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1. 研究目的与意义(文献综述)
地球表面有百分之七十的面积被海洋所覆盖,随着陆地资源不断地被占用,大量的海洋资源变得愈发宝贵。并且随着世界各个国家航线的开通,绝大部分的货物运输都是通过海上,由于海上运输成本低,因此被广泛使用。近年来,海上防御也成为各国的重要任务。因为海洋环境复杂,船舶在海上运动的研究显得十分关键。
由于船舶体积庞大,通过实船研究不仅不方便而且耗费巨大。现在大多数的船舶运动研究都是通过水池试验法,将船舶按照实船比例适当缩小,在水池中进行试验,这种传统的试验方法耗资巨大,还会产生一些不必要的问题。随着可视化技术的发展,可以通过虚拟现实的方法将船舶虚拟化,在虚拟环境中进行试验,不仅减少了试验经费,而且对于学员的学习有着积极地推动作用。
虚拟现实技术转化自 “虚拟现实”,简称“VR技术”,是近年来世界计算机网络世界的热点之一,它集计算机图形学,多媒体技术,人工智能,人机界面技术,传感器技术,高度并行的实时计算机技术和人类行为研究中的一些关键技术。有专家认为,虚拟现实技术可以与理论分析,科学实验并存,这已成为人类对客观世界探索的三者之一。
2. 研究的基本内容与方案
设计任务:
(1)基于Unity3D的船舶工业模型制作
学习基础建模技术,了解虚拟现实开发流程,学习模型质量、面片数、材质质量等相关专业名词。学会制作Unity3D的场景,了解展UV材质及Unity3D光照系统。
(2)针对场景设计灯光、测试参数,实现场景烘焙
将模型导入Unity,针对制作好的场景设计灯光,调整材质细节,进行烘焙。了解设置灯光的技巧,实现真实效果的达成。
(3)绑定虚拟角色,实现虚拟漫游
基于C#编程语言,创建虚拟脚本,绑定虚拟角色,测试脚本数据,并且统一坐标轴数据,实现飞行模式。
(4)尝试使用Unity3D虚拟现实插件实现左右眼3D效果。
研究内容:
(1)查阅与本课题相关的国内外文献,了解目前虚拟现实相关技术、虚拟现实设备、虚拟现实的不足,了解虚拟现实发展态势和未来发展前景;
(2)了解Unity3D、虚幻4引擎,了解两者的共同点和区别,掌握基于Unity3D引擎的虚拟现实实现方法;
(3)学习Unity3D场景烘焙,掌握烘焙理论原理、烘焙方式、参数测试方法等;
(4)学习Unity3D的C#脚本编程方法,尝试绑定虚拟角色,实现数字化样船的虚拟漫游功能;
技术方案:
3. 研究计划与安排
1-2周(2.21-3.6):学习c#编程方法,掌握脚本语言的工作特点及编程规范。
3-4周(3.7-3.20):学习c#编程方法,学习3dsMAX的基础操作,学习Unity3D的场景搭建技巧。
5-6周(3.21-4.3):学习Unity3D的灯光布置及场景烘焙技术。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]宗丹. 基于虚拟仿真的数字样船数据分析研究[A]. 中国造船工程学会.2018年数字化造船学术交流会议论文集[C].中国造船工程学会:中国造船工程学会,2018:4.
[2]舰船虚拟设计与制造仿真[J]. 张圣坤,谭家华,柳存根,程敬云.上海造船.
[3]基于CATIA V6的船舶结构建库方法[J]. 卢永进,朱进,李涛涛.中国舰船研究. 2016(06)
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