基于Unity WebGL的海洋平臺建造虛擬仿真系統(tǒng)

呂建軍， 徐仁桐， 鄭菊艷

(上海船舶工藝研究所， 上海 200032)

0 引 言

隨著信息技術的發(fā)展，虛擬仿真實訓在教育培訓行業(yè)的應用越來越廣泛。近年來，國內許多高校都建立了虛擬仿真實驗室[1]，用于教學、培訓和展示。利用虛擬仿真技術搭建具備視、聽、觸等多種感知的虛擬試驗環(huán)境，培訓人員可通過使用交互設備進行試驗模擬，與虛擬對象實時交互，有效地提高實訓效果。然而，目前大部分虛擬試驗都在實驗室進行，實驗室場地和設備有限，實訓教學的廣度和深度易受限制。如果采用網絡方式，將虛擬試驗發(fā)布到網絡端，學員就可以隨時隨地地參與到仿真試驗中，快速地獲取專業(yè)知識和技能，且可在試驗后臺評定成績，有效監(jiān)控實訓效果。

Unity 3D作為一款市場占有率較高的仿真引擎，主要應用于PC端和移動端。新版Unity 3D提供了對WebGL技術的支持，能夠將PC端和移動端的軟件遷移至WebGL網頁端，但網頁端對模型的數量要求苛刻，模型面片達到一定數量就會卡頓。本文采用內存分配優(yōu)化技術進行模型動態(tài)加載，可大幅提升軟件性能。利用Unity 3D開發(fā)一套基于WebGL的網絡版海洋平臺虛擬仿真系統(tǒng)[2]，以海洋石油981數字樣船為建造對象，進行海洋平臺組立建造、分段建造、總段建造、搭載、下水、試驗等網絡模塊的開發(fā)，通過后臺服務器管理系統(tǒng)控制仿真任務內容和仿真工藝信息，便于統(tǒng)一管理。

1 系統(tǒng)總體設計

1.1 功能設計

系統(tǒng)主要針對海洋平臺建造場景及交互對象進行三維建模[3]，根據建造工藝規(guī)則，將船體零部件按照工藝順序進行節(jié)點拆解，設計數字樣機控制工藝步驟，同時控制場景模型的動作，并借助人機交互界面，進行工藝信息的介紹，幫助培訓人員熟悉建造工藝細節(jié)。……