI）的实现
        4.2.1 界面的初始的构成
        4.2.2 程序主界面交互运行
        4.2.3 程序的结束界面设计
    4.3 Unity3D交互语言的呈现
        4.3.1 视角交互操作的呈现
        4.3.2 考核记分的交互方式
        4.3.3 危险源辨识情境案例
    4.4 虚拟培训系统程序的生成与发布
    4.5 虚拟培训系统软件功能测试及建议
5 Unity3D引擎在虚拟培训系统中的展望
    5.1 Unity3D引擎在虚拟培训系统中实践价值
    5.2 Unity3D引擎在虚拟培训系统中未来发展方向
6 结论
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于3ds Max与Unity 3D的虚拟展厅图片更新的实现[J]. 吴保文,杨柏军.  文山学院学报. 2016(06)
[2]拖拉机虚拟仿真行走转向算法的实现[J]. 于天驰,胡军,刘桂阳,于海明,谢秋菊,许春林.  中国农机化学报. 2016(05)
[3]计算机未来发展方向预测及新技术之研究论述[J]. 向东.  广东职业技术教育与研究. 2016(02)
[4]国内外虚拟校园建设技术的比较研究[J]. 杨娇,吕开云.  数字技术与应用. 2013(05)
[5]基于虚拟现实技术的变电站运行仿真研究[J]. 郑雄飞,王俊杰.  科技信息. 2013(04)
[6]浅谈模拟教学在煤炭企业安全技术培训中的应用[J]. 苟晓,高静.  现代企业教育. 2012(02)
[7]轨道交通仿真教学培训系统设计[J]. 刘静静,夏涛.  软件. 2012(01)
[8]虚拟仿真技术在企业培训中的应用[J]. 李金达.  黑龙江科技信息. 2011(31)
[9]舰船轮机虚拟训练系统开发技术研究[J]. 孔庆福,曾凡明,吴家明,吴雄学.  微计算机信息. 2010(13)
[10]虚拟现实技术的国内外研究现状与发展[J]. 许微.  现代商贸工业. 2009(02)

硕士论文
[1]大功率拖拉机虚拟驾驶培训系统的设计[D]. 于天驰.黑龙江八一农垦大学 2016
[2]基于Unity3D凿岩台车虚拟培训系统的研究[D]. 王凤钦.石家庄铁道大学 2016
[3]基于Unity3D的手机游戏客户端的设计与实现[D]. 任建邦.北京交通大学 2013
[4]基于虚拟现实的油泵车虚拟培训系统的研究与实现[D]. 黄务莎.南京大学 2013
[5]塔机拆装及操作仿真培训系统的开发[D]. 韩秋楠.北京建筑工程学院 2012
[6]建设工程施工危险源辩识与安全风险评价研究[D]. 陈敏慧.中南大学 2010
[7]建筑施工实训虚拟系统的设计与实现[D]. 李和珊.电子科技大学 2010
[8]Second Life中虚拟图书馆的应用与构建研究[D]. 孟琼.东北师范大学 2010



本文编号：2908512