王悦

【摘 要】针对虚拟现实技术在核电站辐射防护中的应用现状，进行科学合理的分析，并详细介绍核电站辐射防护中应用虚拟现实技术的重要意义、虚拟现实技术在核电站辐射防护中的应用要点，希望能够给相关工作人员提供一定的参考。

【关键词】核电站；辐射防护；虚拟现实技术

中图分类号： TP391.9；TM623 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）13-0067-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.030

在核电站辐射防护过程中，应用先进的虚拟现实技术非常的重要，能够有效提升核电站辐射防护效果，减少能源的浪费。对于核电站中的工作人员来说，要结合核电站辐射防护现状，不断改进原有的虚拟现实技术，保证虚拟现实技术在核电站辐射防护中得到有效运用。鉴于此，本文主要分析虚拟现实技术在核电站辐射防护中的应用要点。

1 核电站辐射防护中应用虚拟现实技术的重要意义

虚拟现实技术（Virtual Reality），又常被人们称为VR，主要指的是将计算机图像技术与各项硬件设备进行有效结合，为人们营造一个良好的虚拟现实环境。虚拟现实技术主要是计算机用户接口，通过为用户提供良好的视觉与听觉感受，能够为用户提供良好的平台，有效满足用户的各项要求，不断减轻用户的工作压力，进一步提升系统的整体运行效率。将虚拟现实技术应用到核电站辐射防护中，能够生成一种虚拟环境，从而为用户提供良好的空间感受[1]。

虚拟现实技术将人的感受与信息进行有效结合，能够为用户提供良好的三维环境，让用户能够更好的感受到外界环境。在核电站辐射防护中，运用虚拟现实技术，能够保证核电站辐射防护效果，提升核能源的利用率。近些年来，核能源的利用已经引起人们的关注，根据相关研究表明，虚拟现实技术在我国具有良好的发展空间，将虚拟现实技术应用到核电站辐射防护过程中，能够有效提升核电站的防辐射效果，减少能源的浪费。

2 虚拟现实技术在核电站辐射防护中的应用要点

2.1 电站建模

为了保证虚拟现实技术在核电站辐射防护中得到更好的应用，构建合理的电站模型非常重要，对于相关研究人员来讲，在实际工作当中，要根据核电站模型的运行特点，做好相应的优化工作，设计合理的核电站模型框架，结合核电站模型运行过程中出现的问题，不断改进并优化原有的核电站框架模型。例如，在某核电站中，研究人员利用各项数据，构建妥善的信息数据模型，保证剂量模型得到更好的构建。

结合CAD数据模型的运行情况，研究人员可以构建更加完整的3DMax模型，并利用插件将3DMax模型中的各项文件导出为mesh文件，构建更加科学的三维虚拟模型。由于CAD数据模型内部结构比较复杂，研究人员要做好相应的简化工作，根据简化后各个模型的运行信息，输入正确的文件数据，并做好相应的配置工作，有效提升各项模型数据的准确性。

对于相关研究人员来说，在构建核电站模型的过程中，可以按照以下流程进行：首先，將模型数据进行有效收集，利用先进的测量仪器，合理检测各项测量数据；其次，构建完善的数据文件，准确计算核电站辐射源的强度，结合核电站衰变与距离等因素，合理计算公共空间区域的辐射率；最后，结合格式化文件数据，在软件中准确输入各项数据，保证核电站建模质量[2]。

2.2 数据场的构建

由于核电站中的数据分布范围比较广，在构建数据场的过程中，研究人员需要认真分析数据类型，并将各项数据进行有效连接，结合数据连接过程中出现的问题，构建完善的数据场模型。在可视化范围中，可视化数据主要分为三种类型，分别是矢量数据、标量数据与张量数据，研究人员要结合数据场模型的运行情况，准确计算各个坐标数据，并结合数据特征量，明确模型的运行方向，保证各项矢量数据更加准确。

为了保证各项数据得到更好的连接，研究人员要结合数据场的构建情况，准确计算各项数据，并构建合理的离散型数据模型，充分发挥虚拟现实技术的可视化功能。由于核电站空间网格结构比较复杂，要按照相应的网格顺序，对核电站的三维空间进行合理的采样，并将各个采样点准确布置在空间网格单元点中，有效提升各项三维数据的利用率[3]。

除此之外，在构建数据场的过程当中，研究人员要根据数据生成情况，利用先进的测量仪器进行测量，并做好相应的数据统计工作，从根本上保证数据的有效利用。由于核电站辐射源分布位置不同，在一定程度上影响核电站辐射防护效果，研究人员在实际工作当中，要将各项数据进行有效汇总，经过综合分析后，将计算结果汇总形成数据文件。通常情况下，数据汇总形式主要分为三种，分别是规则型、非规则型与混合型，通过构建合理的数据场模型，能够帮助研究人员更加全面的了解核电站辐射防护情况，保证各项结构化数据得到有效利用。对于研究人员来讲，在实际工作中，要明确各项离散数据之间的逻辑关系，构建合理的三维数据模型，并做好相应的组织工作，保证各项元素标注更加准确。

