摘 要

随着现代计算机技术及相关配套设备迅速发展，虚拟现实技术逐渐成为目前热门研究学科。虚拟现实技术（virtual reality）是一门综合利用了计算机编程，、三维建模、传感器及信息融合技术的新兴次世代技术。其原理是通过电脑程序进行编程计算模拟生成一个完全虚拟的三维空间，为使用者提供触觉、视觉、听觉等感官上的虚拟体验，给使用者带来仿佛置身于其中的感受。因此虚拟现实技术已被越来越广泛的应用在各个领域中。

虚拟现实技术在工业上有着极为有效的应用。例如精密仪器的操作培训，通过运用虚拟拆装技术可以有效增加培训效率及熟练程度，减低不必要的经济损失。再者例如大型机器的安装与拆卸工作，现实中进行拆装练习存在工作量大，相关工作繁重的缺点。通过虚拟拆装可以增加工作人员对大型机器的结构了解并增加对相关组件拆装的经验并有效降低培训时长。

本论文目标是对Bamp;W Vol-1_50-108MCC型柴油机的十字头连杆部件运用3ds max软件进行建模。最终预期目标是将基于3ds max的十字头连杆建模与小组中其他同学建立模型进行组合，完成柴油机整体模型。将其通过运用UNIT 3D软件进行整合。再通过虚拟拆装技术为柴油机拆装教学提供一定的便利并通过该模型增加对使用者对柴油机的了解和认识。

关键词：Bamp;W型柴油机，十字头连杆部件；三维建模；虚拟拆装；3ds max

Abstract

With the rapid development of modern computer technology and ancillary equipment, virtual reality technology has become the current popular research disciplines. Virtual reality, also known as virtual reality, generally referred to as VR, also known as spiritual environment or artificial virtual environment. The principle is to simulate the computer to generate a three-dimensional virtual platform, to provide users with tactile, visual, auditory and other sensory virtual experience, to the user as if immersed in one of the feelings. So virtual reality technology has been more and more widely used in various fields.

Virtual reality technology in the industry has a very effective application. Such as precision instrument operation training, through the use of virtual disassembly technology can effectively increase the training efficiency and proficiency, reduce unnecessary economic losses. In addition, such as large-scale machine installation and demolition work, the reality of the disassembly practice there is a large workload, the heavy work of the shortcomings. Through the virtual disassembly can increase the staff of the structure of large-scale machine to understand and increase the experience of the relevant components disassembly and effectively reduce the training time.

The goal of this paper is to model the crosshead link components of the B amp; W Vol-1_50-108MCC diesel engine using 3ds max software. The final goal is to combine the 3ds max crosshead link model with other classmates in the group to complete the overall model of the diesel engine. It is integrated through the use of UNIT 3D software. And then through the virtual disassembly technology for diesel engine disassembly teaching to provide some convenience and through the model to increase the user's understanding and understanding of the diesel engine.

Key words: B amp; W diesel engine, crosshead link parts; 3D modeling; virtual disassembly; 3ds max

目录

第一章 绪论 1

1.1研究的背景及研究意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

1.3本次毕业论文的主要研究内容与技术手段 2

第二章 三维建模常用软件及虚拟现实技术介绍 4

2.1 常见三维建模软件及优缺点分析 4

2.1.1 Autodesk Maya 4

2.1.2 Unity 3D 5

2.1.3 Multigen Creator 6

2.2 3DS MAX软件介绍 6

2.3虚拟现实技术及虚拟拆装介绍 7

2.3.1虚拟现实技术 7

2.3.2虚拟拆装 8

第三章 基于3ds max的柴油机十字头连杆建模 10

3.1建模对象及相关认识 10

3.2 十字头头连杆上部建模 11

3.3十字头连杆上部细节建模 13

3.4十字头连杆连轴部件及下端建模 14

3.5渲染材质及灯光操作 16

3.5.1渲染材质 16

3.5.2灯光参数设定 23

第四章 总结与展望 26

4.1总结 26

4.2虚拟现实技术的展望 26

参考文献 28

致谢 29

第一章 绪论

本次毕业设计的主要目的是通过使用3ds MAX软件，对Bamp;W MC型柴油机十字头连杆建立一个三维立体模型待完成模型后，再与课题组其他成员建立的Bamp;W MC型柴油机其余部件的三维模型进行组合，完成整台Bamp;W MC型柴油机的三维建模。最终目标是将Bamp;W MC型柴油机的三维模型导入unity 3d软件中，使用VR设备进行虚拟拆装。

