Tài liệu ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng động cơ iae v2527 ạ của dòng máy bay a320

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN PHÚC KHOA THI ỨNG DỤNG THỰC TẾ ẢO MÔ PHỎNG CÔNG TÁC BẢO DƢỠNG ĐỘNG CƠ IAE V2527-A5 CỦA DÒNG MÁY BAY A320 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hàng Không Mã số: 60520110 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01, năm 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học :TS. Phạm Minh Vương, TS. Ngô Khánh Hiếu Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.TS. Huỳnh Thanh Công Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. Lê Tuấn Phương Nam Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 24 tháng 01 năm 2018. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. PGS.TS Lê Thị Minh Nghĩa 2. TS. Trần Tiến Anh 3. PGS.TS Huỳnh Thanh Công 4. TS. Lê Tuấn Phương Nam 5. TS. Lý Hùng Anh Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Phúc Khoa Thi MSHV: 1570840 Ngày, tháng, năm sinh: 21/08/1993 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hàng Không Mã số : 60520110 TÊN ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG THỰC TẾ ẢO MÔ PHỎNG CÔNG TÁC BẢO DƢỠNG ĐỘNG CƠ IAE V2527-A5 CỦA DÒNG MÁY BAY A320” I. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Tìm hiểu cấu tạo động cơ và kế hoạch bảo dưỡng động cơ.  Xây dựng mô hình 3D cho động cơ.  Lập trình thực tế ảo theo công việc trong tài liệu bảo dưỡng.  Sản phẩm hoàn thành gồm:  Mô-đun lý thuyết  Mô-đun thực hành II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 25/06/2017 III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:24/01/2018 IV.CÁN BỘ HƢỚNG DẪN :  Cán bộ hướng dẫn chính: Tiến Sĩ Phạm Minh Vương  Cán bộ hướng dẫn phụ: Tiến Sĩ Ngô Khánh Hiếu Tp. HCM, ngày 26 tháng 03 năm 2018. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô của Bộ Môn Hàng Không, khoa Kỹ Thuật Giao Thông, Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia TP.HCM. Trong khoảng thời gian 2 năm theo học chương trình Cao học tại trường, tôi rất biết ơn các Thầy, Cô đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức rất bổ ích, chuyên sâu về ngành Hàng không giúp tôi có được nền tản kiến thức vững chắc để tiếp tục phát triển trong tương lai. Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Phạm Minh Vương và Tiến sĩ Ngô Khánh Hiếu đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và động viên tôi trong suốt khoảng thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin được gửi lời cảm ơn trân trọng đến các anh chị đang công tác tại Công ty DFM-Engineering đã hỗ trợ giúp tôi trong việc nghiên cứu học tập về lập trình mô phỏng thực tế ảo và tạo điều kiện giúp tôi có một môi trường làm nghiên cứu thuận lợi. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị đang làm việc và công tác tại Phòng Kỹ thuật, Công ty Cổ phần Hàng Không Jetstar Pacific Airlines đã nhiệt tình giúp đỡ và cung cấp cho tôi những nguồn tài liệu quý báu để hoàn thành tốt luận văn này. Nguyễn Phúc Khoa Thi 1 TÓM TẮT LUẬN VĂN Mục tiêu của luận văn là nhằm nghiên cứu và phát triển ứng dụng thực tế ảo vào công tác bảo dưỡng động cơ IAE V2527-A5 dựa trên nhu cầu thực tế của ngành Hàng không nói chung và hoạt động bảo dưỡng nói riêng cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ. Do đó, hướng nghiên cứu sẽ áp dụng phương pháp xây dựng mô hình 3D bằng phần mềm Blender và phương pháp lập trình mô phỏng thực tế ảo bằng phần mềm Unreal Engine 4. Song song là việc giới thiệu về cấu tạo động cơ IAE V2527-A5 và xây dựng được các mô-đun từng thành phần bộ phận của động cơ thành mô hình 3D dựa theo tài liệu huấn luyện và bảo dưỡng. Qua đó kết xuất mô hình 3D vào trong môi trường thực tế ảo nhằm mô phỏng lại công tác bảo dưỡng mô-đun lá cánh. Với kết quả đạt được gồm các mô-đun: mô-đun trình bày các thành phần động cơ, mô-đun tương tác tháo lá cánh, mô-đun diễn hoạt mô phỏng quá trình bảo dưỡng lá cánh. Trong tương lai hướng đề tài sẽ còn phát triển thêm các mô-đun còn thiếu cho công tác bảo dưỡng dựa trên khung công việc của luận văn. 2 ABSTRACT The objective of the thesis is to research and develop virtual reality applications in the maintenance of the IAE V2527-A5 engine based on the actual needs of the aviation industry in general and maintenance in particular. Therefore, the research direction will apply the method of