VR技术在防火防灾安全教育的应用研究

    梁入双

    摘 要：当下城市群发展趋势越来越清晰，核心城市人口密集程度进一步增加，在此趋势下，为应对火灾、舆论恐慌、地震等灾害，结合VR（虚拟现实）技术，还原真实的灾难现场，训练大众的应激反应能力，降低灾难造成的生命财产安全损失意义重大。本文重点阐述虚拟现实技术应用于防火防灾安全教育的优势和作用。

    关键词：VR；防火防灾；安全教育

    0 引言

    在核心城市，商业CBD、学校、医院等都是人群集中区域，若发生火灾、舆论恐慌、地震等灾难，将造成严重的经济损失，更甚的是威胁生命安全。近年来随着计算机科学技术的快速发展，人工智能和机器人席卷了整个行业，VR技术由理论研究到逐渐落地，一些以前事前不能演示的案例可以用虚拟现实去模拟，以前由于知识储备和专业知识等的限制，大多数人对于灾难发生时的应对措施和灾难发生后的处理措施不能做到未雨绸缪，简单的文字、图片教学不能深入人心，现在都有了改善和解决之道。若把VR技术同防火防灾教育相结合，一则，可以给人深深的内心触动，激发我们的恻隐之心和怜悯之心，生活中对待安全问题慎之又慎。此外即使万一灾难发生时，不至于六神无主，尚存理性的应对措施。人工智能概念急剧升温，但目前存在技术落地的困难，如何真正让人工智能去服务和方便居民生活，值得我们思考，VR技术在安全教育方面的应用研究不失为一个很好案例，符合大众创新、万众创业的国家导向。

    1 虚拟环境建模方法

    在虚拟灾难发生的场景时，环境的建模主要由场景的几何建模同虚拟人物的行为建模两方面构成，让虚拟人物在构建的虚拟环境中扮演教学案例，具有较好的效果。鉴于Virtools软件不具备建模的功能，基于此要同专业建模软件结合使用，比如3ds max或Maya等软件，以应用研究中较为广泛的3ds max为例，虚拟人物的行走、跑步、蹲下、卧倒等行为是通过该软件的角色动画功能来实现的，虚拟场景的三维模型制作完成后，结合Max Ex po rter插件将文件导人到Vi rtools中。此外，虚拟场景的建模还要不断进行优化，进而保证计算机达到的实时绘制。优化的角度主要包括模型优化、贴图优化和角色动画优化，一步步逼近真实的场景和人物角色的行为。

    2 VR技术在火灾现场的教育案例

    2.1虚拟场景设计

    三维虚拟场景视图具有逼真的效果，仿佛置身于真实的场景之中，配合光照、阴影等效果，实时跟踪场景中人物的移动，呈现出各个视角的场景，结合软件中集成的建筑物、会堂、CBD、房屋内部布局，勾勒出火灾现场的虚拟场景，结合风和易燃物等推演火势的传播方向，并模拟受伤的人物角色，配合撕裂的叫声，给人以警醒作用。此外，对发生火灾的各种火源可能性做一定的预演，警示大众在生活中如何处理垃圾以及火源等。

    2.2人物交互功能设计

    做为安全教育案例，场景中的虚拟人物要具备较好的被控制特征，故在每个场景中都具有选择菜单，菜单中包括虚拟人物的性格特点，用户可以选择虚拟人物不同的性格特征来观察火灾发生时，可能出现的各种后果，进而训练突发火灾情况下临场反应能力，戒除一些不理性的行为。例如，火灾场景中虚拟人物可能存在的行为反应如下：为了拿某个物品又跑回去、往下风口处跑、傻站着不动等。

    实时呈现不同建筑物中灭火器的位置，各个楼层出口的标识等。交叉设计虚拟人物和虚拟场景的互动，动态地呈现出来。

    3 VR技术在地震现场的教育案例

    当前VR技术在地震教育中的应用研究较多，大多数地震遗址处都设有真实地震案例的还原，对地震发生时虚拟场景也有较多的模拟，但在学校教育中，大多只是文字和图片的宣传较多，未引入虚拟现实技术，尤其在地壳活跃地带，地震易发地区，需要以公益的形式，让学生以及专业知识和地震常识较为欠缺的人群系统的观看，让其充分感受和提高警惕。现在基于虚拟现实技术开发的地震虚拟现场场景中包括建筑物的震裂，家具和装饰品坠落，巨石滚下山坡，尘埃扬起，玻璃碎裂等事件。由于观众的视角是基于摄像机来实现的，故摄像机的震动可以体现整个场景的震动。可考虑不同的性格会选择的生存方式，让观众真实模拟自己在灾难中可能会做出的选择，面对自我意识所导致的结果，自我反思，在灾难真正突发时，有一定的反应能力。

    4 VR技术在舆论恐慌中的教育案例

    互联网技术的飞速发展给我们生活带来方便的同时，也有一定的弊端，给了不法分子可乘之机，肆意传播谣言，而这种谣言随着上网人数的增加，具有较大的煽动性，比如各种灾难的夸大，造成人群恐慌，人员践踏等情况。尤其在学校，很多学生由于缺乏生活经验尚未形成判断消息真假的能力，被不法分子利用，容易做出意外的举动。此外，在各大城市的商圈中心、火车站等，人群涌动，出现变态不法分子时，该如何保护自我，比如昆明火车站变态分子砍人事件，北京西单商场砍人事件等。结合虚拟现实技术将各种情况进行虚拟预演，让大众熟知这种情况下该如何保护自己，同时又不造成较大的混乱给不法分子创造犯罪的机会。尤其近年来校园踩踏事件屡见不鲜，在学校安全教育中也应该充分利用现有的VR技术，让学生感受逼真的现场氛围和悲惨的结果，以起到警醒的效果，尤其在山区等落后地区，父母知识匮乏，学习资源匮乏，亟需较为逼真的教育，加强素质教育，增强对未来生活的应对能力。

    5 结语

    近年来由于自然灾害和人为的失误以及不法分子的蓄意所为导致不少灾难的发生，但由于没有亲身经历，大多数人尚无警惕之心。现有的安全教育模式不能起到较大的效果，当前VR技术如火如荼的快速发展，在游戏和影视作品领域雨后春笋般地层出不穷，但在安全教育方面，应用研究较少，研究如何将其同地震、火灾、舆论恐慌等灾难应对结合起来，通过逼真的模拟火灾、地震以及舆论恐慌現场环境，并模拟虚拟人物，让大众观察不同的应急能力对应的求生成功率，未雨绸缪，趁早戒除心理和性格上固有的缺陷意义重大。同时也给高新技术的发展提供落地的思路和平台，反过来促进VR技术的发展，响应大众创业、万众创新的号召，孵化一批独角兽企业。

    参考文献：

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