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基于unity 3d的电梯事故应急演练系统设计

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中国工程机械学报 2024年第4期22卷 474-478页

作者：任重义石梓迅马立新姚国龙张明明于菲宁夏大学机械工程学院宁夏银川750021 宁夏特种设备检验检测院宁夏银川750010

根据传统电梯事故应急演练存在安全隐患、花费开销大、受时空局限等特点,为了降低电梯事故发生率,针对电梯事故,提出了基于unity 3d电梯事故应急演练系统设计方案,进行电梯事故应急演练系统整体功能模块设计。利用3dS Max建立三维模型,... 详细信息

根据传统电梯事故应急演练存在安全隐患、花费开销大、受时空局限等特点,为了降低电梯事故发生率,针对电梯事故,提出了基于unity 3d电梯事故应急演练系统设计方案,进行电梯事故应急演练系统整体功能模块设计。利用3dS Max建立三维模型,并对模型做出模型减面、材质调配、贴图渲染等优化操作。模型被导入unity 3d后,进行虚拟场景搭建、图形用户界面(GUI)设计、脚本编辑。针对自动扶梯的挤压事故,介绍系统的演练流程和演练效果。实现应急演练系统总体功能,满足了演练人员的基本培训需求。

关键词： unity 3d 电梯事故应急演练培训系统

基于unity 3d的岩心钻机模拟操作系统设计与实现

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有色金属工程 2020年第9期10卷 117-121页

作者：杨明晟胡远彪中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

自2008年起,我国地勘行业投资规模迅速增长,随后快速回落,近年来市场规模趋于稳定,预计2020年我国的岩心钻机相关市场规模约为100亿元,从业人员也将超过5万人。为了使我国岩心钻机操作人员能够掌握在“高精尖”设备转型下的自动化全液... 详细信息

自2008年起,我国地勘行业投资规模迅速增长,随后快速回落,近年来市场规模趋于稳定,预计2020年我国的岩心钻机相关市场规模约为100亿元,从业人员也将超过5万人。为了使我国岩心钻机操作人员能够掌握在“高精尖”设备转型下的自动化全液压岩心钻机的操作技能,利用了虚拟现实技术,还原岩心钻机的实际现场工作状态;采用SolidWorks、3ds Max、Cinema 4d等软件对钻机进行三维建模、坐标更改和纹理着色;以C#语言为脚本,研究关键帧动画设定、摄像机视角控制、刚体碰撞模块、射线检测等技术,提出基于unity 3d的岩心钻机模拟操作系统设计方案并最终实现。该模拟操作系统具有多视角展示、钻进控制、参数显示和语音指导等功能,呈现了能够身临其境的钻机操作体验。

关键词：岩心钻机虚拟现实模拟操作系统 unity 3d Cinema 4d

基于unity 3d的远程医疗系统的设计与实现

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基于Unity 3D的远程医疗系统的设计与实现

作者：蒋帅北京交通大学

学位级别：硕士

随着计算机技术、互联网技术的快速不断发展,虚拟现实技术逐渐趋向于成熟与完善,并广泛应用于生活中的各个领域。目前,虚拟现实技术已经触及到了远程医疗活动,并成为远程医疗活动中的另一种直观有效的服务形式。本文通过对远程医疗应用... 详细信息

随着计算机技术、互联网技术的快速不断发展,虚拟现实技术逐渐趋向于成熟与完善,并广泛应用于生活中的各个领域。目前,虚拟现实技术已经触及到了远程医疗活动,并成为远程医疗活动中的另一种直观有效的服务形式。本文通过对远程医疗应用现状和虚拟现实技术的研究,将三维器官模型和虚拟现实技术相结合,设计并实现了一个基于unity 3d的远程医疗系统。不同于传统的远程医疗系统,该系统的运用能够实现远距离共享三维手术画面。不同区域的医护人员只需要通过网络操作就可以实现虚拟的手术环境,不仅可以全面展示手术场景,还可以从任意方向和角度来观察,从而降低医疗费用、节省时间;该系统还能运用在医疗教学活动中,应用于手术培训、手术预演、临床诊断、医学辅助教学等环节。因此,设计远程医疗系统具有很高的实践意义和价值。本文的主要的工作成果有以下4方面:(1)研究了主流三维虚拟开发工具的功能及使用场景。对比目前主流的三维虚拟开发工具的特征与性能,选择了具有跨平台、编辑器友好、性能稳定等优势的unity 3d作为系统的开发平台。(2)设计并实现了一个基于unity 3d的会议系统。对于系统部署的网络环境,针对P2P网络通信特点,分析并提出NAT穿透的解决方案,并在此基础之上,设计数据分发网络,明确消息分发机制和传递途径,实现了适用于复杂网络环境的会议平台。(3)设计并实现了基于AssetBundle的画面更新机制。设计Frame同步模型,利用AssetBundle对多Prefab模型进行封装与解包,结合序列化与反序列化方法,实现画面从网络中快速更新。(4)实现了多终端下三维手术画面的实时同步。通过unity 3d中Prefab模型将手术导航场景设置为预设并封装,生成XML配置文件,利用数据分发网络提供的通信服务,完成画面的Serialization和deserialization,实时同步三维手术画面。本文最后采用动态测试的方法对系统进行了功能测试,设计的数据分发网络能在较复杂的网络环境下传输画面数据,转发性能上有较大提升。手术画面的同步延时在300ms左右,能满足远程医疗系统的要求。