building 3D model with Blender software and virtual reality simulator programming method with Unreal Engine 4. Along with that is the introduction about the structure of the IAE V2527 -A5 engine and build each components of the engine into 3D model based on the training and maintenance documentation. Then, import the 3D model into the virtual reality environment to simulate the maintenance of the IAE V2527 -A5 engine. The results include modules: engine components display module, module for interacting to remove fan blade, animation module for fan blade removal. In the future, It will also completely develop modules for maintenance based on the framework of the thesis. 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan:  Luận văn thạc sĩ này do tôi thực hiện.  Các kết quả đưa ra là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố.  Các đoạn trích dẫn và dữ liệu liên quan đều được trích dẫn nguồn và có độ chính xác cao nhất trong phạm vi hiểu biết của tôi. TP.HCM, ngày 15 ,tháng 12, 2017 Tác giả, Nguyễn Phúc Khoa Thi 4 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................1 TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................2 ABSTRACT ...............................................................................................................3 DANH MỤC HÌNH ẢNH .........................................................................................8 DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ 11 Chƣơng 1 ..................................................................................................................12 Giới thiệu luận văn ..................................................................................................12 1.1 Lý do chọn đề tài ..........................................................................................12 1.2 Mục tiêu của luận văn ...................................................................................14 1.3 Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................14 Chƣơng 2 ..................................................................................................................15 Phƣơng pháp mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D............................................15 2.1 Cơ sở lý thuyết ..............................................................................................15 2.2 Phương pháp xây dựng mô hình 3D .............................................................16 2.2.1 Giới thiệu phần mềm Blender .............................................................16 2.2.2 Phương pháp chung xây dựng mô hình 3D.........................................16 2.2.3 Áp dụng phương pháp dựng mô hình lá cánh 3D ...............................18 2.3 Phương pháp mô phỏng thực tế ảo ...............................................................22 2.3.1 Giới thiệu phần mềm Unreal Engine 4 ...............................................22 2.3.2 Giới thiệu kính HTC VIVE ..................................................................22 5 2.3.3 Phương pháp lập trình mô phỏng .......................................................23 Chƣơng 3 ..................................................................................................................29 Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng động cơ IAE V2527-A5 phục vụ cho công tác đào tạo. .....................................................................................................................29 3.1 Cơ sở lý thuyết động cơ ................................................................................29 3.1.1 Giới thiệu động cơ IAE (International Aero Engines)[1] ...................29 3.1.2 Cấu tạo động cơ ..................................................................................34 3.1.3 Áp dụng phương pháp xây dựng mô hình 3D để xây dựng lên động cơ 3D .................................................................................................................43 3.1.4 Áp dụng phương pháp mô phỏng thực tế ảo đưa mô hình động cơ 3D vào lập trình thực tế ảo. ...............................................................................47 3.2 Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng. ...................................51 3.2.1 Kế hoạch kiểm tra bảo dưởng gồm: ....................................................51 