2.3 直接体绘制技术的应用

通常情况下，在应用直接体绘制技术的过程中，研究人员要结合体数据场的变化情况，运用合理的算法，结合基本绘制原理，有效提升绘制效果。例如，在面绘制时，研究人员要将数据场中的各项数据进行准确分类，并提取出相应的数据，将等值面数据进行有效提取。如果提取出等值面数据，研究人员要结合二维切面等值线的运行情况，针对各项错误数据，及时摒弃[4]。

除此之外，在运用面绘制技术的过程中，研究人员可以结合传统的图形学技术理论，运用先进的图形硬件处理技术，绘制更加合理的图像，有效提升各项数据的准确性。与体绘制技术相比，面绘制技术操作流程更加简便，研究人员能够更加全面的了解数据场运行情况，构建更加完善的几何图形，保证数据场中的各项信息得到有效利用，减少失真现象的出现。

在构建体绘制光学模型的过程中，研究人员需要注意以下几个问题：第一，结合核电站辐射密度，严格控制光线的穿越量，如果光线的穿越量较大，会降低结果的准确性。第二，结合物理光学模型的运行情况，将核电站物理光学模型进行有效分类，从根本上保证离散的空间数据更好的转换成三维模型。第三，由于采样点的颜色值不同，研究人员要结合物质分类情况，做好相应的数据转换工作，避免体数据出现重复。

在核电站辐射防护过程当中，研究人员也可以运用体纹理技术，结合三维模型提供的纹理信息，进行综合分析，构建更加完善的三维数据图片。由于纹理生成比较复杂，研究人员要结合颜色透明度，将各项纹理信息转换成图像信息，或者采用摄像机将核电站辐射场景进行相应的模拟，保证三维模型中的各项数据与纹理空间数据一一对应。为了保证核电站辐射防护效果得到更好的提升，研究人员需要明确代理几何体切片结构特点，并运用先进的View-Aligned 切片方法，有效提升三维纹理映射水平[5]。

2.4 场景管理

为了保证虚拟现实技术在核电站辐射防护中得到有效应用，研究人员构建完虚拟核电站模型后，需要做好场景管理工作。一般情况下，研究人员要将各项场景结构与场景内容放入到同一个继承体系当中，并将各个场景内容进行有效结合。在这个过程当中，由于场景内容比较复杂，场景结构与场景内容的结合难度比较大，因此，研究人员要采取妥善的维护措施，对整个场景系统进行有效维护[6]。

通过做好场景管理工作，能够保证场景结构更加完整，提升场景模型的合理性。在场景节点管理过程当中，研究人员要结合场景内容的渲染性，准确识别各个实体对象，明确场景结构与场景内容之间的关系，保证场景节点得到更好的连接。为了保证各项实现体中的数据得到更好的利用，研究人员还要将Ogre 场景图中的各个节点数据进行有效统计，并结合Ogre场景图的渲染情况，在指定位置设置场景管理设备。

在应用Ogre绘制体数据时，研究人员可以按照以下操作步骤进行：首先，设计合理的自动以对象，并优化自定义对象结构，运用可视化方法对自定义图像进行优化；其次，创建一个自定义对象实例，将其视为可渲染对象，结合Ogre渲染情况，制定完善的改进措施；最后，进入Ogre场景中，将各个渲染队列进行有效结合，运用3D纹理的体绘制方法对自定义对象进行绘制，等待Ogre最終对自定义体数据对象进行相应的渲染。

除此之外，想要保证三维剂量场结构更加完整，选择合理的数据类型至关重要，并运用先进的直接体绘制技术，对各项场景数据进行统一处理，保证Ogre场景更加科学化。研究人员也可以存储纹理名称的成员变量运行情况，对原有的变量进行优化。对于相关研究人员来讲，可以选择相应的自定义对象，构建完善的网格系统，并对各项硬件系统进行综合管理，保证硬件缓存结构更加合理[7]。

3 结束语

综上，通过构建合理的核电站辐射模型，能够保证各项虚拟数据得到有效利用，提升核电站辐射防护效果。在应用虚拟现实技术的过程当中，相关研究人员要结合核电站辐射防护情况，不断优化数据场模型，结合数据场模型的运行情况，不断改进虚拟现实技术，从根本上保证虚拟现实技术在核电站辐射防护中得到有效应用。

【参考文献】

[1]李溪韵，张帆，梁晨晨.基于虚拟现实技术的“华龙一号”主控制室模拟机系统[J].中国核电，2017，10（04）：568-571+578.

[2]刘志宾，马进，孟庆军，王兵树.基于虚拟现实技术的核电站全范围仿真机研究[J].仪器仪表用户，2017，24（12）：66-70.

[3]赵鹏程，彭波，张皓.核电站虚拟检修培训技术研究[J].科技创新与应用，2015，（20）：60-61.

[4]周国正，张学粮，颜安和.虚拟现实技术在核电站在役检查管理系统中的应用[J].应用科技，2013，40（03）：54-57.

[5]席琛.基于虚拟现实技术的核电厂事故工况模拟[J].企业技术开发，2012，31（16）：85-86+88.

[6]阎光伟，王瑞华.核电站三维动态仿真系统[J].电力系统自动化，2012，36（01）：107-111.

[7]秦政，袁玥，吴勤勤，吴金水，程博昊.基于虚拟现实技术的核电站三维视景仿真系统研究[J].中国西部科技，2011，10（26）：39-41+70.