现代化工大型化、连续化、自动化及易燃易爆等特征,使高校化学化工专业学生现场实习和化工企业员工技能培训成为难题,传统的化工仿真虽然已在高校和企业中获得广泛的应用,但主要侧重于实时数据模拟,缺乏逼真的场景,实际的交互体验枯燥乏味,没有沉浸感,所以一直以来高校和企业都渴望更有效的辅助手段以改善教学培训效果。近十年来虚拟现实技术得到了快速的发展和推广,已经开始逐渐被应用到人们工作、生活的各个领域,尤其在教育培训领域,虚拟装配、虚拟工厂等虚拟仿真系统的开发使新型教育培训方式获得快速发展。将虚拟现实技术应用于化工类虚拟仿真系统,构建场景逼真、交互性强的化工三维虚拟仿真系统,必将对高校化学化工专业教学和化工企业员工技能培训的改善起到推动作用。因此,本课题借助虚拟现实技术,以焦化厂鼓风冷凝工段为对象,对化工三维虚拟仿真系统的开发进行了探索研究。依据国内外三维虚拟仿真系统的发展现状、各类三维建模软件与3D引擎的技术特点,确定了本次探索开发的技术路线:以SketchUp为三维建模工具,Unity3D为虚拟现实开发平台,以C#为脚本语言编写控制脚本来组织三维场景和实现交互功能。主要工作包括:首先,依据信息采集资料,利用SketchUp创建了结构精细、层级关系合理的鼓风冷凝工段三维场景模型;其次,通过综合运用Unity3D的编辑器工具、物理引擎及粒子系统等,构建了高逼真度的鼓风冷凝工段虚拟场景,并通过控制脚本开发实现了多种单机模式下的交互功能,如设备信息查询、阀门调节及设备运行演示等功能;再次,通过对基于Unity3D的多人在线作品实现方式的研究,为鼓风冷凝工段三维虚拟仿真系统构建了C/S架构的多人协作模式,实现多人协同漫游、交互的功能,而且为多人协作模式开发了聊天窗口,满足学员之间实时沟通的需求;最后,将开发完成的场景发布为.exe格式文件,测试表明发布的程序在普通PC上运行流畅,设备模型结构精细,场景逼真度高,交互功能符合预期效果。通过对鼓风冷凝工段三维虚拟仿真系统开发的探索研究表明:以SketchUp和Unity3D作为平台进行化工三维虚拟仿真系统的开发,平台之间兼容性良好,功能强大,开发者可以专注于精细模型的构建和功能模块的开发,开发效率高;利用SketchUp不仅可以快速地创建结构精细的大场景三维模型,并且通过创建群组技术能够方便地为设备构建良好的结构层级关系,并且导入Unity3D后依然可以识别,从而方便地通过控制脚本开发在Unity3D中实现虚拟装配、设备操作等交互功能;基于Unity3D实现C/S架构的多人协作模式,可以培养学员之间协同工作能力,具有较大的实用价值和深入开发前景。