3.2.2 Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng hệ thống cánh quạt. ..............................................................................................................53 3.2.3 Ứng dụng thực tế ảo mô phỏng công tác bảo dưỡng gói (A01) A Check của dòng máy bay A320. ...................................................................64 Chƣơng 4 ..................................................................................................................71 Kết quả và thảo luận ...............................................................................................71 4.1 Kết quả xây dựng mô hình 3D ......................................................................71 4.2 Kết quả mô phỏng thực tế ảo. .......................................................................71 Chƣơng 5 ..................................................................................................................76 Kết luận và hƣớng phát triển .................................................................................76 6 5.1 Kết luận .........................................................................................................76 5.2 Hướng phát triển ...........................................................................................76 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................78 PHỤ LỤC .................................................................................................................79 Phụ lục 1: Task bảo dƣỡng tháo lá cánh .........................................................79 TASK 72-38-11-000-010-A Removal of the Inlet Cone ..............................79 TASK 72-31-11-000-010-B Removal of the LP Compressor Fan Blades ...80 Phụ lục 2: Task bảo dƣỡng thay lọc nhiên liệu ..............................................88 TASK 73-12-42-000-010-B Removal of the Fuel Filter Element ..................88 TASK 73-12-42-400-010-B Installation of the Fuel Filter Element ............89 Phụ lục 3: Task kiểm tra lá cánh bằng sóng âm ............................................92 TASK 72-00-00-200-011-A TAP Test of LP Compressor Fan Blades .........92 Phụ lục 4: Các bảng thống kê kết quả ............................................................96 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ....................................................................................99 7 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2-1: Sơ đồ quy trình mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D. ............................15 Hình 2-2:Sơ đồ xây dựng mô hình 3D ......................................................................17 Hình 2- 3:Ảnh chụp lá cánh trên động cơ thực tế.....................................................18 Hình 2-4:Lá cánh được tháo rời ...............................................................................19 Hình 2-5:Thay đổi kích thước vật thể .......................................................................19 Hình 2-6: Chia đối tượng gia tăng lưới ....................................................................20 Hình 2-7: Tạo độ uốn và xoắn cho lá cánh ...............................................................20 Hình 2-8: Trước và sau khi chỉnh sửa bằng Lattice Modifier. ..................................21 Hình 2-9: Tạo độ mịn cho mô hình lá cánh 3D ........................................................21 Hình 2-10 :Kính HTC và tay cầm StramVR ..............................................................22 Hình 2- 11: Ký hiệu các nút trên tay cầm tương ứng. ...............................................23 Hình 2- 12: Sơ đồ phương pháp chung lập trình mô phỏng thực tế ảo ....................24 Hình 2- 13: Sơ đồ quy trình cụ thể lập trình mô phỏng thực tế ảo ...........................25 Hình 2- 14: Thêm mô hình lá cánh vào Blueprint Class. .........................................26 Hình 2- 15: Các node lập trình tương tác cầm đối tượng (trang 1/2) ......................26 Hình 2- 16: Các node lập trình tương tác cầm đối tượng (trang 2/2) ......................27 Hình 2- 17: Lá cánh trong môi trường thực tế ảo.....................................................27 Hình 2- 18: Tia laser từ tay cầm đã tương tác cầm lấy được lá cánh. .....................28 Hinh 3- 1: Ký hiệu tên các chữ số của động cơ IAE