基于OpenGVS虚拟港口吊车培训系统的开发与仿真(2)
崭新的技术，会带给我们崭新的教育思文，解决了我们以前无法解决的问题，将给我
们的教育的来一系列的重大变革。尤其在科技研究、虚拟仿真校园、虚拟教学、虚拟
实验、教育娱乐等方面应用更为广泛。
如今，在世界贸易广泛进行的背景下，港口成为一个国家必不可少的对内或者
对外的开房门户。港口物流的流通直接影响着货物交易的效率与数量，进而对贸易额
也有着很大的影响。而港口物流主要依赖于吊车的作业，因此对港口吊车的熟练操作
对港口物流的效率以及效益的提高有着极大的推进作用。而由于设备的体积以及设备
的价位，使得培训人员在亲手操作执行的时间与机会得到极大的限制，进而使得操作
水准快速达到要求的资格水平。因此人们需要一个完整的虚拟的港口吊车系统。真实、
互动、情节化的虚拟的特点是虚拟现实技术独特的魅力所在，新技术必将引领港口吊
车培训的风潮，让培训人员感受到全方位的体验。
众所周知，作业环境、作业条件严重影响到操作员的操作。在风力，扬沙，雨
雾，光线等外界条件的不可抵抗的自然力影响下，作业人员的操作会受到一定程度的
影响。而虚拟现实技术的特点，决定了我们可以仿真一个近乎真实的港口吊车操作环
境，进行人员的培训，以尽快达到所需的水准。网络模拟的特点，虚拟现实技术的特
点，决定了我们可以仿真港口吊车的环境。因此虚拟港口吊车的仿真是虚拟现实技术
与应用交互式培训的有效应用。 1.1.2 课题的意义
虚拟港口吊车仿真系统的开发主要有以下几个方面的意义：
（1） 节约成本：对学员的培训无需分配真实的港口吊车进行长时间的利用，并
且不会产生任何损耗。
（2） 模拟全面：在模拟场景中，可以自我添加现实中所遇到的气候环境，例如
风雨、云雾天气等，使学员能够增加面对各种气候的经验与经历。同时可
以自我调节模拟即便有风险的操作，去增加自己在面对遇到风险时候的临
场经验。
（3） 作业安全：在真实场景的模拟下，不会对人身安全造成任何形式的威胁。
通过对虚拟港口吊车仿真的研究，还可以使该技术应用道别的开发系统当中去。
例如：建筑工地上常用的起重设备塔吊，集成在汽车上的吊车等，起到很好的培训效
果。降低培训成本，增快培训流程，起到社会和经济效益[2]
。
1.2 虚拟现实与虚拟港口吊车仿真系统概述
1.2.1 虚拟现实
虚拟现实（Virtual Reality，即 VR)技术是二十世纪九十年代初发展起来的一
门新兴技术，它采用以计算机技术为核心的现代高技术生成逼真的视、听、触觉一体
化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的装备，以自然的方式与虚拟环境中的对象
进行交互作用和相互影响，从而产生身临其境的感觉和体验。近年来在美、英、日等
发达国家得到迅速的发展，是国内外科技界愈来愈关注的焦点。
虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它是计算机图形学、
人工智能、人机接口技术、传感器技术、多媒体技术以及高度并行的实时计算机技术
和人的行为学等学科的总和，是多媒体技术发展的更高境界，是未来计算机技术发展
的方向。虚拟现实技术有3个主要特征：
交互性：指参与者通过使用专用设备，以人类自然技能方式对虚拟环境中的对
象进行操作，并从虚拟环境中得到反馈。