基于Unity 3D的灭火器虚拟消防模拟

作     者：薛锦云 周智鹏 薛慧琦 易心武 李志辉 刘智高 

作者机构：江西师范大学国家网络化支撑软件国际科技合作基地 江西师范大学计算机信息工程学院 中大华远认证中心(上海)有限公司 

出 版 物：《计算机工程与科学》 (Computer Engineering & Science)

年 卷 期：2024年

学科分类：03[法学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0837[工学-安全科学与工程] 0838[工学-公安技术] 0802[工学-机械工程] 0306[法学-公安学] 

基　　金：江西省自然科学基金(20212BAB202018) 江西省教育厅科学技术研究课题(GJJ210333) 江西省虚拟仿真实验教学课题(2020-2-0048)资助项目 

主　　题：Unity 3D 虚拟现实 粒子系统 高斯扩散模型 消防 

摘      要：传统的消防训练需要相关人员面对大火进行实操，这不仅需要场地、资金的支持，还可能会有人员伤亡的风险。随着虚拟现实的发展，如何使用其模拟真实环境的能力让用户完成目标任务已成为当今研究热点。利用Unity 3D强大的三维渲染能力和灵活的脚本系统，结合虚拟现实的粒子系统对火焰和灭火器喷雾进行模拟，能真实还原消防人员训练环境。为了模拟的真实度，采用动力学原理模拟灭火器喷雾前期的运动轨迹，提出以高斯扩散模型对喷雾后期在空气中弥漫进行分析。实验结果证明该算法能成功模拟出灭火器喷雾的动态变化过程。同时，利用粒子间的碰撞实现了灭火器的灭火过程，使用户能够直观地感受到灭火器喷雾对火焰的影响。