V2500 .....................................31 Hinh 3- 2: Vị trí các bộ phận chính của động cơ [1]. ..............................................32 Hinh 3- 3: Các ổ bi chính của động cơ [1]. ..............................................................34 Hinh 3- 4: Các ổ bi chính của động cơ [1]. ..............................................................35 Hinh 3- 5:Mô-đun cánh quạt [1]. .............................................................................36 Hinh 3- 6: Mô-đun vỏ ngoài máy nén thấp áp nhìn từ phía trước [1]. ....................37 Hinh 3- 7: Mô-đun vỏ ngoài máy nén thấp áp nhìn từ phía sau [1].........................38 Hinh 3- 8: Hệ thống máy nén cao áp [1]. .................................................................39 Hinh 3- 9:Cụm máy nén cao áp [1]. .........................................................................40 Hinh 3- 10: Hệ thống buồng đốt [1]. ........................................................................40 8 Hinh 3- 11: Tua-bin cao áp [1]. ................................................................................41 Hinh 3- 12: Các tầng của tua-bin thấp áp [1]. .........................................................43 Hinh 3- 13: Động cơ được mô hình hóa 3D .............................................................44 Hinh 3- 14: Hệ thống cánh quạt. ..............................................................................45 Hinh 3- 15: Bộ phận máy nén thấp áp. .....................................................................45 Hinh 3- 16: Bộ phận máy nén cao áp. ......................................................................46 Hinh 3- 17: Bộ phận buồng đốt.................................................................................46 Hinh 3- 18: Bộ phận Tua-bin cao áp ........................................................................47 Hinh 3- 19: Bộ phận Tua-bin thấp áp. ......................................................................47 Hinh 3- 20: Lưu đồ giải thuật lựa chọn Mô-đun ......................................................48 Hinh 3- 21: Lưu đồ giải thuật hiển thị Mô-đun lý thuyết. .........................................50 Hinh 3- 22: Sơ đồ code tương tác chọn hiển thị bộ phận lá cánh động của máy nén thấp áp. ......................................................................................................................51 Hinh 3- 23: Sơ đồ kế hoạch bảo dưỡng ....................................................................51 Hinh 3- 24: Quy trình bảo dưỡng định kỳ hệ thống cánh quạt .................................55 Hinh 3- 25: Hệ thống cánh quạt 3D .........................................................................56 Hinh 3- 26: Lá cánh 3D. ...........................................................................................56 Hinh 3- 27: Lưu đồ giải thuật mô-đun thực hành 1 ..................................................58 Hinh 3- 28: Sơ đồ code cho diễn hoạt mô-đun thực hành 1 .....................................59 Hinh 3- 29: Sơ đồ code cho diễn hoạt bộ phận tấm ốp chỉnh dòng..........................59 Hinh 3- 30: Lưu đồ giải thuật Mô-đun thực hành 2. ................................................61 Hinh 3- 31: Sơ đồ giải thuật Raycast tương tác đến hệ thống cánh quạt .................62 Hinh 3- 32: Sơ đồ code tương tác cầm bu-lông số 1 của tấm ốp chỉnh dòng. .........62 Hinh 3- 33: Sơ đồ code thả và đặt các đối tượng .....................................................63 Hinh 3- 34: Sơ đồ code thả và đặt bu-lông số 1 của tấm ốp chỉnh dòng..................63 Hinh 3- 35: Quy trình bảo dưỡng định kỳ hệ thống cánh quạt .................................65 Hinh 3- 36: Hệ thống làm mát dầu bằng nhiên liệu .................................................66 Hinh 3- 37: Lưu đồ giải thuật thao tác chọn công việc trong gói A Check ..............66 Hinh 3- 38: Lưu đồ giải thuật thao tác thực hiện các bước tháo lọc nhiên liệu.......68 9 Hinh 3- 39: Sơ đồ giải thuật Raycast tương tác đến hệ thống làm mát dầu nhờn bằng nhiên liệu. .........................................................................................................69 Hinh 3- 40: Sơ đồ code tương tác cầm tháo nút xả ..................................................69 Hinh 3- 41: Sơ đồ code thả và đặt các bộ phận của hệ thống làm mát dầu nhờn bằng nhiên