在虚拟现实技术与网络技术快速发展的今天,基于Web3D虚拟轮机模拟器的研究与开发是这些技术在航海教育培训领域的创新与应用。网络式三维图形建模及其仿真技术,由于其场景画面的逼真性、交互过程的实时性、管理的方便性以及价格上的优势,已越来越受到广大用户的青睐。当前,广泛应用于海船轮机管理人员实操培训的模拟器是一种半物理量式、混合型的仿真模拟器,这种模拟器在日常的使用中存在着诸如:工作稳定性较差、系统扩展功能较为薄弱、二次开发稍显不足以及受训人员数量和培训地点受限制等问题。基于Web3D虚拟轮机模拟器可以让学员在逼真度非常高的三维场景中,在模拟真实轮机设备的操控环境下通过交互设备实现机电设备实时交互式的仿真操作,该模拟器具有明显的优势:1)基于互联网可实现学员无限次数、场地和人数、远程网络式的培训工作;2)在高性价比的基础上,可以显著地提高培训质量。作为虚拟轮机模拟器的重要组成部分,本课题以本校用于海事局各等级轮机员适任证书实操培训之用的轮机模拟器(模拟器的类型为WMS2000型)作为三维建模的原型,以该模拟器采用的在一艘1600TEU集装箱船使用的Autochief IV主机控制系统作为操作仿真过程的原型,基于Internet和VRML语言的开发环境进行课题的研究,研究内容和设计方案如下:1)采用合适的三维建模工具建立主机虚拟控制台及台上所属设备的三维造型并建构主机虚拟控制台三维场景;2)根据实际的操作逻辑,基于主机虚拟控制台场景设计主机起动和安全保护虚拟操作仿真过程;3)设计人机交互界面,实现具有起动和安全保护虚拟操作功能的控制台三维场景的网上发布。由于采用了特殊场景运行环境,课题平台克服了传统浏览方式只能在Web服务器端生成图像,再将图像一幅幅地传给客户端显示的弊病。实现了在网络带宽有限的情况下,三维场景的快速渲染和实时的动态交互。主机虚拟控制台三维场景的建构及起动与安全保护的虚拟操作是本文的研究重点:采用3DS Max、Web3Dtools等建模工具建立虚拟控制台所有设备的三维造型,在此基础上,利用VRML语言的插补器节点、传感器节点以及Script节点,结合JavaScript脚本程序实现主机起动和安全保护虚拟操作过程的仿真。为了达到快速的网上传输功能,采取了必要的优化措施,尽可能减少场景数据量,便于用户的浏览和实时的交互操作。