论文摘要
本文总结了钻井模拟器视景仿真系统的设计和研发工作,以及在开发过程中所使用的关键技术。首先分析了钻井模拟器作为新一代虚拟培训技术,在石油工程方面应用的良好发展前景。然后介绍了该仿真系统的开发环境,详尽地描述了本系统的设计方案与实现策略,对相关技术进行分析和选择。最后,总结全文并给出了下一步工作的展望。作为钻井模拟器的重要组成部分,钻井模拟器视景仿真系统是钻井现场真实钻井场景的再现,它应用了先进的三维实体建模技术、视景仿真技术、并与钻井工艺相结合,从而大大提升了视景仿真的真实感。本论文以“虚拟培训在钻井工艺培训中的重要意义”为背景,以“虚拟现实技术在虚拟培训中的应用”为依据,对整个项目过程中涉及的设计方案和实现策略方面进行了全面的研究与探讨。整个钻井模拟器视景仿真系统的设计采用面向对象的方法。把所有的工艺器械作为对象处理,可以方便快捷的重组场景结构,轻松地完成不同作业对场景的需求;分析了钻井模拟器视景仿真系统中的建模方法,在宏观模型和微观模型的建模过程中采用了几何建模、运动建模、行为建模等方法。同时,分析了如何应用OpenGL对模型对象的运动过程进行控制。给出该仿真系统中的粒子系统模型,完成了对火焰、气泡、泥浆等微观模型的模拟;分析说明了GPU技术的优越性以及相关知识。在钻井模拟器视景仿真系统中运用GPU编程技术,采用GLSL语言完成了多种光源类型的效果模拟,用以实现电影级的光照效果。在文中对夜间的钻井现场进行模拟,模拟过程采用相同光照条件下的光源,分析对比了固定管线和可编程管线的模拟效果。根据钻井模拟器的发展现状提出了几点钻井模拟器视景仿真系统的完善和改进之处,使它能够更好的为油田培养出高质量高素质的钻井人才,适应当今社会的需求。