楊世龍(中海油田服務(wù)有限公司油生上海作業(yè)公司，上海 200000)

探究海上鉆井平臺(tái)可視化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊世龍(中海油田服務(wù)有限公司油生上海作業(yè)公司，上海 200000)

海上鉆井平臺(tái)是海上石油勘探開(kāi)采的重要設(shè)施，為作業(yè)人員提供了一個(gè)安全、開(kāi)放的交互平臺(tái)，確保作業(yè)人員的安全。在海上鉆井平臺(tái)中，可視化技術(shù)是一向重要的技術(shù)。隨著可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，海上鉆井平臺(tái)可視化系統(tǒng)也得到了極大的進(jìn)步，對(duì)于海上石油及資源開(kāi)采提供了良好的保障?；诖?，本文對(duì)開(kāi)上鉆井平臺(tái)可視化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探究。

海上鉆井平臺(tái)；可視化；設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在當(dāng)今社會(huì)中，地球上的各種陸地資源能源已經(jīng)大量消耗，因此，人們?yōu)榱司S持生存與發(fā)展，已經(jīng)逐漸將視野從陸地轉(zhuǎn)向海洋。海洋面積占地球總面積的71%左右，其中蘊(yùn)藏著大量豐富的資源，因此，對(duì)海洋資源及能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，已經(jīng)成為了當(dāng)今世界上一個(gè)重要的研究課題。對(duì)于海上鉆井平臺(tái)來(lái)說(shuō)，可視化技術(shù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)，對(duì)于海上油氣生產(chǎn)的效率和安全發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此，對(duì)海上鉆井平臺(tái)可視化進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，具有十分重要的意義。

1 海上鉆井平臺(tái)可視化的需求

在海上鉆井平臺(tái)可視化系統(tǒng)當(dāng)中，通常具有系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需求、功能性需求、非功能性需求、軟硬件需求等。其中，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需求對(duì)海上鉆井平臺(tái)可視化系統(tǒng)的原因進(jìn)行了體現(xiàn)，主要包括了經(jīng)濟(jì)性需求、彌補(bǔ)性需求、時(shí)代性需求等，從這些方面的需求當(dāng)中，能夠清除的認(rèn)識(shí)到海上鉆井平臺(tái)可視化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的必要性。在功能需求方面，體現(xiàn)了在開(kāi)發(fā)當(dāng)中，軟件產(chǎn)品中需要實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能，用戶需要通過(guò)這些功能，對(duì)各自的任務(wù)進(jìn)行完成，從而對(duì)業(yè)務(wù)需求加以滿足[1]。在海上鉆井平臺(tái)可視化系統(tǒng)功能需求中，以系統(tǒng)功能為基礎(chǔ)，主要包括模擬環(huán)境功能、第一人稱視角漫游功能、消防演示功能等功能模塊。在非功能性需求方面，為了對(duì)用戶業(yè)務(wù)需求加以滿足，應(yīng)當(dāng)具有功能需求之外的其它特性，通常無(wú)關(guān)于系統(tǒng)需求，而和系統(tǒng)狀態(tài)存在關(guān)系，能夠?yàn)楣δ苄孕枨筇峁┝己玫难a(bǔ)充，主要包括了可復(fù)用性、可適應(yīng)性、界面友好性、可靠性、系統(tǒng)安全性、系統(tǒng)性能等。在軟硬件需求方面，利用了unity 3D引擎平臺(tái)中NGUI插件，使用3ds Max開(kāi)發(fā)人物模型，此外還運(yùn)用了Photoshop、UVlayout等開(kāi)發(fā)工具。

2 海上鉆井平臺(tái)可視化的設(shè)計(jì)