1.1研究的背景及研究意义

本次设计的目的和意义是使用3ds max2012软件对Bamp;W MC型柴油机十字头连杆组件进行建模；并将最后的成果与其他组成员的模型进行组合，形成完整的Bamp;W MC型柴油机三维建模。通过对该型柴油机的建模，可以让使用者在没有接触或拆装实体的情况下，对该型柴油机结构有更加清晰细微的了解，并可将模型运用于展示，模拟实验等多种用途。在通过3ds max对十字头连杆进行建模的过程中，我们通过三维模型对Bamp;W MC型柴油机十字头连杆的结构和工作原理进行深入了解和认识。三维模型能够直观地展示柴油机的结构、工作原理和运动状态，对后面学习柴油机的学习者提供更好更直观的途径了解该型柴油机。为将来使用unity3D进行虚拟拆装做好前期准备并为将来的柴油机拆装教学提供预习准备和后期温习的便利途径。

1.2 国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

在国外，3ds Max的技术已经十分成熟，该软件从1990年最初的3D Studio软件更新到当前最新的3ds max 2017版本。3ds max软件正朝着高智能、广应用面化、多功能化的目标进步。20世纪80年代左右，在Windows NT系统还未被开发之前，所有的专业级cg的需求和市场均被SGI图形工作站所占领。Windows NT系统首次面世3D Studio Max软件也随之诞生，这两者的结合有效的降低电脑3d建模及工业级CG的制作门栏。3ds max首先被运用在动画和PC游戏中的动画制作中，后随着技术的发展3ds max软件逐渐运用到电影特效画面的制作中，例如变形金刚电影系列，金刚系列电影等。由于3ds max软件的优异性能和功能，游戏业纷纷利用其作游戏中的环境、角色的建模。其中不乏很多优秀广为人所知的游戏，例如《毁灭公爵》、《反恐精英》等系列游戏。3ds max由于其简洁易上手的优点，许多个体设计师也能利用3ds max制作出一些很优秀的三维角色模型。又因为3ds max软件有着广泛的应用范围，可以根据所想运用到各种工程领域中。在其他方面，运用3ds MAX软件的项目有韩国白石大学产业合作集团（INDUSTRY ACADEMIA COOPERATION GROUP OF BAEKSEOK UNIVERSITY）开发的基于3DS MAX的虚拟建筑设计系统（A VIRTUAL CONSTRUCTIONS DESIGN SYSTEM USING 3DS MAX）等。

1.2.2国内研究现状

国内主要将3ds max用于广告设计，动画及建筑设计方向，在工业领域尤其是在虚拟拆装方向上较国外相对落后，但是大连海事大学在虚拟拆装领域处在较为领先的地位上，其主要成果有船舶主电力系统的虚拟分析与设计。仿真技术科学一直是当下热门的研究方向,随着虚拟现实技术进入了大众的视野，将虚拟现实结合仿真技术的应用也越来越多。其中轮机模拟器就是利用了仿真技术和虚拟现实技术结合运用到航海领域的典型例子。许多国内重点院校和研究所也积极投入到这方面的开发和研究中，其中武汉理工大学系统仿真与控制中心就是其中的佼佼者，该中心在轮机系统建模仿真、虚拟现实技术研究及控制技术方面均有不俗的建树，为多个企业和研究所研究开发了多种实用型的仿真系统和利用实船数据搭建模拟机舱资源环境系统。其中的“船舶机舱漫游系统”根据“新青岛号”大型集装箱远洋船的实际数据进行了建模，创建了高度仿真的机舱三维虚拟环境，实现了虚拟现实漫游可以通过相关设备对机舱环境和相关设备进行浏览和了解。

1.3本次毕业论文的主要研究内容与技术手段

本次毕业设计论文主要研究内容是根据Bamp;W MC型柴油机十字头连杆进行3dsmax建模，其基本步骤与方法如下所示：

①利用图书馆及网络资源查阅相关文献，了解国内外虚拟现实技术、3ds MAX建模技术的发展现状；