黄启录　魏斌　陶智麟　陶铁托　陈飞宇　李超

摘  要：为解决烟草工程传统二维设计方法难以多专业协同设计、计算与绘图不能结合等问题，研究虚拟现实技术在烟草工程三维设计中的应用，并开发基于虚拟现实技术的烟草工程三维设计平台。设计平台具备三维工厂建模、可视化设计、作业过程模拟、虚拟漫游等功能，在实际应用中，设计效率大幅提高，构建了所见即所得的虚拟在线工厂，并实现虚拟监控与虚拟教学。

关键词：虚拟现实;烟草工程;三维设计;虚拟工厂

中图分类号：TP391.9     文献标识码：A

Research and Development of Three-dimensional Design Platform for

Tobacco Engineering based on Virtual Reality Technology

HUANG Qilu1，2， WEI Bin2， TAO Zhilin1，2， TAO Tietuo1，2， CHEN Feiyu2， LI Chao2

（1.Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC， Zhengzhou 450001， China;

2.Zhengzhou Yisheng Tobacco Engineering Design Consulting Co.， Ltd.， Zhengzhou 450001， China）

huangqiluztri@126.com; 512296358@qq.com; taozhilin75@126.com;

hqlztri@126.com; hql198652@126.com; ysyclichao@163.com

Abstract： In this paper， application of virtual reality technology in the 3D design of tobacco engineering is studied and then a three-dimensional design platform for tobacco engineering is developed. This study aims at the problems with traditional two-dimensional design method in tobacco engineering， such as difficulty in multi-specialty collaborative design and inability of combining calculation and drawing in designing. The proposed 3D design platform has functions of 3D factory modeling， visual design， operation process simulation， operation plan simulation， 3D roaming and so on. In practical use， design efficiency are substantially improved， a virtual online factory is constructed， and virtual monitoring and virtual teaching are also realized.

Keywords： virtual reality; tobacco engineering; three-dimensional design; virtual factory

1   引言（Introduction）

傳统的烟草工程设计使用计算机绘图软件，通常只进行二维平面设计。方案设计中的相关计算只能单独完成，无法与绘图工作结合。随着设计内容的增加和多专业协同设计的开展，传统设计方法已无法满足新的设计需要。近年来，虚拟现实等一批新技术的发展与应用，为新型烟草工程设计平台的开发提供了技术支撑。为扩大设计范围，提高设计效率，提升设计水平，本文研究基于虚拟现实技术的烟草工程三维设计平台。

2   虚拟现实技术（Virtual reality technology）

虚拟现实（Virtual Reality，VR）是以计算机技术为核心，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面近似的数字化环境[1，2]。虚拟现实技术建立人工构造的三维虚拟环境，用户以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响，极大扩展了人类认识世界，模拟和适应世界的能力。近年来，在仿真训练、工业设计、交互体验等多个领域解决了一些重大或普遍性需求，目前在理论研究与应用开展等方面都取得了很大进展[3，4]。……