引論：我們?yōu)槟砹?篇虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的公共建筑火災(zāi)逃生研究分析范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
一、引言
當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的驅(qū)動(dòng)下，大型公共建筑不斷增多，火災(zāi)事故的發(fā)生頻率也越來(lái)越高，火災(zāi)事故的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜。作為傳統(tǒng)逃生訓(xùn)練方式的基地實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，不僅存在了太多的局限性，而且消耗了巨大的人力、財(cái)力、物力，產(chǎn)生的效果不理想，普通大眾也沒(méi)有多少參與感，學(xué)習(xí)不到消防常識(shí)和必要的逃生技能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)于20世紀(jì)60年代至80年代誕生于美國(guó)，起初只是應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。美國(guó)的JaronLanier在80年代正式提出了“VirtualReality”(虛擬現(xiàn)實(shí))一詞。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也被越來(lái)越多的人所關(guān)注，并得到了廣泛的應(yīng)用，如軍事、醫(yī)療、城市建設(shè)、旅游開發(fā)、游戲、房地產(chǎn)等領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)交互技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感器和測(cè)量技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)等交叉與綜合的集成技術(shù)。它利用立體眼鏡、傳感手套等一系列傳感輔助設(shè)備，在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)虛擬的場(chǎng)景，操作者置身其中，可以實(shí)時(shí)與場(chǎng)景中的對(duì)象進(jìn)行交互操作，并能得到與在真實(shí)世界中相同的反饋，包括視覺(jué)、聽覺(jué)、嗅覺(jué)和觸覺(jué)等身臨其境的感受。本文將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于消防領(lǐng)域，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑火災(zāi)發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)的直觀展現(xiàn)和建筑火災(zāi)場(chǎng)景的逼真再現(xiàn)，可以幫助解決按傳統(tǒng)的形式難以解決或無(wú)法解決的問(wèn)題，如消防演習(xí)中大型火災(zāi)與滅火救援現(xiàn)場(chǎng)難以真實(shí)再現(xiàn)，大型消防設(shè)備價(jià)格昂貴，每次使用損耗太大，且維修價(jià)格高等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)為解決以上問(wèn)題提供了新方法、新思路，給消防領(lǐng)域固有的工作方式和觀念帶來(lái)了變革。它也可以使人們?cè)谔摂M的世界中體驗(yàn)到火災(zāi)發(fā)生時(shí)的真實(shí)感受，有效地提升人們對(duì)火災(zāi)的認(rèn)知能力并學(xué)會(huì)必備的火災(zāi)逃生技能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和消防領(lǐng)域的結(jié)合將會(huì)給我國(guó)消防事業(yè)帶來(lái)前所未有的改革與發(fā)展。
二、虛擬火災(zāi)場(chǎng)景可視化
（一）真實(shí)火的模型
可燃物的燃燒常常伴隨著火焰，火焰是發(fā)光、發(fā)熱的氣體區(qū)域，火焰本身是由粒子組成的?；鹧嬉话惴譃橥饣鹧?、中火焰和內(nèi)火焰；內(nèi)火焰為不燃燒,火焰的顏色受多種因素的影響，包括燃燒特性、火源熱釋放速率、燃燒溫度等。火焰的高度可以利用Zukoski模型來(lái)計(jì)算。
（二）火勢(shì)蔓延
