传统海洋石油工程培训过程复杂耗时,存在巨大安全隐患,并受资金、场地等因素限制,难以满足实时学习的要求。针对海洋石油开发投资巨大,海洋石油装备技术含量高,现场培训风险大等问题,随着三维图形图像技术的飞速发展,虚拟现实(Virtual Reality)技术开始应用于系统培训领域,因此构建基于Unity3D与虚拟现实相结合的桌面式训练模拟器培训系统。本文以半潜式钻井平台的钻柱输送系统为研究对象,采用Solidworks三维建模工具、3ds Max骨骼动画与Unity3D引擎虚拟现实开发平台相结合的研究方法,对海洋石油钻井平台钻柱输送系统的三维建模、骨骼动画制作、虚拟系统的设计与实现、碰撞检测理论、脚本控制程序等进行了较为深入的研究,构建了一个高沉浸感、高情景模式、高交互的半潜式海洋石油钻井平台钻柱输送系统。本文的研究内容:(1)钻柱输送系统的模型构建与分析在研究分析钻柱输送系统组成和机械结构的基础上,构建关节吊、动力猫道、液压吊卡与辅助提升机、扶正机构和机械钻工五个关键设备模型。并在研究海洋石油钻井平台布局基础上,搭建钻柱输送系统,形成统一整体。(2)钻柱输送系统机械动作的实现运用3ds Max软件对五大关键机械设备进行运动关系的添加、骨骼动画制作及蒙皮处理,并对设备模型进行渲染,优化模型的外观和逼真度,以及采用FBX技术对设备模型的预处理格式转换。(3)模拟器的UI设计用户界面(User Interface),是本模拟器不可或缺的组成部分。模拟器的UI元素包括天空贴图、钻柱输送虚拟系统文本显示,关节吊机、动力猫道机、液压吊卡与辅助提升机等设备选择按钮以及滚动条等,它们提升了用户的操作体验,为用户提供逼真、高沉浸感的虚拟场景。(4)人机交互的实现碰撞检测理论是模拟器系统人机交互实现的关键,基于Unity3D虚拟现实开发平台,加载碰撞器和触发器,并编写脚本交互语言,实现模拟器的人机交互和键盘检测响应。