随着世界经济的复苏,港口建设掀起新的一轮高潮,为了提高港口运作的效率以及减少安全事故,港口的虚拟仿真监控逐渐成为研发的热门。随着3D技术的兴起,港口监控系统逐渐淘汰原始的二维渲染技术转而使用三维立体图形技术,新的技术的使用不仅使得监控系统有了全新的视觉体验,同时经过多个层次的优化,大幅提高了系统的性能。系统采用OGRE三维引擎作为开发平台,结合输入引擎、物理引擎,对港口集装箱的吊装过程以及港口动态进行仿真、监控。为了提高仿真效果,系统添加了Caelum天空系统以及Hydrax海洋系统,模拟真实的港口周边环境,并利用3DSMAX创建港口全景模型以及场吊(堆场起重机)和桥吊(岸基起重机)模型,对场吊和桥吊进行面向对象的建模和功能的划分。针对场吊、桥吊的大车和小车运动的控制数据的离散性,论文提出了基于速度预测的插值算法计算出连续的运动路径,从而使大车和小车的运动更加顺畅。同时为了模拟桥吊俯仰的轴联动效果,论文提出了基于OGRE的IK反向动力学的解析方法,实时模拟俯仰的IK联动。为了提高系统的渲染速度,论文提出了基于视角的LOD的解决方案,大幅的降低了渲染的实时三角面数目,从而提高了系统的性能。在Windows平台下实验表明,通过使用基于速度的插值预测以、IK反向动力学的解析以及基于视角的LOD技术,大大提高了仿真的效果和运行的效率,对三维仿真开发的具有一定的借鉴意义。