對(duì)于建筑火災(zāi),它們首先發(fā)生在一個(gè)房間或房間的一部分，然后蔓延到相鄰的房間或區(qū)域及整個(gè)地板，最終蔓延到整個(gè)建筑。其發(fā)展過(guò)程大致可以分為初期增長(zhǎng)階段、充分發(fā)展階段和衰減階段。1.初期增長(zhǎng)階段初期增長(zhǎng)階段從明火算起，此階段燃燒面積小，只局限于著火點(diǎn)處的可燃物燃燒，局部溫度較高，室內(nèi)各點(diǎn)的溫度不平衡。由于可燃物的性能、分布、通風(fēng)和散熱的影響,燃燒的發(fā)展大多比較緩慢。2.充分發(fā)展階段在建筑物內(nèi)持續(xù)燃燒一定時(shí)間后,燃燒范圍擴(kuò)大,溫度升高,室內(nèi)可燃物在高溫的作用下分解釋放可燃?xì)怏w。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到400~600度時(shí),室內(nèi)大部分可燃物發(fā)生著火和燃燒,可燃物表面都參與瞬態(tài)燃燒。3.衰減階段在火災(zāi)發(fā)展階段的后期，隨著室內(nèi)可燃物數(shù)量的減少,火災(zāi)燃燒速度減慢,燃燒強(qiáng)度減弱,溫度逐漸下降,直至室內(nèi)外溫度達(dá)到平衡,火災(zāi)熄滅。建筑火災(zāi)中，燃燒物質(zhì)所釋放出來(lái)的熱能通常通過(guò)熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射的方式來(lái)進(jìn)行傳播，并影響火勢(shì)蔓延和擴(kuò)大。不同物質(zhì)的導(dǎo)熱能力各異，通常我們采用熱導(dǎo)率，即用單位溫度梯度時(shí)的熱通量來(lái)表示物質(zhì)的導(dǎo)熱能力。本系統(tǒng)主要研究熱傳導(dǎo)與熱對(duì)流兩種傳遞方式在火災(zāi)中的影響程度，通過(guò)腳本模擬出對(duì)象間熱量傳遞的數(shù)值大小。
（三）煙霧蔓延
火災(zāi)中的煙霧主要是由粒子組成，它是燃燒或熱分解產(chǎn)生的懸浮于大氣中的炭黑粒子，具有一定的減光性，嚴(yán)重影響人們的視線，使得人們很難確定火災(zāi)的發(fā)展方向和找到安全的疏散路線。因此，我們采用了Lambert-Beer定律計(jì)算煙霧的透光度。
三、消防人員交互行為的模擬
本系統(tǒng)運(yùn)用人機(jī)交互技術(shù)，通過(guò)HTCVive硬件設(shè)備來(lái)與場(chǎng)景中的人與物進(jìn)行交互操作。操作者可以在虛擬建筑火災(zāi)場(chǎng)景中操控與選擇滅火設(shè)施來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的滅火行為，火勢(shì)根據(jù)操作者的滅火行為減弱或增強(qiáng)。系統(tǒng)中一些交互操作的場(chǎng)景：當(dāng)操作者走到有門的位置時(shí)，模擬手推或拉門動(dòng)作可以將門打開，模擬各類防火門的性能與動(dòng)作；操作者可以使用建筑內(nèi)的所有消防器材進(jìn)行滅火的操作，消防設(shè)備的使用方式和方法模擬真實(shí)的設(shè)備；消防用的卷簾門在火災(zāi)的情況下自動(dòng)開啟與關(guān)閉；屋內(nèi)的門窗模擬現(xiàn)實(shí)中的門窗來(lái)進(jìn)行打開和關(guān)閉，亦可通過(guò)暴力行為敲碎逃生，此過(guò)程可能會(huì)受傷影響生命值；電梯的模擬，模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的電梯，可控制升降，當(dāng)停電或者電路出現(xiàn)故障或受到火災(zāi)的影響，此電梯亦會(huì)發(fā)生故障。消防人員交互行為的模擬最主要的部分就是對(duì)滅火器使用的模擬與對(duì)滅火動(dòng)作的模擬。首先利用Lighthouse的跟蹤數(shù)據(jù)取得操作者手部的位置信息，再利用手部碰撞體與虛擬場(chǎng)景中的對(duì)象進(jìn)行碰撞檢測(cè)。如果觸發(fā)碰撞，就將滅火器對(duì)象作為手部模型的子對(duì)象，這樣滅火器就能跟隨著操作者手柄的移動(dòng)而移動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了抓取滅火器的功能。接著用同樣的處理方式進(jìn)行保險(xiǎn)栓的拔取與按壓開關(guān)釋放干粉進(jìn)行滅火。
四、研究結(jié)論與展望
本文所構(gòu)建的火災(zāi)人員逃生訓(xùn)練系統(tǒng)采用3DStudioMax軟件建立逼真的建筑模型；結(jié)合Unity軟件完成人員交互動(dòng)作以及自由人群自主逃生路線選擇。本系統(tǒng)具有沉浸感強(qiáng)的虛擬建筑物環(huán)境，提供逼真的火災(zāi)場(chǎng)景，并且火勢(shì)的蔓延過(guò)程也高度地模擬真實(shí)的火災(zāi)過(guò)程。
本系統(tǒng)旨在為消防員提供逼真的訓(xùn)練模擬，練習(xí)消防滅火設(shè)施的使用，為人民群眾提供逼真的火災(zāi)場(chǎng)景體驗(yàn)，通過(guò)自身在突發(fā)事件中的無(wú)意識(shí)行為，通過(guò)使用者自身的真實(shí)感受來(lái)提高公眾消防意識(shí)，學(xué)習(xí)消防基本知識(shí)和必備的火災(zāi)逃生技能。該系統(tǒng)可應(yīng)用于消防預(yù)案的制作、消防人員滅火訓(xùn)練、人員疏散演習(xí)、建筑物防火性能評(píng)估等方面。本系統(tǒng)還有很多需要完善的地方，如：消防器材庫(kù)不齊全，目前只做了幾款主流的消防滅火設(shè)備的模擬；單兵作戰(zhàn)，目前消防人員只能單個(gè)人員參與滅火行動(dòng)，后續(xù)會(huì)增加多人協(xié)同交互，團(tuán)隊(duì)合作完成滅火任務(wù)。