在海上鉆井平臺(tái)可視化設(shè)計(jì)當(dāng)中，根據(jù)可視化系統(tǒng)物理模型，對(duì)相應(yīng)軟件體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，同時(shí)對(duì)可復(fù)用海上鉆井平臺(tái)中間件進(jìn)行提取。在海上鉆井平臺(tái)可視化系統(tǒng)中，主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)。硬件部分主要是PC平臺(tái)等外部裝置，軟件部分主要是聲效模擬系統(tǒng)、碰撞檢測(cè)系統(tǒng)、所視角系統(tǒng)、海上鉆井平臺(tái)操作行駛狀態(tài)、三維場(chǎng)景實(shí)時(shí)顯示等部分[2]。系統(tǒng)中采用Unitu 3D、3ds Max等三維制作軟件，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在虛擬空間設(shè)計(jì)中，通過(guò)實(shí)地采集對(duì)模型數(shù)據(jù)及圖片進(jìn)行獲取，對(duì)海上狀況及海上鉆井平臺(tái)集合特征等進(jìn)行分析，從而對(duì)海上表面及三維場(chǎng)景海況進(jìn)行物理性質(zhì)模擬。人物設(shè)計(jì)來(lái)源于海上鉆井平臺(tái)作業(yè)人員的真實(shí)形象，在3ds Max中對(duì)人物模型進(jìn)行建立，將人物模型復(fù)制在人身上進(jìn)行拓?fù)?，?duì)衣服樣式進(jìn)行整理，并調(diào)整點(diǎn)線面，使用UVlayout進(jìn)行展UV，使用Photoshop制作手繪貼圖，向3ds Max中進(jìn)行導(dǎo)入，渲染后進(jìn)行導(dǎo)出。在界面設(shè)計(jì)中，注重使用方面、重點(diǎn)突出、風(fēng)格簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)，包括了三維場(chǎng)景和展示內(nèi)容等部分，使得畫面內(nèi)容層次感更強(qiáng)[3]。

3 海上鉆井平臺(tái)可視化的實(shí)現(xiàn)

在海上鉆井平臺(tái)可視化的系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)當(dāng)中，在相應(yīng)功能鍵中對(duì)界面內(nèi)容主體進(jìn)行隱藏，通過(guò)鍵盤、按鈕的控制進(jìn)行狀態(tài)顯示。用戶可以向右滑動(dòng)屏幕，將導(dǎo)航欄帶出，完成使用之后，功能鍵自動(dòng)回到初始界面。由于PC端設(shè)備具有空間局限性，屏幕空間較為有限，因此，主要采用了隱藏思維，使得界面按鈕數(shù)量得到精簡(jiǎn)，使用Tab鍵進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換，使用W、A、S、D控制角色移動(dòng)，與多數(shù)游戲的操作方法相類似。使用NGUI插件進(jìn)行界面實(shí)現(xiàn)，通過(guò)運(yùn)用UISprite、UILabel、UITexture、UIAt?las、UICamera等核心組件，對(duì)界面進(jìn)行展示。將功能鍵打開(kāi)，可進(jìn)入火災(zāi)防范、全球市場(chǎng)、平臺(tái)系統(tǒng)、平臺(tái)分類、平臺(tái)簡(jiǎn)介等主模塊[4]。利用鍵盤控制按鈕和UI按鈕，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一人稱視角漫游、漫游功能、環(huán)境模擬功能等的交互操作。為了深化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)部分的內(nèi)容，對(duì)深化設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行了應(yīng)用，提升系統(tǒng)模塊呈現(xiàn)畫面，增強(qiáng)人機(jī)操作舒適感和便利感。在Unity3D軟件中導(dǎo)入圖片、材質(zhì)、模型，通過(guò)參數(shù)設(shè)置調(diào)節(jié)、材質(zhì)表現(xiàn)形式、相關(guān)模型貼圖等，進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的不斷進(jìn)步，可視化技術(shù)取得了較大的進(jìn)步，并逐漸得到廣泛的應(yīng)用。在海上鉆井平臺(tái)中，可視化系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，對(duì)于海上鉆井工作的效率、質(zhì)量、安全性等，都有著重要的影響。因此，通過(guò)運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)手段，對(duì)可視化平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，為海上鉆井平臺(tái)工作提供更大的支持與保障。

[1]史卓,李望.探究數(shù)據(jù)中心三維可視化呈現(xiàn)技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(22):189-189.

[2]李婉,宋文廣,鄒佳倫,等.C#的三維可視化水平井井眼軌跡跟蹤研究與實(shí)現(xiàn)[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,30(1):23-24.

[3]段友祥,仝兆岐,李卿,等.面向隨鉆的井筒可視化方法研究[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2016,40(6):63-70.

[4]王志軍,楊濤,徐森,等.基于OPENGL的井眼軌跡三維可視化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].錄井工程,2015,26(1):73-75.