虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在公共安全中的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)近幾年的發(fā)展，世界上一些大型企業(yè)廣泛地將虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用到工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)企業(yè)提高開(kāi)發(fā)效率，加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集、分析、處理能力，減少?zèng)Q策失誤，降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)起到了重要的作用。

隨著計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展，在三維圖形處理以及各種外接體感設(shè)備的提升，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日趨完善，用戶可以置身于計(jì)算機(jī)所表示的三維空間資料庫(kù)環(huán)境中，并可以通過(guò)眼、手、耳或特殊的空間三維裝置在這個(gè)環(huán)境中"環(huán)游"，創(chuàng)造出一種"親臨其境"的感覺(jué)。四創(chuàng)電子在產(chǎn)品研發(fā)的同時(shí)，進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)系統(tǒng)的研發(fā)制作，以及通過(guò)此系統(tǒng)進(jìn)行良好的產(chǎn)品教學(xué)，生動(dòng)準(zhǔn)確，代入感很強(qiáng)。讓新學(xué)員可以很快的學(xué)習(xí)理解公共安全產(chǎn)品的操作與使用。隨著技術(shù)的發(fā)展和延伸，這種虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用模式還可推廣應(yīng)用到市政設(shè)施、公安消防應(yīng)急、城建檔案管理等方面。

天網(wǎng)監(jiān)控安裝及演示系統(tǒng)

如圖1所示，在監(jiān)控產(chǎn)品制作的一個(gè)虛擬化的場(chǎng)景，可以很好的體現(xiàn)出產(chǎn)品的實(shí)際使用狀態(tài)，并且進(jìn)行多角度的觀察演示，讓用戶更加容易了解監(jiān)控產(chǎn)品的形態(tài)，安裝，以及使用,從而大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率，也節(jié)省了大量的資金，提供合作平臺(tái)。

四創(chuàng)電子虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠使政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商、工程人員可從任意角度，實(shí)時(shí)互動(dòng)真實(shí)地看到規(guī)劃效果。如圖2，這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動(dòng)畫等所不能達(dá)到的。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)者可以完全按照自己的構(gòu)思去構(gòu)建裝飾“虛擬”的房間，并可以任意變換自己在環(huán)境中的位置，去觀察設(shè)計(jì)的效果，直到滿意為止。既節(jié)約了時(shí)間，又節(jié)省了做模型的費(fèi)用。

圖1：通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬的三維場(chǎng)景圖

圖2：為監(jiān)控設(shè)備安裝過(guò)程掩飾部分

應(yīng)急系統(tǒng)的推演及應(yīng)用

圖3：模擬爆炸現(xiàn)場(chǎng)圖

在公共安全領(lǐng)域極其需要注意防患于未然，這也是各行各業(yè)都要注意的，尤其是具有一定危險(xiǎn)性行業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)。推演就是一種對(duì)應(yīng)急突發(fā)事件的模擬，如圖3所示，當(dāng)工廠發(fā)生爆炸，列車相撞等事故式，通過(guò)模擬操作，進(jìn)行指揮調(diào)度模擬，快速調(diào)度應(yīng)急指揮系統(tǒng)，把災(zāi)害值降到最低。通過(guò)模擬，使應(yīng)急指揮人員更加熟練應(yīng)急系統(tǒng)，達(dá)到運(yùn)籌帷幄心中有數(shù)的目的。這樣的推演大大降低了投入成本，提高了推演實(shí)訓(xùn)時(shí)間，從而保證了人們面對(duì)事故災(zāi)難時(shí)的應(yīng)對(duì)技能，并且可以打破空間的限制方便的組織各地人員進(jìn)行推演，這樣的案例已有應(yīng)用，必將是今后應(yīng)急推演的一個(gè)趨勢(shì)。四創(chuàng)電子公司在公共安全產(chǎn)品展示的過(guò)程中，很好的將災(zāi)害處理的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全局規(guī)劃，并通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行模擬展示，具有良好的仿真性、開(kāi)放性、針對(duì)性、自主性、安全性。

仿真性是指虛擬演練環(huán)境是以現(xiàn)實(shí)培演練環(huán)境為基礎(chǔ)進(jìn)行搭建的，操作規(guī)則同樣立足于現(xiàn)實(shí)中實(shí)際的操作規(guī)范，理想的虛擬環(huán)境甚至可以達(dá)到使受訓(xùn)者難辨真假的程度。

開(kāi)放性是指虛擬演練打破了演練空間上的限制，受訓(xùn)者可以在任意的地理環(huán)境中進(jìn)行集中演練，身處何地的人員，只要通過(guò)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備即可進(jìn)入相同的虛擬演練場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)時(shí)的集中化演練。

針對(duì)性是指與現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)演練相比，虛擬演練的一大優(yōu)勢(shì)就是可以方便的模擬任何培訓(xùn)科目，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，受訓(xùn)者可以將自身置于各種復(fù)雜、突發(fā)環(huán)境中去，從而進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練，提高自身的應(yīng)變能力與相關(guān)處理技能。