关键词： unity 3d 虚拟现实三维画面远程医疗

基于unity 3d引擎的第三人称射击手机游戏场景的设计与实现

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基于Unity 3D引擎的第三人称射击手机游戏场景的设计与实现

作者：何謇华南理工大学

学位级别：硕士

随着中国的移动互联技术进入飞速发展时期,移动平台已经成为目前最为热门的游戏开发平台。智能硬件设备性能的不断提升,促使移动平台正在以逐年递增的趋势成为继PC与主机后的第三大主要游戏平台。移动设备性能的提升,为游戏研发企业开... 详细信息

随着中国的移动互联技术进入飞速发展时期,移动平台已经成为目前最为热门的游戏开发平台。智能硬件设备性能的不断提升,促使移动平台正在以逐年递增的趋势成为继PC与主机后的第三大主要游戏平台。移动设备性能的提升,为游戏研发企业开发设计高品质的重度3d手机游戏提供了良好的契机。因此手机游戏研发企业也开始从过去以产品数量抢占市场,转为注重研发精品、类型细分和优质IP的开发。本项目来源于本人读研期间创业的一款手机游戏项目。该项目是一款基于unity 3d引擎开发的第三人称(TPS)射击手机游戏。本人基于unity 3d引擎完成了这款游戏所有关卡原始模型(白盒)的设计和全部章节场景的模型造型设计、绘制贴图、光影效果、光照贴图和网络寻路系统的设计与实现。因受篇幅所限,论文将重点探讨与研究本人对该款游戏场景的详细设计与实现,以及游戏场景资源的优化等核心内容。论文介绍了项目背景和项目所使用的unity 3d引擎,阐述了游戏世界观架构、策划案核心模块、场景设计内容、关卡策划概要设计、游戏场景的详细设计与实现,以及场景资源的优化。本篇论文中涉及较多本项目研发过程中的核心技术,并且它也是中国内地首篇关于第三人称(TPS)射击手机游戏场景设计与实现的论文。本项目在关卡设计和场景的造型设计、画面构成、色彩设计、场景光影设计和镜头设计上都进行了大胆的探索和突破,因此它为手机游戏研发行业创造了一种较有参考价值的开发设计模式,同时对国内的手机游戏场景的设计和制作水平的提升将会起到重要的作用。最后,我对该项目的开发设计经验进行了总结。同时也希望本篇论文能为有志于游戏开发或热爱游戏场景设计的朋友提供一些设计和制作经验上的参考与借鉴。目前该款游戏已经进入付费内测阶段。

关键词： unity 3d 关卡策划游戏场景设计

基于unity 3d的机加工虚拟仿真系统设计

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基于Unity 3D的机加工虚拟仿真系统设计

作者：张博凯南京信息工程大学

学位级别：硕士

传统机加工实训课程通过现实机加工实验室进行实践教学,线下实训受到疫情等现实因素的影响导致学生无法参加实训课程,一些需要和工厂企业合作的培训项目更是受到时空因素的阻碍。另外,现实实验室硬件投入成本高、依赖教师资源、存在安... 详细信息

