論文關鍵詞：虛擬現實 船舶機艙 虛擬角色 CATIA VIRTOOLS
論文摘要：針對虛擬機器艙漫遊的現狀，充分利用CAD技術和虛擬現實技術，提出了一種新方法，構建漫遊框架，研究實現的關鍵技術，同時利用該方法開發某艇機艙的虛擬漫遊。設計部門可以採納客戶的反饋意見，修改設計，縮短開發週期。艇員可以瞭解機艙佈置，提高訓練的實效性和性。
1 引 言
虛擬現實是由等專用裝置構成虛擬，利用裝置與環境互動 ，具有互動性和沉浸感使使用者產生身臨其境的感覺並從虛擬環境 中得到反饋。複雜場景的虛擬漫遊是虛擬現實 的重要應用領域。機艙的規劃和佈置需要遵循很多原則，如滿足生命力的要求、有利於人員站 位和撤離、滿足維修空間和通道寬度的要求等，同時又要滿足“人性設計”這一發展趨勢。因此在機艙初步設計完成後，實物製造之前很有必要利用虛擬現實技術對機艙的三維模型進行虛擬漫遊，各方面的專家通過身臨其境 的感覺可 以提供反饋意見從而對機艙設計進行修改。並且可以為使用人員的訓練提供幫助，節約經費，提高訓練 的實效性 。
2 方法的提出
英國船商公司推 出的最新 輪機模擬器 ER4000將虛擬現實技術引入輪機模擬器 ，實現 了機艙的虛擬漫遊。大連海事大學研製的 DMS一200型輪機模擬器運用虛擬現實三維建模雙 目視差分時式立體視覺顯示和視覺現場感產生等技術實現了機艙虛擬現實模擬系統。目前國內機艙虛擬漫遊的實現大都利用三維建模軟體 Muhigen、3Dma等建立機艙視景資料庫，利用實時模擬軟體 Veg等實現互動操作 。機艙環境複雜 ，建立準確 的三維機艙空間難度較大。
隨著 CAD技術的發展 ，設計領域逐步實現數字化設計 ，波音 777即是利用 CATIA進行全數字化設計 的典型產 品。CATIA是 IBM 公司和Dassauh公司合作 後推 出的三維 cAD／cAE／cAM設計軟體。CATIA為造船提供 了優秀的解決方案 ，包括專 門的船體產品和船用裝置、機械解決方案。船體設計解決方案己被應用於眾多船舶製造企業，涉及所有型別船舶的零件設計 、製造和裝配。設計部門可 以提供機艙 的三維模型 ，這就為虛擬漫遊所需要的視景資料庫提供了素材。並且CATIA軟體和 VIRTOOLS同屬達索公司開發的兩者之間存在公用 的資料使用格式，因此 為檔案的傳遞創造了條件 。CATIA軟體本身帶有虛擬漫遊的功能，缺點是其虛擬漫遊不能脫離軟體 的使用環境並且加入特定的虛擬人物後人機互動的開發難度較大。
本文提出利用 VIRTOOLS軟體開發虛擬機器艙漫遊 ，在 VIRTOOLS中對虛擬人物互動控制較為簡單，而且開發的虛擬機器艙漫遊具備了良好 的沉浸感和空間意識 。並且匯出的檔案較小 ，便於 網路傳輸，方便客戶使用。
3 開發流程
虛擬漫遊系統的實現包括視景資料庫的建立和漫遊平臺的設計。本文利用 CATIA提供 的3D XML輸出介面，三維模型經過處理可直接轉為 3D XML格式，並將模型檔案匯入到 VIRTOOI S中。在 VIRTOOLS中建立攝 像機 和燈光對環境進行渲染 ，充分營造真實機艙的氛圍，新增虛擬人物 ，並對虛擬人物互動控制。虛擬漫遊的開發實現後 ，就可以從 VIRTOOLS中匯出 ，從而脫離軟體環境使 用。虛 擬漫 遊開發框 架 圖如 圖 1所示