船舶轮机模拟器在航海教育与培训领域的应用已有三十多年的历史,但其表现形式多为二维软件界面仿真或半物理仿真,缺乏动态显示效果,且无法观察机舱设备与结构的真实面貌。近年来随机计算机图形技术的发展,国内外相关研究机构都试图在轮机模拟器中引入视景系统,这也成为新一代轮机模拟器的发展趋势。本文以超级大型油轮“远兴湖号”为母型船,并结合大连海事大学自动化实验室所开发的VLCC轮机模拟器,开发了一套对其进行虚拟设计的虚拟仿真系统。本课题的主要内容包括以下几个部分：搭建了一套对VLCC轮机模拟器虚拟设计的虚拟仿真系统,可实现三维虚拟场景与二维模拟器之间同步显示,同步操作的效果；利用三维建模软件3DMAX制作了整个VLCC轮机机舱设备与管路的三维模型,利用二维制图软件CORELDRAW制作了设备上的铭牌及标识等,给出了三维模型的优化方法。利用HLSL(高级着色语言)开发了基于图形处理器(GPU)适用于机舱材质的着色器；对虚拟场景中的摄像机控制、三维拾取算法和碰撞检测功能进行了研究与实现,实现了虚拟人物在场景中的手动漫游与交互功能。基于粒子系统开发了机舱着火这一应急情景。该系统的研究设计具有一定的创新型与实用性,对于船舶领域的三维虚拟现实技术的研究与设计具有一定的指导和借鉴意义。