liệu. .........................................................................................................70 Hinh 3- 42: Sơ đồ code thả và đặt nút xả. ................................................................70 Hình 4- 1: Bảng lựa chọn Mô-đun cần học. .............................................................72 Hình 4- 2: Bảng lựa chọn hiển thị bộ phận động cơ. ...............................................73 Hình 4- 3: Động cơ được hiển thị 4 mô-đun chính ...................................................73 Hình 4- 4: Hiển thị mô-đun lá cánh tĩnh máy nén tháp áp cùng thông tin. ..............74 Hình 4- 5: Mô-đun diễn hoạt tự động một bước của công việc tháo lá cánh. ..........74 Hình 4- 6: Tương tác vào bu-lông ............................................................................75 Hình 4- 7: Tương tác tháo bu-lông ra khỏi bộ phận.................................................75 10 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Nguồn tham chiếu sử dụng cho xây dựng mô hình 3D ...........................96 Bảng 2: Định lượng kết quả xây dựng mô hình 3D của động cơ..........................97 Bảng 3: Kết quả mô phỏng công việc bảo dưỡng hệ thống cánh quạt ..................98 Bảng 4: Kết quả mô phỏng công việc bảo dưỡng lọc nhiên liệu ...........................98 11 Chương 1 Giới thiệu luận văn 1.1 Lý do chọn đề tài Hiện nay, trong công cuộc giáo dục - đào tạo trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đã và đang chuyển dần từ việc đào tạo bằng sách hay tài liệu sang việc ứng dụng các công nghệ tương tác vào giảng dạy. Công nghệ thực tế ảo (Virtual Reality - VR) là một công nghệ rất phát triển hiện nay đang được sử dụng rộng rải. Đó là sự phát triển đột phá của thực tế ảo và nó tạo được hiệu quả cao trong giảng dạy. Để nghiên cứu về các ứng dụng của Công nghệ thực tế ảo, cần nhấn mạnh đến ba điểm chính quan trọng của công nghệ này đó là:  Tính tương tác: con người có thể giao tiếp, tương tác trong môi trường thực tế ảo và có khả năng thay đổi trạng thái, điều khiển các thứ trong môi trường thực tế ảo.  Tính đắm chìm: giúp con người có cảm giác như đang chìm đắm, nhập vai vào một môi trường ảo, một thế giới ảo và hòa lẫn vào đó như thế giới thật do con người, máy tính tạo ra.  Tính tưởng tượng: giúp con người có thể tự hình dung, tưởng tượng ra các tính huống, các vấn đề trong đời sống xã hội thực. Ví dụ như đang tưởng tượng đang điều khiển các thiết bị máy móc trong công nghiệp, y tế, giáo dục, quân sự… Qua các tính năng đó có thể thấy được Công nghệ thực tế ảo thực sự đã mang đến những nét khác biệt, hấp dẫn trong giảng dạy và đào tạo. Và một trong những khác biệt mà Công nghệ thực tế ảo mang lại rất hữu ích và mang tính ứng dụng cao. Đặc biệt là trong việc đào tào các thợ máy, kỹ sư bảo dưỡng trong ngành hàng không. 12 Với sự phát triển của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã ngày càng giúp ngành hàng không phát triển vượt bậc. Các máy bay được sản xuất với công nghệ cải tiến hơn, mang đến cho con người sự an toàn hơn, trải nghiệm sự tiện nghi hơn. Để đáp ứng được sự phát triển đó thì cũng cần có một đội ngũ bảo trì, bảo dưỡng tay nghề cao mà hơn hết là bảo dưỡng động cơ máy bay, động cơ là yếu tố đặc biệt quan trọng và phải bảo dưỡng, theo dõi thường xuyên. Công nghiệp 4.0 đã kết nối ứng dụng công nghệ thực tế ảo vào lĩnh vực đào tạo hứa hẹn sẽ làm thay đổi hoàn toàn cách dạy và học, đồng thời nâng cao tính tiếp cận trực quan. Hiện nay ở Việt Nam, công tác đào tạo bảo dưỡng hàng không vẫn còn giảng dạy theo phương pháp áp dụng kết hợp giữa máy vi tính và máy chiếu cùng với các tài liệu bảo dưỡng vào giảng dạy. Với phương pháp này, bên cạnh tài liệu bảo dưỡng vẫn có các hình ảnh 2D, mô hình 3D, các clip hướng dẫn bảo dưỡng thì người học chỉ tiếp thu về mặt kiến thức, các thao tác bảo dưỡng nhưng vẫn chưa tưởng tượng ra môi trường thật, thao tác thật là như thế nào. Và khi bắt tay vào thực hành bảo dưỡng thực tế thì người học sẽ gặp đôi chút lúng túng. Công nghệ thực tế ảo sẽ đáp ứng và giải quyết vấn đề này. Một môi trường ảo, động cơ ảo sẽ được mô phỏng bởi công nghệ thực tế ảo. Nó giúp người học sẽ có cái nhìn trực quan về công tác bảo dưỡng, hiểu được môi trường như thế nào, động cơ ra sao, sẽ nhớ sâu hơn về cấu tạo động cơ, các bước thao tác thực hiện. Tuy nhiên, cùng với sự hữu ích mà công nghệ thực tế ảo mang lại trong bảo dưỡng hàng không thì việc tạo ra ứng dụng mô phỏng bảo dưỡng rất tốn nhiều chi phí và vô cùng phức tạp. Do đó, hiện nay vẫn chưa có ứng dụng thực tế ảo nào cho công tác đào tạo bảo dưỡng hàng không tại Việt Nam. Nên để giúp người học có cái nhìn trực quan và công tác bảo dưỡng được nâng cao thì phải mô phỏng được đúng quá trình bảo dưỡng của động cơ. Vì vậy mục tiêu nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu phát triển mô phỏng thực tế ảo vào công tác bảo dƣỡng động cơ. 13 1.2 Mục tiêu của luận văn Những nhiệm vụ chính trong luận văn:  Tìm hiểu cấu tạo động cơ theo tài liệu của nhà sản xuất.  