摘 要

本文结合“船用柴油机气缸盖三维建模”论题，对实验室的6250缸径柴油机进行实物勘测了解以后，利用3ds Max 软件对柴油机部件进行一个系统的三维建模。

论文首先介绍了传统的柴油机理论和实操教学模式，然后介绍了虚拟现实教学。以及依托于虚拟现实技术，建立三维模型应用于教学中的优势。在对世界上的几款三维建模软件进行了各方面比较之后，着重介绍了3ds Max软件。3ds Max软件拥有着建立模型、材质贴图、灯光和渲染以及快速动画制作的功能，还有着建立虚拟环境的功能。它能与实时仿真的软件相结合，使它在视景仿真，模拟训练，医学研究，船舶行业等实时仿真领域占有较为优势的地位。

在对3ds Max软件一些基本功能介绍后，本文开始对船用柴油机气缸盖进入三维建模工作阶段。然后指出了在建模过程中遇到的很多问题以及解决方法。

文章的最后一部分介绍了3ds Max中的辅助对象VRML97，它可以建立虚拟环境。3ds Max建立的三维模型放到其中，通过虚拟现实驱动引擎，经过交互式程序开发，实现仿真再现真实的环境。

总而言之，文章的目的是依托于虚拟现实，建立船舶机舱机械三维模型应用于教学中。实现它需要通过大部分人的努力和参与，这种教学方式的实现对同学们的帮助是极大的。

关键词：虚拟现实；三维建模；3ds Max软件；船舶柴油机；气缸盖

Abstract

Based on ship diesel engine cylinder cover 3D modeling topics, and being physical survey to 6250 bore diesel engine of the laboratory. After that got understanding of the diesel engine, using the 3ds Max software for a systematic three-dimensional modeling of diesel engine parts.

This paper first introduces the traditional diesel engine of theoretical and practical teaching mode, and then introduces the virtual reality teaching. And relying on the virtual reality technology, to establish three-dimensional model for diesel engine parts, reflect advantages of the using of this model for teaching. After being the comparison of several 3D modeling software in the world, this paper introduces the 3ds Max software. 3ds Max software with the establishment, textures, lighting and rendering as well as fast animation, as well as the ability to create a virtual environment. It can be combined with real-time simulation software. To make it having a more dominant position in the visual simulation, simulation training, medical research, shipbuilding industry and other real-time simulation of the field.

After introducing some basic functions of 3ds Max software, this paper begins to enter the 3D modeling work of marine diesel engine cylinder head. Then it points out many problems and solutions in the process of modeling.

The last part of the article describes the auxiliary object VRML97 in 3ds Max software, which can establish the virtual environment. Using 3ds Max software to establish the three-dimensional model into which, through the virtual reality driven engine, after the interactive program development, simulation and reproduce the real environment.

All in all, the purpose of this article is to rely on the virtual reality, the establishment of three-dimensional model of the ship's engine room is going to be applied in teaching. To achieve it need through the majority of people's efforts and participation, this kind of teaching methods to achieve for the students' help is great.

Key words: Virtual Reality 3D modeling；3ds Max software；Marine diesel engine；Cylinder head

目 录

第一章 绪论 1

1.1 课题研究目的及意义 1

1.2 VR在培训教学中的优势 1

1.2.1 通常的船用柴油机教学 1

1.2.2使用VR的船用柴油机教学 2

1.3本文研究的主要内容 2

第二章 虚拟现实 4

2.1虚拟现实技术 4

2.2虚拟现实在医疗领域的应用 5

2.3虚拟现实在教育中的应用 7

2.3.1 校园中虚拟现实科技研究 7

2.3.2校园中虚拟实训基地 8

2.3.3虚拟仿真校园 8

2.4虚拟现实在船舶行业的应用 9

第三章 基于3ds Max建模 10

3.1建模准备工作 10

3.1.1 选择3ds Max 建模 10

3.1.2 建模的思路 11

3.2建模的关键技术 11

3.3气缸盖壳体的建模 13

3.4气缸盖阀件以及弹簧等部件的建模 17

3.5本章小结 22

第四章 3ds Max 快速动画制作 23

4.1 3ds Max 2012中VRML97 建立虚拟环境 23

第五章 总结与展望 26

5.1 总结 26

5.2展望 26

参考文献 27

致谢 28

第一章 绪论

1.1 课题研究目的及意义

船舶柴油机在本专业是主干课程，清楚详细的学会理解这门课程是相当重要的，由于课程的重要性，所以课程分为课堂理论教学和实操训练教学两部分教学。船舶柴油机有着繁多的机械结构，庞大的设备体积, 复杂的部件，涉及的学科领域广泛,在教学中是很难对其进行实船实地学习研究和实操训练。课堂上的讲解因其平面式图片不直观的表达显得老师的课很乏味,让所有的同学都知道了解清楚柴油机就显得不那么贴切实际。因受设备条件、实验室条件，还有利用实验室过时的六十年代的柴油机实体模型实验教学，以及乏味的课堂，这样就导致许多研究和训练项目难以达到想象中要求和效果。

虚拟现实技术的出现为解决这个难题提供了可实施性。虚拟现实技术可以通过三维建模软件将船舶机舱中的机械设备和系统以三维的形式实时表现出来，创建出机械模型以及呈现出真实的实船环境，由此获得三维视觉的效果。构建一个实时互动的、逼真的三维交互环境，模拟水循环系统、燃油系统、进排气系统、废气循环使用等管系工作流程和条件用于研究和训练。这样可以改变传统的研究和训练模式，为研究和训练提供很大便利。