引論：我們?yōu)槟砹?篇虛擬現(xiàn)實技術(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)前我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的驅(qū)動下，大型公共建筑不斷增多，火災(zāi)事故的發(fā)生頻率也越來越高，火災(zāi)事故的現(xiàn)場環(huán)境越來越復(fù)雜。作為傳統(tǒng)逃生訓(xùn)練方式的基地實戰(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、財力、物力，產(chǎn)生的效果不理想，普通大眾也沒有多少參與感，學(xué)習(xí)不到消防常識和必要的逃生技能。虛擬現(xiàn)實技術(shù)于20世紀(jì)60年代至80年代誕生于美國，起初只是應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。美國的JaronLanier在80年代正式提出了“VirtualReality”(虛擬現(xiàn)實)一詞。隨著我國計算機技術(shù)與通信技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也被越來越多的人所關(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)實技術(shù)是集先進的計算機交互技術(shù)、計算機圖形學(xué)、傳感器和測量技術(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，在計算機中建立一個虛擬的場景，操作者置身其中，可以實時與場景中的對象進行交互操作，并能得到與在真實世界中相同的反饋，包括視覺、聽覺、嗅覺和觸覺等身臨其境的感受。本文將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于消防領(lǐng)域，其能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑火災(zāi)發(fā)生時的數(shù)據(jù)的直觀展現(xiàn)和建筑火災(zāi)場景的逼真再現(xiàn)，可以幫助解決按傳統(tǒng)的形式難以解決或無法解決的問題，如消防演習(xí)中大型火災(zāi)與滅火救援現(xiàn)場難以真實再現(xiàn)，大型消防設(shè)備價格昂貴，每次使用損耗太大，且維修價格高等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)為解決以上問題提供了新方法、新思路，給消防領(lǐng)域固有的工作方式和觀念帶來了變革。它也可以使人們在虛擬的世界中體驗到火災(zāi)發(fā)生時的真實感受，有效地提升人們對火災(zāi)的認(rèn)知能力并學(xué)會必備的火災(zāi)逃生技能。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和消防領(lǐng)域的結(jié)合將會給我國消防事業(yè)帶來前所未有的改革與發(fā)展。
二、虛擬火災(zāi)場景可視化
（一）真實火的模型
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。火焰一般分為外火焰、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模型來計算。
（二）火勢蔓延
對于建筑火災(zāi),它們首先發(fā)生在一個房間或房間的一部分，然后蔓延到相鄰的房間或區(qū)域及整個地板，最終蔓延到整個建筑。其發(fā)展過程大致可以分為初期增長階段、充分發(fā)展階段和衰減階段。1.初期增長階段初期增長階段從明火算起，此階段燃燒面積小，只局限于著火點處的可燃物燃燒，局部溫度較高，室內(nèi)各點的溫度不平衡。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)燃燒一定時間后,燃燒范圍擴大,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,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)所釋放出來的熱能通常通過熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射的方式來進行傳播，并影響火勢蔓延和擴大。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的熱通量來表示物質(zhì)的導(dǎo)熱能力。本系統(tǒng)主要研究熱傳導(dǎo)與熱對流兩種傳遞方式在火災(zāi)中的影響程度，通過腳本模擬出對象間熱量傳遞的數(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定律計算煙霧的透光度。
三、消防人員交互行為的模擬
本系統(tǒng)運用人機交互技術(shù)，通過HTCVive硬件設(shè)備來與場景中的人與物進行交互操作。操作者可以在虛擬建筑火災(zāi)場景中操控與選擇滅火設(shè)施來進行相應(yīng)的滅火行為，火勢根據(jù)操作者的滅火行為減弱或增強。系統(tǒng)中一些交互操作的場景：當(dāng)操作者走到有門的位置時，模擬手推或拉門動作可以將門打開，模擬各類防火門的性能與動作；操作者可以使用建筑內(nèi)的所有消防器材進行滅火的操作，消防設(shè)備的使用方式和方法模擬真實的設(shè)備；消防用的卷簾門在火災(zāi)的情況下自動開啟與關(guān)閉；屋內(nèi)的門窗模擬現(xiàn)實中的門窗來進行打開和關(guān)閉，亦可通過暴力行為敲碎逃生，此過程可能會受傷影響生命值；電梯的模擬，模擬現(xiàn)實環(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滅火器使用的模擬與對滅火動作的模擬。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景中的對象進行碰撞檢測。如果觸發(fā)碰撞，就將滅火器對象作為手部模型的子對象，這樣滅火器就能跟隨著操作者手柄的移動而移動，這樣就實現(xiàn)了抓取滅火器的功能。接著用同樣的處理方式進行保險栓的拔取與按壓開關(guān)釋放干粉進行滅火。
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)具有沉浸感強的虛擬建筑物環(huán)境，提供逼真的火災(zāi)場景，并且火勢的蔓延過程也高度地模擬真實的火災(zāi)過程。
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)場景體驗，通過自身在突發(fā)事件中的無意識行為，通過使用者自身的真實感受來提高公眾消防意識，學(xué)習(xí)消防基本知識和必備的火災(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人員參與滅火行動，后續(xù)會增加多人協(xié)同交互，團隊合作完成滅火任務(wù)。