金视和科技基于virtools技术的钻井三维场景动态仿真

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1、第1O卷第3O期2010年1O月科学技术与工程Vo1．10No．30Oct2010167l一1815(2010)30—7554-05ScieneeTechnologyandEn~neefing⑥2010Sci．Tech．Engnf基于Virtools技术的钻井三维场景动态仿真王武礼李瑞民王延江(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院，东营257061)摘要针对采用3DMAX、Flash和OpenGL等工具开发钻井三维场景的不足，提出一种3DMAX和Vi~ools技术相结合的钻井三维场景开发方法。利用3DMAX建模软件构建复杂的钻井设备模型。在Vi~ools平台下以

2、nmo文件形式调用模型，并利用行为模块(BBs)控制各模型在三维场景中平滑的运动，实现了井场环境的动态仿真。该方法简单，易实现，具有一定的推广价值。关键词钻井三维场景三维建模虚拟现实工具动态仿真中图法分类号TP391．9；文献标志码A随着油田开采难度的增大，钻井开发过程中的方法不仅克服了上述方法的不足，而且开发的三维各种作业工艺越来越复杂，安全生产问题日益突场景能给人以身临其境的感觉，从而加深学员对现出，急需开发钻井仿真系统对钻井工程技术人员和场操作的理解，提高培训的效率。现场工作人员进行安全操作技术培训。钻井仿真系统包括硬件仿真控制台、模型计算和三维场景显1虚拟

3、现实开发工具Virtools示三个子系统，其中三维场景显示子系统能否逼真地再现钻井现场的实际场景，对整个培训的效果影Vi~ools是由法国全球交互三维开发解决方案响非常大。公司VIRTOOLS所开发，其三维引擎已经成为微软目前，钻井仿真系统中使用的三维场景要么是XBox认可系统，其特点是方便易用，应用领域广。利用3DMAX、Flash等工具开发，要么是利用Open．Viaools在3D互动展示方面功能较强，具有完善的GL技术开发，这两种方式都存在一定的缺陷¨]。组成：一个创作应用程序、一个动作引擎、一个渲染采用3DMAX、Flash等工具开发的三维场景，画面引擎、

4、一个Web播放器、一个软件开发工具包SDK。固定，不能随时根据硬件仿真平台的操作灵活的变Vi~oolsDev是Vi~ools软件的的开发环境，其化场景，如正常钻进接单根场景中钻进速度及转盘4．0版本具有450多个行为交互模块(Building的旋转速度就不能独立控制；采用OpenGL技术能Blocks，简称BB)。Dev环境下，只需利用拖放的方够制作出具有良好的真实性、交互性和灵活性的三式将BB赋予在适当的Object(对象)或是Character维场景，但是掌握OpenGL并应用它开发相应的场(虚拟角色)上，然后以流程图的方式决定BB的前景难度大、复杂且不易扩充

5、。针对上述不足，提出后处理顺序，即可实现可视化的交互脚本设计，编一种3DMAX和Vi~ools技术相结合的钻井三维场辑成一个完整的交互式虚拟世界_4J。目前，Vi~oots景开发方法，即用3DMAX构建钻井设备的3D模技术已经开始应用在模拟仿真、虚拟实验室、建筑型和3D场景，然后利用Vi~ools平台下的行为控制设计以及3D游戏的开发等领域。模块对3D模型进行动态交互控制。结果表明，该2钻井三维场景的建立方法2010年7月13日收到第一作者简介：王武礼。E-mail：upcwwl@163．com。Vi~ools平台下钻井三维场景的开发方法可以30期王武礼，等：基于

6、Virtools技术的钻井三维场景动态仿真分为如图1所示的三个步骤，分别是模型的创建、模2．2模型的导入型的导人和模型的控制。在3DMAX下设计好三维模型后，利用Max2Virtools导出插件将3D模型保存为NMO格式模型的创建的文件，然后在Virtools平台中导人所生成的NMO3DMAX下创建钻井三维场景中的设备模型文件，三维模型即可显示在Virtools平台下’。为使3DMAX环境下开发的钻井设备三维模型能在模型的导入利用Max2Virtools导出Virtools平台下有机地组织在一起，形成一个逼真的插件将MAX下的模型钻井三维场景，需在Virtools

7、平台视口中按照实际井导入到Virtools下场的布局对导入的3D模型的位置、方向和大小进模型的控制行调整，同时还要添加必要的灯光、摄像机及背景利用Virtools下的行为贴图，让人有身临其境的感觉，效果如图3所示。控制模块对设备模型进行旋转、移动等图1开发步骤示意图2．1模型的创建钻井设备三维模型是整个钻井场景开发设计的基础，模型建立的好坏直接影响到运行的效果和场景的逼真度。由于Virtools本身没有建模的功能，图3Virtools平台下的钻井三维场景所以在建模阶段采用功能强大，建模方法丰富，而2．3模型的运动控制且能够与Virtools实现无缝接合的专业建模软

8、件3DVi