传统机加工实训课程通过现实机加工实验室进行实践教学,线下实训受到疫情等现实因素的影响导致学生无法参加实训课程,一些需要和工厂企业合作的培训项目更是受到时空因素的阻碍。另外,现实实验室硬件投入成本高、依赖教师资源、存在安全隐患。本文针对当前高校金工实习课程学时过短,学生训练不足,存在安全隐患以及频繁受疫情影响的现状,设计了一种基于虚拟现实的机加工虚拟仿真实训教学系统。针对普车加工,依托Solidworks和3ds Max建模软件完成车间地形环境和虚拟机床的几何建模,利用3ds Max将实体模型转换为三角面模型降低数据处理量,完成模型优化;利用unity 3d引擎和C#脚本语言构建了基于手部菜单的多级交互系统,设计了包含场景漫游、设备认知、理论知识和操作模拟四大模块单元的实训系统,让用户在逼真的虚拟环境中沉浸式熟悉实训环境,认识加工设备,理解加工原理,学习理论知识,熟悉加工步骤。系统可作为工程训练课程的重要组成部分,成为学生进入实训室动手实操的前期必备环节。系统实现了以下几点设计目标:根据目标用户需求对模型进行减少面数、优化拓扑结构,降低资源消耗,取得仿真精度和流畅性的平衡;设计了四大实训模块和基于手部菜单的多层级交互面板,方便用户快速跳转;采用外部文档存储题库,通过File Stream对Excel里的数据按照规定的格式进行读取并调用,可随题库更新,方便后期维护更新;设计和实现了利用车床操作面板控制的主轴箱运动和刀架的轴向和径向进给运动,比较多种切削积分算法,选择了基于Verlet积分算法对机床切削过程编写脚本,实现机械工件的仿真切削。算法定义了切削深度和速度等切削参数,实现了对切削力的模拟,并使用了协程和动态时间步长来提高性能,保证切削过程在不同设备的一致表现。系统实操表明,该系统操作简单、模拟效果逼真,解放了设备、师资、安全、时空方面的限制,能够有效提高机加工学习的沉浸感,激发了学生对枯燥的机加工实训环节的学习兴趣,做到工程训练的“虚实结合、互为补充”,提升了实训教学效果。

关键词：虚拟现实机械加工 unity 3d 仿真实训

基于unity 3d的数据中心三维交互的设计与实现

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基于Unity 3D的数据中心三维交互的设计与实现

作者：温孟夏北京邮电大学

学位级别：硕士

随着社会信息化程度的加深,数据中心的规模不断扩大,管理需求更加复杂。传统的数据中心管理系统以数据展示和二维交互界面为主要内容,不够直观,不能适应新技术的发展。随着计算机技术的飞速发展和广泛应用,虚拟现实已经成为下一代软件... 详细信息

随着社会信息化程度的加深,数据中心的规模不断扩大,管理需求更加复杂。传统的数据中心管理系统以数据展示和二维交互界面为主要内容,不够直观,不能适应新技术的发展。随着计算机技术的飞速发展和广泛应用,虚拟现实已经成为下一代软件系统的发展趋势,使用虚拟现实技术打造出模拟真实环境的三维虚拟场景,并在虚拟场景中完成交互和管理,使系统拥有更强的真实性、沉浸感和交互性,提升管理软件的品质。本文以移动南基实验机房场景为参考,完成数据中心三维交互的设计与实现。通过对数据中心场景三维交互需求的分析,按功能划分系统的场景,实现数据中心动态搭建、自主漫游和自动漫游以及场景自助搭建等功能。本文以3ds Max软件为建模工具,建立数据中心机房模型和机房中的设备模型,并使用unity 3d游戏引擎作为三维交互开发引擎,利用unity 3d的动画系统、画面特效、碰撞检测和射线拾取等相关技术,完成数据中心场景的搭建,提供可交互的用户界面,并使用控制脚本完成场景三维交互和后端数据交互功能。基于unity 3d的数据中心三维交互的实现,使数据中心场景的三维交互效果更加优美、简洁和流畅,并且由于unity 3d的跨平台性,系统很容易发布为不同平台的版本,具有很强的可移植性,对数据中心管理软件的三维扩展具有重要意义。

关键词：数据中心 unity 3d 三维交互漫游

基于unity 3d的防空导弹引战配合可视化仿真研究

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弹箭与制导学报 2021年第6期41卷 49-52页

作者：贾岛余曜蒋涛张强朱志鹏上海机电工程研究所上海201100

为提高引战配合设计效率,直观分析不同条件下防空导弹的引战配合效果,基于虚拟现实引擎unity 3d,采用计算机图形技术创建导弹、目标及环境的三维模型场景,结合近炸引信和战斗部的设计参数建立引信探测启动、引战延时、战斗部爆炸和杀伤... 详细信息

为提高引战配合设计效率,直观分析不同条件下防空导弹的引战配合效果,基于虚拟现实引擎unity 3d,采用计算机图形技术创建导弹、目标及环境的三维模型场景,结合近炸引信和战斗部的设计参数建立引信探测启动、引战延时、战斗部爆炸和杀伤元素打击命中等过程的数学模型,利用弹目交会条件及引战系统数学模型驱动三维模型,完成视景仿真,客观逼真再现弹道末端导弹对目标的探测与毁伤全过程。该引战配合可视化仿真方法可为引战配合设计及飞行试验分析提供支撑。

关键词：防空导弹引战配合可视化仿真 unity 3d

基于unity 3d仿真技术的转杯纺纱虚拟仿真实验建设与教学应用

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实验技术与管理 2021年第3期38卷 158-162页

