虚拟现实技术与互联网通信技术发展迅速,结合了虚拟现实技术的轮机模拟器也日渐成熟并逐渐衍生出许多新的需求,其中互联网多人协作功能与程序运行稳定性及流畅度是需求重点。本文以上述需求作为课题重点,以现有的大连海事大学分布式轮机模拟器作为开发基础,开发出基于虚拟现实技术的全新仿真实验平台:轮机虚拟实验室。首先综述了虚拟现实技术的特征及其在轮机模拟器领域的发展现状,根据轮机模拟器中硬件端的特点,提出了切合实际的功能需求与性能需求。其次,阐述了搭建软件框架过程中应遵循的重要原则并基于发布-订阅机制为轮机虚拟实验室三维端设计了可扩展的软件框架,利用Unity3D引擎及一些辅助工具对虚拟实验室的功能模块进行了设计与开发。研究并分析状态同步与帧同步两种网络同步模型,最终基于帧同步网络模型设计了基本的多人协作框架。在此基础上实现了操作回放功能,并做到了操作记录的持久化保存。最后,针对项目中出现的性能问题进行分析。利用批处理、自定义遮挡剔除等优化方案进行优化,使项目的运行达到一个平稳流畅的状态。相较于传统的轮机模拟器,轮机虚拟实验室的多人协作能够做到不受地域限制,并提供不输于局域网协作模式的反馈体验,解决了传统轮机模拟器只能在本地协作的缺陷。操作回放功能可精确还原操作过程,准确定位培训者操作的不足之处。程序运行的稳定性及流畅度大大提升,提升了培训者的学习效率。