自主性是借助自身的虛擬演練系統(tǒng)，各單位可以根據(jù)自身實(shí)際需求在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)組織相關(guān)培訓(xùn)指導(dǎo)，受訓(xùn)者等相關(guān)人員進(jìn)行演練，并快速取得演練結(jié)果，進(jìn)行演練評(píng)估和改進(jìn)。受訓(xùn)人員亦可以自發(fā)的進(jìn)行多次重復(fù)演練，使受訓(xùn)人員始終處于培訓(xùn)的主導(dǎo)地位，掌握受訓(xùn)主動(dòng)權(quán)，大大增加演練時(shí)間和演練效果。

安全性是指虛擬的演練，培訓(xùn)與受訓(xùn)人員可以大膽的在虛擬環(huán)境中嘗試各種演練方案，即使創(chuàng)下“大禍”，也不會(huì)造成“惡果”，而是將這一切放入演練評(píng)定中去，作為最后演練考核的參考。這樣，在確保受訓(xùn)人員人身安全萬(wàn)無(wú)一失的情況下，受訓(xùn)人員可以卸去事故隱患的包袱，盡可能極端的進(jìn)行演練，從而大幅的提高自身的技能水平，確保在今后實(shí)際操作中的人身與事故安全。

公共安全產(chǎn)品的使用培訓(xùn)及維修

圖4：3D立體顯示

圖5：虛擬培訓(xùn)

圖6：工業(yè)仿真系統(tǒng)效果圖

應(yīng)急指揮車在交付前的培訓(xùn)工作變得異常重要，但傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式顯然不適合高科技高危險(xiǎn)的行業(yè)培訓(xùn)需求。應(yīng)急指揮系統(tǒng)的復(fù)雜教學(xué)，讓很多學(xué)員接受起來(lái)比較吃力，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入使得虛擬培訓(xùn)成為現(xiàn)實(shí)。如圖4所示結(jié)合動(dòng)作捕捉高端交互設(shè)備及3D立體顯示技術(shù)，為培訓(xùn)者提供一個(gè)和真實(shí)環(huán)境完全一致的虛擬環(huán)境。培訓(xùn)者可以在這個(gè)具有真實(shí)沉浸感與交互性的虛擬環(huán)境中，通過(guò)人機(jī)交互設(shè)備和場(chǎng)景里所有物件進(jìn)行交互，體驗(yàn)實(shí)時(shí)的物理反饋，進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)操作。

如圖5，通過(guò)虛擬培訓(xùn)，不但可以加速學(xué)員對(duì)應(yīng)急產(chǎn)品知識(shí)的掌握，直觀學(xué)習(xí)，提高從業(yè)人員的實(shí)際操作能力，還大大降低了公司的教學(xué)、培訓(xùn)成本，改善培訓(xùn)環(huán)境。最主要的是，虛擬培訓(xùn)顛覆了原有枯燥死板的教學(xué)培訓(xùn)模式，探索出了一條低成本、高效率的培訓(xùn)之路。

而虛擬維修是虛擬技術(shù)近年來(lái)的一個(gè)重要研究方向，目的是通過(guò)采用計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上真實(shí)展現(xiàn)應(yīng)急指揮車設(shè)備的維修過(guò)程，增強(qiáng)設(shè)備壽命周期各階段關(guān)于維修的各種決策能力，包括維修性設(shè)計(jì)分析、維修性演示驗(yàn)證、維修過(guò)程核查、維修訓(xùn)練實(shí)施等，在公共安防的產(chǎn)品體系中，將會(huì)產(chǎn)生更多更好的應(yīng)用。

公共安全領(lǐng)域的工業(yè)仿真應(yīng)用

如圖6所示工業(yè)仿真系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單的場(chǎng)景漫游，是真正意義上用于指導(dǎo)生產(chǎn)的仿真系統(tǒng)，它結(jié)合用戶業(yè)務(wù)層功能和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)組建一套完全的仿真系統(tǒng)。工業(yè)仿真所涵蓋的范圍很廣，從簡(jiǎn)單的單臺(tái)工作站上的機(jī)械裝配到多人在線協(xié)同演練系統(tǒng)。用戶可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)對(duì)產(chǎn)品的外觀以及裝備進(jìn)行詳細(xì)的了解。還可以對(duì)產(chǎn)品的部分外觀進(jìn)行自定義查看。在工業(yè)開(kāi)發(fā)與用戶體驗(yàn)的結(jié)合處，尋找一個(gè)最佳的契合點(diǎn)。從而達(dá)到安防產(chǎn)品的最佳功能及操作。

結(jié)束語(yǔ)

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)近幾年的發(fā)展，世界上一些大型企業(yè)廣泛地將虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用到工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)企業(yè)提高開(kāi)發(fā)效率，加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集、分析、處理能力，減少?zèng)Q策失誤，降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)起到了重要的作用。而公共安全產(chǎn)品通過(guò)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，將使安防產(chǎn)品的設(shè)計(jì)手段和思想發(fā)生質(zhì)的飛躍,更加符合社會(huì)發(fā)展的需要,可以說(shuō)在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是可行且必要的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、娛樂(lè)與藝術(shù)文化、衛(wèi)星于航天工業(yè)、室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域、地產(chǎn)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域、農(nóng)村開(kāi)發(fā)管理、虛擬工業(yè)仿真領(lǐng)域、應(yīng)急處理預(yù)演、文物古跡還原、產(chǎn)品展示機(jī)展覽展示、教育學(xué)、地址文化研究等各個(gè)領(lǐng)域。