核電站輻射防護中虛擬現實技術的應用

王悅

【摘 要】針對虛擬現實技術在核電站輻射防護中的應用現狀，進行科學合理的分析，并詳細介紹核電站輻射防護中應用虛擬現實技術的重要意義、虛擬現實技術在核電站輻射防護中的應用要點，希望能夠給相關工作人員提供一定的參考。

【關鍵詞】核電站；輻射防護；虛擬現實技術

中圖分類號： TP391.9；TM623 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）13-0067-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.030

在核電站輻射防護過程中，應用先進的虛擬現實技術非常的重要，能夠有效提升核電站輻射防護效果，減少能源的浪費。對于核電站中的工作人員來說，要結合核電站輻射防護現狀，不斷改進原有的虛擬現實技術，保證虛擬現實技術在核電站輻射防護中得到有效運用。鑒于此，本文主要分析虛擬現實技術在核電站輻射防護中的應用要點。

1 核電站輻射防護中應用虛擬現實技術的重要意義

虛擬現實技術（Virtual Reality），又常被人們稱為VR，主要指的是將計算機圖像技術與各項硬件設備進行有效結合，為人們營造一個良好的虛擬現實環境。虛擬現實技術主要是計算機用戶接口，通過為用戶提供良好的視覺與聽覺感受，能夠為用戶提供良好的平臺，有效滿足用戶的各項要求，不斷減輕用戶的工作壓力，進一步提升系統的整體運行效率。將虛擬現實技術應用到核電站輻射防護中，能夠生成一種虛擬環境，從而為用戶提供良好的空間感受[1]。

虛擬現實技術將人的感受與信息進行有效結合，能夠為用戶提供良好的三維環境，讓用戶能夠更好的感受到外界環境。在核電站輻射防護中，運用虛擬現實技術，能夠保證核電站輻射防護效果，提升核能源的利用率。近些年來，核能源的利用已經引起人們的關注，根據相關研究表明，虛擬現實技術在我國具有良好的發展空間，將虛擬現實技術應用到核電站輻射防護過程中，能夠有效提升核電站的防輻射效果，減少能源的浪費。

2 虛擬現實技術在核電站輻射防護中的應用要點

2.1 電站建模

為了保證虛擬現實技術在核電站輻射防護中得到更好的應用，構建合理的電站模型非常重要，對于相關研究人員來講，在實際工作當中，要根據核電站模型的運行特點，做好相應的優化工作，設計合理的核電站模型框架，結合核電站模型運行過程中出現的問題，不斷改進并優化原有的核電站框架模型。例如，在某核電站中，研究人員利用各項數據，構建妥善的信息數據模型，保證劑量模型得到更好的構建。

結合CAD數據模型的運行情況，研究人員可以構建更加完整的3DMax模型，并利用插件將3DMax模型中的各項文件導出為mesh文件，構建更加科學的三維虛擬模型。由于CAD數據模型內部結構比較復雜，研究人員要做好相應的簡化工作，根據簡化后各個模型的運行信息，輸入正確的文件數據，并做好相應的配置工作，有效提升各項模型數據的準確性。

對于相關研究人員來說，在構建核電站模型的過程中，可以按照以下流程進行：首先，將模型數據進行有效收集，利用先進的測量儀器，合理檢測各項測量數據；其次，構建完善的數據文件，準確計算核電站輻射源的強度，結合核電站衰變與距離等因素，合理計算公共空間區域的輻射率；最后，結合格式化文件數據，在軟件中準確輸入各項數據，保證核電站建模質量[2]。

2.2 數據場的構建

由于核電站中的數據分布范圍比較廣，在構建數據場的過程中，研究人員需要認真分析數據類型，并將各項數據進行有效連接，結合數據連接過程中出現的問題，構建完善的數據場模型。在可視化范圍中，可視化數據主要分為三種類型，分別是矢量數據、標量數據與張量數據，研究人員要結合數據場模型的運行情況，準確計算各個坐標數據，并結合數據特征量，明確模型的運行方向，保證各項矢量數據更加準確。

為了保證各項數據得到更好的連接，研究人員要結合數據場的構建情況，準確計算各項數據，并構建合理的離散型數據模型，充分發揮虛擬現實技術的可視化功能。由于核電站空間網格結構比較復雜，要按照相應的網格順序，對核電站的三維空間進行合理的采樣，并將各個采樣點準確布置在空間網格單元點中，有效提升各項三維數據的利用率[3]。

