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虚拟现实技术在地铁站火灾模拟中的应用研究

王莉  
【摘要】: 随着社会经济的飞速发展,我国目前许多大中型城市都在加速建设城市地铁。地铁在城市发展和市民日常工作生活中正发挥着越来越重要的作用。但是,目前国内外地铁安全事故时有发生,在造成了巨大生命和财产损失的同时,也造成了严重的社会影响。因此,对地铁安全的研究成为越来越需要关注的课题。 论文针对地铁火灾的特点,详细分析了地铁火灾发生的主要原因,并采用了地铁火灾安全的防护措施,介绍了虚拟现实技术及其在地铁火灾安全管理的重要作用和优势。 虚拟现实技术能够利用计算机生成较为真实的模拟环境,使用户沉浸在虚拟环境中,同时通过人机接口,实现用户与虚拟环境直接交互。在沉浸感、交互性和实时性综合效果方面的优势是传统平面效果图与动画技术所无法比拟的。基于虚拟现实技术的地铁站火灾模拟,为研究地铁运营安全及可视化仿真提供了技术保障。本文以地铁站环境为研究背景,运用虚拟现实相关技术,建立了地铁站三维环境、漫游交互控制、火灾模拟等基本功能,为传统的地铁安全管理提供新的方法,为地铁站的可视化安全防范奠定了基础。 论文综合应用3DS MAX软件和OpenGL图形编程技术,设计了虚拟地铁站场景渲染流程,分析了3DS数据的存储格式,实现了虚拟地铁站场景的漫游和交互,并采用基于AABB包围盒的碰撞检测算法,实现了场景漫游的碰撞检测功能,增强真实感。 论文介绍了火焰模拟的常用方法及其技术特点,重点分析了粒子系统火焰模拟基本模型,研究了基于粒子系统的实时火焰模拟算法,将多边形面片与纹理映射技术相结合,实现了火焰绘制的实时动态效果;最终,将火焰模型应用于虚拟地铁站三维环境中,模拟了机车及地铁站内环境的火灾现象,初步实现了地铁站火灾模拟仿真的构架。


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