地球表面有百分之七十的面积被海洋所覆盖，随着陆地资源不断地被占用，大量的海洋资源变得愈发宝贵。并且随着世界各个国家航线的开通，绝大部分的货物运输都是通过海上，由于海上运输成本低，因此被广泛使用。近年来，海上防御也成为各国的重要任务。因为海洋环境复杂，船舶在海上运动的研究显得十分关键。

由于船舶体积庞大，通过实船研究不仅不方便而且耗费巨大。现在大多数的船舶运动研究都是通过水池试验法，将船舶按照实船比例适当缩小，在水池中进行试验，这种传统的试验方法耗资巨大，还会产生一些不必要的问题。随着可视化技术的发展，可以通过虚拟现实的方法将船舶虚拟化，在虚拟环境中进行试验，不仅减少了试验经费，而且对于学员的学习有着积极地推动作用。

虚拟现实技术转化自 “虚拟现实”，简称“VR技术”，是近年来世界计算机网络世界的热点之一，它集计算机图形学，多媒体技术，人工智能，人机界面技术，传感器技术，高度并行的实时计算机技术和人类行为研究中的一些关键技术。有专家认为，虚拟现实技术可以与理论分析，科学实验并存，这已成为人类对客观世界探索的三者之一。

虚拟现实已大量应用于工业领域。对汽车工业而言，虚拟现实技术既是一个最新的技术开发方法，更是一个复杂的仿真工具，它旨在建立一种人工环境，人们可以在这种环境中以一种自然的方式从事驾驶、操作和设计等实时活动。并且虚拟现实技术也可以广泛用于汽车设计、实验和培训等方面，例如，在产品设计中借助虚拟现实技术建立的三维汽车模型，可显示汽车的悬挂、地盘、内饰直至每个焊接点，设计者可确定每个部件的质量，了解各个部件的运行性能。这种三位模式准确性很高，汽车制造商可按得到的计算机数据直接进行大规模生产。虚拟现实技术技术在CAD、技术教育和培训等领域也有大量应用。在建筑行业中，虚拟现实可以作为那些制作精良的建筑效果图的更进一步的拓展。它能形成与交互的三位建筑场景，人们可以在建筑物内自由的行走，可以操作和控制建筑物内的设备和房间装饰。一方面，设计者可以从场景的感知中了解、发现设计上的不足；另一方面用户可以在虚拟环境中感受到真实的建筑空间，从而做出自己评判。

并发布了Unity1.0版本。起初它只能应用于MAC平台，主要针对WEB项目和VR(虚拟现实)的开发。这时的它并不起眼，直到2008年推出windows版本，并开始支持iOS和Wii，才逐步从众多的游戏引擎中脱颖而出，并顺应移动游戏的潮流而变得炙手可热。2009年的时候，Unity的注册人数已经达到了3.5万，荣登2009年游戏引擎的前五名。2010年，Unity开始支持android，继续扩散影响力。其在2011年开始支持PS3和XBOX360，则可看做全平台的构建完成。编程语言有C#和JavaScript，使得程序员可以轻松上手。作为3D虚拟现实游戏平台，可以充分、实时地处理大量的三维模型，在国内外使用十分广泛。

现在国外虚拟现实技术发展是不错的，但也导致了很多问题的产生。美国是虚拟现实技术的发源地，目前在该领域的研究主要包括界面、后台、感知和硬件四个方面。美国国防部组织了一系列虚拟现实技术的研究，并取得了一定的研究成果，图像处理技术和传感技术都是虚拟现实的主要技术，虚拟空间的动态性和实时性才是这种技术最主要的特点。虚拟室内场景的漫游是一个越来越广泛，有着广阔前景的技术领域。

在国内Unity3D还刚刚起步，为什么它能吸引开发者的眼光呢？基于以下几点原因：轻量级，安装、调试和打包方便；配置VR项目十分简单；学习成本低，文档完善；开发成本低；提供了一些VR下的Demo作为参考。存在的问题有Unity3D使用的物理引擎还不能支持流体和布料效果等。现在我国的3D人才在不断增加，虚拟现实技术的发展更是一日千里。浙江大学已经研究出一套桌面虚拟建筑环境的漫游系统，清华大学正在研究布达拉宫的虚拟现实环境。

现实生活中的光线是有反射、折射、衍射等特性的。对这些基本特性的模拟一直以来都是计算机图形图像学的重要研究方向。在游戏CG中，默认的照明方式都是不考虑这些光线特性的，因此出来的效果与现实生活区别很大。最早期的时候，人们利用各种方式来模拟真实光照的效果，比如手动在贴图上画上柔和阴影，或者用一盏微弱的面积光源去照明物体的暗部以模拟漫反射现象等等。然后出现了高级渲染器，用计算机的计算来代替我们的手工劳动来进行这个“模拟”的工作。

2. 研究的基本内容与方案

设计任务：

（1）基于Unity3D的船舶工业模型制作