除此之外，在構建數據場的過程當中，研究人員要根據數據生成情況，利用先進的測量儀器進行測量，并做好相應的數據統計工作，從根本上保證數據的有效利用。由于核電站輻射源分布位置不同，在一定程度上影響核電站輻射防護效果，研究人員在實際工作當中，要將各項數據進行有效匯總，經過綜合分析后，將計算結果匯總形成數據文件。通常情況下，數據匯總形式主要分為三種，分別是規則型、非規則型與混合型，通過構建合理的數據場模型，能夠幫助研究人員更加全面的了解核電站輻射防護情況，保證各項結構化數據得到有效利用。對于研究人員來講，在實際工作中，要明確各項離散數據之間的邏輯關系，構建合理的三維數據模型，并做好相應的組織工作，保證各項元素標注更加準確。

2.3 直接體繪制技術的應用

通常情況下，在應用直接體繪制技術的過程中，研究人員要結合體數據場的變化情況，運用合理的算法，結合基本繪制原理，有效提升繪制效果。例如，在面繪制時，研究人員要將數據場中的各項數據進行準確分類，并提取出相應的數據，將等值面數據進行有效提取。如果提取出等值面數據，研究人員要結合二維切面等值線的運行情況，針對各項錯誤數據，及時摒棄[4]。

除此之外，在運用面繪制技術的過程中，研究人員可以結合傳統的圖形學技術理論，運用先進的圖形硬件處理技術，繪制更加合理的圖像，有效提升各項數據的準確性。與體繪制技術相比，面繪制技術操作流程更加簡便，研究人員能夠更加全面的了解數據場運行情況，構建更加完善的幾何圖形，保證數據場中的各項信息得到有效利用，減少失真現象的出現。

在構建體繪制光學模型的過程中，研究人員需要注意以下幾個問題：第一，結合核電站輻射密度，嚴格控制光線的穿越量，如果光線的穿越量較大，會降低結果的準確性。第二，結合物理光學模型的運行情況，將核電站物理光學模型進行有效分類，從根本上保證離散的空間數據更好的轉換成三維模型。第三，由于采樣點的顏色值不同，研究人員要結合物質分類情況，做好相應的數據轉換工作，避免體數據出現重復。

在核電站輻射防護過程當中，研究人員也可以運用體紋理技術，結合三維模型提供的紋理信息，進行綜合分析，構建更加完善的三維數據圖片。由于紋理生成比較復雜，研究人員要結合顏色透明度，將各項紋理信息轉換成圖像信息，或者采用攝像機將核電站輻射場景進行相應的模擬，保證三維模型中的各項數據與紋理空間數據一一對應。為了保證核電站輻射防護效果得到更好的提升，研究人員需要明確代理幾何體切片結構特點，并運用先進的View-Aligned 切片方法，有效提升三維紋理映射水平[5]。

2.4 場景管理

為了保證虛擬現實技術在核電站輻射防護中得到有效應用，研究人員構建完虛擬核電站模型后，需要做好場景管理工作。一般情況下，研究人員要將各項場景結構與場景內容放入到同一個繼承體系當中，并將各個場景內容進行有效結合。在這個過程當中，由于場景內容比較復雜，場景結構與場景內容的結合難度比較大，因此，研究人員要采取妥善的維護措施，對整個場景系統進行有效維護[6]。

通過做好場景管理工作，能夠保證場景結構更加完整，提升場景模型的合理性。在場景節點管理過程當中，研究人員要結合場景內容的渲染性，準確識別各個實體對象，明確場景結構與場景內容之間的關系，保證場景節點得到更好的連接。為了保證各項實現體中的數據得到更好的利用，研究人員還要將Ogre 場景圖中的各個節點數據進行有效統計，并結合Ogre場景圖的渲染情況，在指定位置設置場景管理設備。

在應用Ogre繪制體數據時，研究人員可以按照以下操作步驟進行：首先，設計合理的自動以對象，并優化自定義對象結構，運用可視化方法對自定義圖像進行優化；其次，創建一個自定義對象實例，將其視為可渲染對象，結合Ogre渲染情況，制定完善的改進措施；最后，進入Ogre場景中，將各個渲染隊列進行有效結合，運用3D紋理的體繪制方法對自定義對象進行繪制，等待Ogre最終對自定義體數據對象進行相應的渲染。

除此之外，想要保證三維劑量場結構更加完整，選擇合理的數據類型至關重要，并運用先進的直接體繪制技術，對各項場景數據進行統一處理，保證Ogre場景更加科學化。研究人員也可以存儲紋理名稱的成員變量運行情況，對原有的變量進行優化。對于相關研究人員來講，可以選擇相應的自定義對象，構建完善的網格系統，并對各項硬件系統進行綜合管理，保證硬件緩存結構更加合理[7]。

3 結束語

綜上，通過構建合理的核電站輻射模型，能夠保證各項虛擬數據得到有效利用，提升核電站輻射防護效果。在應用虛擬現實技術的過程當中，相關研究人員要結合核電站輻射防護情況，不斷優化數據場模型，結合數據場模型的運行情況，不斷改進虛擬現實技術，從根本上保證虛擬現實技術在核電站輻射防護中得到有效應用。

【參考文獻】

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