虚拟现实技术在安全工程中的应用

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1、虚拟现实技术在安全工程中的应用【摘要】论述了虚拟现实技术（VirtualReality）的基本原理、应用范围。结合大空间公用建筑火灾虚拟现实系统，提出了安全工程中应用虚拟现实技术的基本结构及程序设计关键技术，给出了大空间公用建筑火灾虚拟现实系统编制实例。【关键词】安全工程虚拟现实火灾救灾ApplicationofVirtualRealityinSafetyEngineeringQiYixinXiaZhengyiWangJ镁ianFanWeiche爵ng(ChinaUni峨versityofMin龛ingTechnology)(Universit冂

2、yofSciencean殛dTechnologyo蚶fChina)AbstractThebasic旱principleofu妞irtualrealit涟yanditsexten蜉tofapplicati漉onarediscuss护ed.Incombini值ngwiththevir∮tualrealityo寰fthefireofbigspacepublic渤buildingtheb悉asicstructur稗eofthetechno泪logyofthevir史tualrealitya惯ndthekeytech≠niqueofprogr腿amdes

3、ignarep蜱utforward.An蚀exampleofthe惶virtualreali死tysystemofbi愉gspacepublic咙buildingispr艋ovided.Keyw璩ords：Safetye榆ngineeringVi舜rtualreality患Firesaving1ｆ引言安全是保障人类生存粝和生活质量的重要方面。随跖着人类社会的进步和生活水纫平的提高，人们对自身安全绥的要求越来越高。社会活动发中，存在着大量不安全因素炼，要保证人的安全，离不开氲对社会环境的真实了解——皂安全管理人员需要了解管理ぬ区域内存在的事故隐患；科

4、薰研人员需要向人们真实反映揄其安全研究的的成果；而普嬉通人则需要有一定的安全知识和防范意识。这些都需要浩人们能处于真实的环境中，觫如安全管理人员能根据发生灰灾害而对其现场的真实环境魔进行正确的决策；而科技人滴员需要将研究的方法、设备、仪器等应用于真实的环境煞进行检验；普通人也需要在莳现实的环境中接受安全教育、救生训练等；设计人员需★要在真实的环境中验证设计贮的安全性。上述情况都离不ホ开人类生存的现实社会。但汞由于受到各种环境因素的限焯制，人类不可能采用实际模际拟的方式，使每个人均能置笃身于真实的环境中，有时真￡实感受安全的状况是不安全硒的，甚

5、至是根本无法提供这Ф种现实的环境（如建筑物仅栊仅在设计中）的，因而需要策有一个能够模拟真实环境的系统来辅助人员感受这种环灬境。当前，国内外普遍采用倩的虚拟现实技术便能满足这种要求。2虚拟现实(V镆irtualRealit禅y—VR)简介虚拟现实沭技术是指利用人工智能、计艴算机图形学、人机接口、多嗤媒体、计算机网络及电子、璨机械、视听等高新技术，模榍拟人在特定环境中的视、听涎、动等行为的高级人机交互技术。交互性是指“参与者休”利用视觉、听觉、触觉、橱嗅觉和味觉等感官功能及对错话、头部运动、眼睛移动、缂转身、拾取和放置等人类自ぽ然技能，对虚拟实体

6、进行交互考察与操作的过程。虚拟环境技术的体系结构可以氖用图1所示的3个I的“三嘛角形”来表示，所谓的3-实I即Immersion-和Interaction-蹭Imagination，癖指沉浸-交互-构想。这三谁个I，是VR系统的三个基狈本特征。它表示VR系统使蝠人由过去只能从计算机系统ン的外部去观测计算处理的结果，发展到能够沉浸到计算机系统所创建的系统中；从潆过去人们只能通过键盘、鼠标与计算环境中的数字化信磐息发生交互作用，到能够利用多种传感器与多维化信息螟的环境发生交互作用；由过晾去人们只能从定量计算为主贩的结果中得到启发从而加深菇对

7、事物的认识，到有可能从屏定性和定量综合集成的环境桅中得到感性和理性的认识，从而深化概念和萌发新意。图13—I“三角形”也岑就是说，在VR系统中，人迅们的目的是使计算机及其他臀传感器组成的信息处理系统茶去尽量“满足”人的需要，〔而不是强迫人去“凑合”那疽些不很亲切的计算机系统。3虚拟现实技术在安全工程炅中应用的领域综合虚拟现座实技术的特点，笔者认为安嗅全工程在以下方面可充分应聿用虚拟现实技术：1)科曦学研究、实验及计算机模拟嵯结果的真实化再现安全科郊学的研究成果需要用直观的世形式表示出来，使用VR技礁术与多媒体及可视化技术相轩结合，可以创造一种虚拟

8、的铌真实环境，可以将孤单的研蜞究公式、计算数值用完全真菔实的立体效果表示出来，并冷且人们可以交互式地控制这邻种表示结果，可