作者：张玉泽管晓宁丁倩冯波东华大学纺织学院上海201620

转杯纺纱机占地面积大、能耗高、单台套价格高,且其纺纱过程封闭不可视,不利于实验教学的开展;同时,现有转杯纺纱教学时长有限,主要以理论为主,不符合新工科背景下以实践为主的教学要求。为解决上述问题,该文将虚拟仿真技术应用到转杯... 详细信息

转杯纺纱机占地面积大、能耗高、单台套价格高,且其纺纱过程封闭不可视,不利于实验教学的开展;同时,现有转杯纺纱教学时长有限,主要以理论为主,不符合新工科背景下以实践为主的教学要求。为解决上述问题,该文将虚拟仿真技术应用到转杯纺纱教学中,利用unity 3d仿真技术对转杯纺纱机各部件进行仿真,并显示其装配效果;同时将纺纱过程虚拟化,使学生能够对转杯纺纱机和转杯纺纱的成纱加捻机理有更直观的认识。利用虚拟技术不仅有效地缩短了学生的学习时间,提高了学习效率,还为纺织工程其他专业课程的改革提供新的思路和方法。

关键词：转杯纺纱 unity 3d 虚拟仿真实践教学纺纱

穿越瓶颈行人流的unity 3d仿真模拟研究

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穿越瓶颈行人流的Unity 3D仿真模拟研究

作者：乔俊梅内蒙古大学

学位级别：硕士

随着城市经济的快速发展,人们的生活节奏随之加快,随之而来的大型公共场所内部行人交通拥堵问题日益凸显。其中,紧急情况下人员有效疏散问题已随着社会经济的快速发展日趋严重,受到很多专家学者的关注。面对这一情况,除了提高自身安全... 详细信息

随着城市经济的快速发展,人们的生活节奏随之加快,随之而来的大型公共场所内部行人交通拥堵问题日益凸显。其中,紧急情况下人员有效疏散问题已随着社会经济的快速发展日趋严重,受到很多专家学者的关注。面对这一情况,除了提高自身安全意识和面对紧急情况的应变能力之外,通过科学、合理、有效的疏散策略以及对建筑物内部设施进行合理的规划设计等措施,无疑是意外情况中保障行人生命安全不二之选。此外,由于个人、环境等不可控因素对开展真人演练实验造成一定程度影响,并且会给人员生命安全带来威胁等原因,通过真实人物演练实验来研究行人疏散行为具有一定局限性。因此,通过计算机软件技术仿真模拟现实情境,并通过有效控制此环境模型的可变因素以及影响行人的行为因素,来对行人交通行为展开科学、合理的研究尤为重要。本文在基于社会力模型的理论体系基础之上,运用unity 3d仿真模拟技术展开对特定环境紧急情况下行人疏散过程的仿真模拟,最终力求实现一种源于研究者研究需求、可交互的计算机模型。本文前半部分主要是集中于设计满足实验需求的环境场景的构建,后半部分主要集中于进行社会力理论模型核心算法代码实现,最后通过所建立的合理的计算机模拟模型实现行人在楼梯瓶颈处疏散过程模拟,观察并分析行人在这种特定环境下的疏散行为。为了方便数据的采集与收集,将内蒙古大学本校区校园环境作为仿真模型的环境背景来进行场景渲染。具体设计如下：(1)首先通过介绍社会力模型核心内容来阐述本文研究的理论依据,并结合unity 3d相关实现该项研究的软件功能阐述本文研究的可行性。从实际的校园环境出发,利用3ds Max搭建逼真的校园环境建筑物模型,然后将搭建好的模型导入到unity 3d中,并利用其功能构建合理的内蒙古大学北校区校园环境模拟模型。(2)结合所建立的内蒙古大学北校区校园环境模型,对本文需要研究的瓶颈环境进行具体实现。由于考虑到体力耗散对行人行为的影响,本文主要是基于教学楼的最低三层对行人疏散过程进行仿真模拟。在进行合理的假设基础之上,实现正常情况下楼梯瓶颈处行人疏散过程的仿真模拟。(3)在所构建的一般情况下瓶颈处行人交通仿真模拟模型的基础之上,加入校园频发火灾意外情况的仿真模拟并结合社会力模型核心思想。通过给参与疏散过程的对象挂载脚本组件的方式实现基于社会力模型火灾情况下行人所受到的自驱动力、行人与行人之间的作用力、行人与障碍物之间的作用力这三个力的合力计算,由行人所受合力来推导其加速度,并通过加速度来计算行人逃生过程中的实时速度。(4)对实现的基于社会力模型瓶颈处行人流unity 3d仿真模拟模型的合理性进行分析。

关键词：社会力模型 unity 3d 瓶颈行人疏散仿真