Khái quát về kế hoạch bảo dưỡng động cơ.  Xây dựng mô hình 3D dựa trên tài liệu cấu tạo động cơ từ nhà sản xuất.  Đưa mô hình 3D vào lập trình thực tế ảo theo nhiệm vụ bảo dưỡng đã xác định.  Sản phẩm hoàn thành gồm các mô-đun:  Mô-đun trình bày thông tin của từng bộ phận động cơ,  Mô-đun diễn hoạt mô phỏng bảo dưỡng lá cánh  Mô-đun tương tác tháo lá cánh.  Mô-đun tương tác tháo lọc nhiên liệu thuộc gói bảo dưỡng A-Check 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp xây dựng mô hình 3D sử dụng phần mềm Blender để dựng nên toàn bộ các bộ phận, đối tượng thuộc mô-đun lá cánh; các mô-đun chính của động cơ nằm trong chương trình huấn luyện cơ bản chung. Sau khi hoàn tất việc xây dựng tất cả các mô hình 3D sẽ áp dụng phương pháp mô phỏng thực tế ảo sử dụng phần mềm Unreal Engine 4 dựa trên nền tảng ngôn ngữ lập trình Blueprint để tạo nên một môi trường ảo, động cơ ảo nhằm mô phỏng quá trình bảo dưỡng động cơ. Sử dụng thuật toán Raycast cho tương tác cầm thả đối tượng. 14 Chương 2 Phƣơng pháp mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D 2.1 Cơ sở lý thuyết Để xây dựng một môi trường thực tế ảo cho một đối tượng ta cần xác định đối tượng cần mô phỏng. Từ đó, áp dụng phương pháp xây dựng mô hình 3D cho đối tượng đó bằng phần mềm Blender . Sau khi đã xây dựng mô hình 3D hoàn chỉnh sẽ tiến hành áp dụng phương pháp mô phỏng thực tế ảo để đưa đối tượng vào môi trường ảo và lập trình mô phỏng trên nền tảng ngôn ngữ lập trình Blueprint bằng phần mềm Unreal Engine 4. Sơ đồ sau thể hiện phương pháp mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D. Hình 2-1: Sơ đồ quy trình mô phỏng thực tế ảo cho mô hình 3D 15 Tổ hợp tập lệnh của Blueprints trong Unreal Engine là một tổ hợp các tập lệnh gameplay hoàn chỉnh dựa trên khái niệm việc sử dụng một giao diện các “Node” để tạo ra các yếu tố gameplay trong trình Unreal Editor. Cũng như nhiều tập lệnh ngôn ngữ phổ biến khác, nó được sử dụng để định nghĩa các lớp (classes) hoặc các đối tượng trong công cụ. Kiểu tập lệnh “Node” này rất linh hoạt và mạnh mẽ vì nó cung cấp cho các nhà thiết kế sử dụng hầu như toàn bộ các công cụ và các khái niệm nói chung. Ngoài ra, Blueprint cũng sẵn có ngôn ngữ C++ của Unreal Engine cho phép các lập trình viên tạo ra các hệ thống đường cơ sở mà các nhà thiết kế cần mở rộng. Thuật toán Raycast là thuật toán tạo ra một tia laser để tham chiếu đến đối tượng, khi có tia laser tiếp xúc sẽ thực hiện các tính năng tùy mục đích, trong luận văn sẽ thiết lập tính năng gắn đối tượng vào tia laser tạo cảm giác đang tương tác cầm đối tượng. Từ đó sẽ lập trình tương tác các thao tác bảo dưỡng động cơ. 2.2 Phƣơng pháp xây dựng mô hình 3D 2.2.1 Giới thiệu phần mềm Blender Blender là một phần mềm đồ họa 3D miễn phí với mã ngồn mở. Blender có thể được sử dụng để tạo ra các hình ảnh 3D như hình ảnh, video và các trò chơi tương tác thời gian thực. Blender tích hợp và cung cấp đầy đủ các bộ công cụ để tạo nội dung 3D. 2.2.2 Phƣơng pháp chung xây dựng mô hình 3D Quy trình để xây dựng lên một mô hình 3D hoàn chỉnh được thể hiện như sơ đồ (hình 2-2). Đây là một quy trình chung nhất để từ đó có thể áp dụng vào xây dựng lên mô hình 3D cho bất kỳ một đối tượng nào. 16 Hình 2-2: Quy trình xây dựng mô hình 3D Tham khảo đối tượng: là vấn đề đặt ra cho đối tượng cần mô hình hóa 3D ở đây là gì (nhà cửa, xe, vật dụng, con người, động vật, v.v…). Sau khi xác định được đối tượng cần mô hình hóa 3D thì việc tiếp theo là xác định nguồn tham chiếu, tham khảo là gì, chung nhất có 4 nguồn tham chiếu:  Hình dạng, ảnh chụp: xác định hình dạng bằng mắt, ảnh chụp đưa vào trực tiếp phần mềm để tham chiếu.  Bản vẽ: việc mô hình hóa 3D từ bản vẽ sẽ cho tỉ lể mô hình so với vật thể thật chính xác 100% 17