计算机仿真大赛知识讲座.pptVIP

3. 虚拟现实技术 虚拟现实（virtual reality）由计算机全部或部分生成的多维感觉环境，给参与者产生各种感官信息 如视觉、听觉、触觉等，使参与者有身临其境的感觉，能体验、接受和认识客观世界中的客观事物。 高性能计算机系统； 三维视觉图像生成和立体显示系统； 立体音响生成与扬声系统； 力反馈触觉系统； 人体姿态、头、手的位置测量跟踪系统 典型设备有头盔式跟踪显示器、数据手套等。 关键技术 （1）动态环境建模技术：虚拟环境的建立，动态环境的建立，视觉建模技术，行为特征建模 （2）快速三维图形生成技术：提高刷新效率 （3）立体显示和传感器技术：头盔重量，分辩率，延迟时间，跟踪精度，力觉、触觉传感器 （4）人机交互技术：三维手势识别，语言识别与合成，用户视线跟踪技术，表情识别与合成（智能技术） （5）系统集成与开发工具：虚拟世界数据库，三维人机交互界面 典型例子： 4. 虚拟样机技术 一种基于仿真的设计(Design -Based on Simulation)，包括几何外形、传动和联接关系、物理特性和动力学特性的建模与仿真。 与传统的设计方法相比，虚拟样机易于修改和优化设计方案，使产品设计满足高质量、低成本、短周期的要求，提高产品的更新换代速度和市场的竞争力。 波音777飞机采用虚拟样机实现了无图纸设计和生产，设计师、工程师们能穿行于这个虚拟飞机中，审视飞机的各项设计 波音777飞机由300万个零件组成，计算机系统能够调出其中任何一个零件，进行修改设计 例：仿真和建模分析人员疏散过程 建筑结构分析：教学楼、商场、宿舍楼、酒店、公寓等各种建筑的建筑类型不同，内部结构差异巨大。为使仿真系统具有一定通用性，同时降低开发阶段的数据复杂度而又不失一般性，假定： 1.建筑物有三层，每一层都含有大小不等的房间、宽度变化的楼道、楼梯等设施； 2.第一层应该有至少一个大厅，及至少一个出口； 3.每层有多个房间，至少一段楼道，至少一个楼梯，不同楼梯的宽度可能不同； 4.房间大小不一定相同，房间有至少一个房门。 系统所采用的建筑结构 1.第一层的房间数量为26个，其中小房间18个，建筑面积24 ，大房间8个，建筑面积32 ； 2.一楼总建筑面积1104 ； 3. 一层楼道2个，楼道宽度2m； 4.一二层楼梯3个，主楼梯1个，上下总宽度6m，次楼梯2个，上下总宽度3米； …… 疏散地图构造与实现 设计系统时，最重要的环节是设计出建筑内部的地图，设计地图的时，首先考察建筑内部不同区域的连接情况，先建立Area类的一个数组area[M]，用于保存楼层中每块单独区域的信息，然后建一个Link类型的邻接矩阵link[M][M],对于link[i][j]中的i，j分别对应area[i]、area[j。 对于link[M][M]，若某一元素link[i][j].Type！=-1，则说明area[i]与area[j]相连通，利用上述两组映射，可将所有相连通的区域“连接”在一起，而这一系列的“连接”便形成某一区域到最终出口的路径，即所需的地图。 主控流模型 人员选路模型 处于某一位置的人员下一时刻运动方向的选择，本系统考虑5种选路策略，在仿真控制台策略设置中选择 ： 1 按固定路标运动 2 向最近的出口运动 3 向最空闲的出口运动 4 向人少处运动 5 向人多处运动 人群速度模型 1 固定速度模型 在安全状态以固定的行进速度运动，在拥挤状态依拥挤程度以固定速度按比例运动，在拥堵状态不移动； 2 局部速度模型 类似固定速度模型，但在不同的楼道、楼梯等位置处，速度与所处位置、楼道楼梯宽度等局部环境有关； 3 社会力学模型 应用排队论相关知识和社会力学模型，人群的疏散速度 ：  式中 , ——最大承受人员密度，根据经验，楼道上 , 楼梯上 疏散指挥模型 1底层先出模型 位于一层的人员优先接近出口并离开。这种模型在疏散初期使更多人员离开疏散场所，但位置距出口较远的人员可能滞留； 2高层先出模型 位于三层的人员优先接近出口并离开。在三层人员未到达出口处时，一层人员原地等候。这种模型在疏散初期效率不高，但整体人员的心理惊慌程度较低； 3随机排队模型 每个出口、楼道、大厅、楼梯、门厅等的人数严格控制在最大容纳人数的80%以内，以防系统进入拥挤状态，造成人员伤亡。但由于建筑物内部人数众多，该模型会导致疏散开始很长一段时间内某些人员无法移动，滞留原地； 4随机自由模型 每个人完全按照自己的选路结果运动，完全不考虑整体疏散效率，最容易出现拥挤、拥堵以至造成伤亡。 紧急出口启用模型 1 自动启用模型 当仿真系统监控到安全系数等于或低于紧急出口的安全