摘 要

虚拟现实技术是一种将仿真、多媒体音视频、计算机图形学、人机互动、电子信息和传感器等多种技术结合起来，并且加以创新的综合技术；广泛应用于各个领域。如建筑、旅游、游戏、航空航天和医学等。变电站作为输电和分配的主要场所，在主要城区以及人员密集的地区分布越来越广泛，其产生的噪音会对站内工作人员和周围生活或工作的居民产生影响。通过变电站虚拟实景漫游系统，可以真实的感受到变电站内噪音大小，为其降噪技术研究提供参考，因此进行“变电站虚拟实景漫游的噪音可视化技术”具有重要的实际工程应用价值。
本文以unity3d引擎作为开发平台，选用3dmax作为建模设计工具，创建出变电站中的建筑物，路面，树木，各种电气设备等相关三维模型。在unity3d中实现变电站场景的搭建，通过设置地形，导入三维模型，按照实际变电站场景对其布置，同时添加阳光，森林，山等要素。为了更好地实现虚拟场景漫游的效果，本文通过研究相关技术，添加了各种功能。1.添加了碰撞检测功能，该功能使得模拟角色不会出现穿墙而过的现象，增强了虚拟系统的真实性；2.添加了lod技术，该技术实现了在不影响变电站场景显示的视觉效果下，将树木模型分成3个层级，从而大大提高了系统的流畅性；3.引入了角色相机控制技术，实现了用户可以在场景中漫游；4.导入了噪声立体音，使得用户可以真切体会到噪音信息。

关键词：虚拟现实；变电站；unity3d；LOD技术

Abstract

Virtual reality technology is a kind of comprehensive technology that combines simulation, multimedia audio and video, computer graphics, human-computer interaction, electronic information and sensor, and makes innovations. Widely used in various fields. Such as architecture, tourism, games, aerospace and medicine.As the main place of transmission and distribution, the substation is more and more widely distributed in the main urban areas and densely populated areas. The noise generated by the substation will have an impact on the workers in the station and the residents living or working around it.Through the substation virtual real scene roaming system, the noise level in the substation can be truly felt, so as to provide a reference for the research on noise reduction technology. Therefore, the "noise visualization technology of substation virtual real scene roaming" has important practical engineering application value.

In this paper, unity3d engine was used as the development platform, and 3dmax was used as the modeling and design tool to create 3d models of buildings, roads, trees and various electrical equipment in the substation.In unity3d, the construction of the substation scene was realized. By setting the terrain, the 3d model was imported and arranged according to the actual substation scene. At the same time, elements such as sunshine, forest and mountain were added. In order to better realize the effect of virtual scene roaming, this paper adds various functions by studying related technologies. 1. Collision detection function was added, which prevented the simulated role from passing through the wall and enhanced the authenticity of the virtual system; 2. Lod technology is added, which can divide the tree model into three levels without affecting the visual effect of the substation scene display, thus greatly improving the fluency of the system; 3. Introduced the role camera control technology to realize the user can roam in the scene; 4. The introduction of noise stereo sound, so that users can truly experience the noise information.

Key Words：Virtual Reality；Transformer Substation；Unity3D；LOD

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景和意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

1.3研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 4

1.3.1研究内容 4

1.3.2研究目标 4

1.3.3技术方案及措施 4

1.4论文组织结构 4

1.5本章小结 5

第2章 相关技术理论概况 6

2.1虚拟现实技术 6

2.2虚拟漫游技术 7

2.3 Unity3d 7

2.4 3dmax 7

2.5 本章小结 8

第3章 变电站漫游系统的功能性需求分析 9

3.1添加阳光设置阴影 9

3.2角色相机控制技术 9

3.3 lod技术 9

3.4立体声导入 9

3.5碰撞检测技术 10

3.6本章小结 10

第4章 三维模型建立与变电站虚拟场景搭建 11

4.1建模技术路线图 11

4.2三维模型创建方法 11

4.3三维模型的创建过程 12

4.4模型导入unity3d中 14

4.5 unity3d中创建基本场景 14

4.6 本章小结 14

第5章 关键性技术 15

5.1光照技术与阴影设置 15

5.2角色相机控制技术 16

5.3 LOD技术引入 18

5.4立体声合成与导入 20

5.5碰撞检测技术 22

5.6系统发布 23

5.7本章小结 23

第6章 结论与展望 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.1.1研究背景

虚拟现实技术又叫VR，这是一种将仿真、多媒体音视频、计算机图形学、人机互动、电子信息和传感器等多种技术的结合起来，并且加以创新的一种全新的综合技术，对该技术的研究最早开始的时间是20世纪60年代。虚拟现实技术是指使用者用电脑对复杂数据进行处理，然后能将该数据变得可视化并且可以进行人机交互的一种新办法，虚拟现实技术在其本质思想以及实际效果等方面与较为传统的计算机界面和比较流行的视窗操作相比有了很大的进步。虚拟现实技术中的现实一词通常指的是真实存在于现实生活中的任何东西，它可以在实际生活中看见，比如像建筑物，人等真实存在的事物。其中虚拟一词指的是通过计算机将事物生成的意思。所以该技术是指制造虚拟场景，然后使用者可以在各种各样的特殊装置或者设备仪器的帮助下，使自己能够身临其境般地进入到这个虚拟场景中去，而且使用者可以通过相应的办法操作或控制该虚拟环境，从而实现相应的特殊目的，在这个虚拟场景中使用者是该场景的主角。该技术通过将现实环境进行真实地模拟虚拟，从而使得使用者有一种被放入场景中的感觉，它可应用到现实社会中的很多方面，并且可以发挥出巨大作用，所以它具有非常广阔的发展通道以及应用前景，值得做进一步地推广学习。

1.1.2研究意义