UC-win/Road避難分析

UC-win/Road EXODUS 外掛程式

初版發佈:2008.07.11

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相關產品: UC-win/Road EXODUS&SMARTFIRE

程式概要

EXODUS是一款由英國格林威治(Greenwich)大學火災安全工學小組(FSEG)開發的避難分析模擬軟體。
FSEG由數學家、認知心理學家、火災安全學家、電腦科學家等跨多方面學術領域的30名員工構成,從1986年設立以來21年間致力於以火災力學和火災中人類行為為中心的研究
並且在研究的同時,開發了廣泛應用於世界中18個國家的火災模擬軟體SMARTFIRE和避難模擬軟體EXODU。

尤其EXODUS根據安全領域所要求的安全準則,且為了滿足效能矯正而設計的,是一套可用於「人對人」、「人對結構」、「人對火災」的相互作用進行高度分析模擬的系統,可對複雜建築物內的人數進行避難和動作分析。此外,也為建築物、船、飛機分別開發了相應的版本,可根據其現實情況執行模擬。目前,鐵路用的版本正在開發中。

因為可以短時間內以較低的成本驗證許多避難模式,所以EXODUS獲得安全技術者一致的好評。EXODUS憑藉其先進功能,至今在英國以及海外獲得了許多國際有名的大獎(*1)。
此外,EXODUS附有簡易的3D演示工具「vr-EXODUS」,可對各EXODUS分析的模擬結果透過3D進行確認。

程式的功能和特點

秉持著與EXODUS相同的社會貢獻為目標,弊公司正在致力於與UC-win/Road的連動開發。
UC-win/Road迄今為止被全方位應用於道路設計、各種公共事業、民間開發等方面。此次用於室內安全評價,可在3D虛擬實境(VR)空間內對EXODUS的模擬結果進行確認。該版本中,對於新建、現存的建築物的安全性,以達成相關人的意見整合為目標,因此系統具備以下特徵。

  1. 無縫數據載入
  2. 3D即時視覺化可實現高自由度的演示
  3. 高品質的3D空間
  4. 外部空間的表現可更加真實地傳遞效果

UC-win/Road for EXODUS外掛程式主要功能如下。

building EXODUS產生的VRG、VRS檔案的載入

爲了在building EXODUS中模擬,需要定義和群眾共同的環境。周圍的環境在平面的各層得到表現。至今,對於分析結果是透過vr-EXDODUS在3D進行的模擬。爲了顯示此動畫,使用者從building EXODUS需要輸出VRG、VRS兩種格式的結果檔案。VRG中包含環境資訊;VRS中包含位置、方向,並且儲存有模擬各階段的行動資訊。
UC-win/Road對building EXODUS模擬的動畫便是透過載入VRG、VRS這兩個檔案開始的。



下圖中,building EXODUS產生的數據對模擬的動畫進行了演示(相同環境及數據)。


▲vr-EXODUS

▲UC-win/Road

人物表現

透過使用MD3人物模型進行視覺表現,即使在模擬大量人群時也可在維持每秒幀數並完成動畫的播放。
爲了產生building EXODUS所定義的群眾,UC-win/Road可以利用人物模型的預設數據庫。一方面,使用者可以獨自載入MD3模型,爲了產生多樣的群體,這些模型可以追加到預設模型數據庫。
人物管理器是輔助存取運動人群的工具。例如,與building EXODUS相同的方法可對特定人物進行反轉表示,並可存取其一般屬性(年齡、性別、身高等)。此外,此管理器可根據不同條件(人的屬性)將人區分至不同小組。此外,使用者爲了得到動畫的整體影象可以對虛擬人物的軌跡進行顯示和隱藏。


動畫播放器

此工具與標準播放器的操作相同,使用開始、暫停、停止、前進、後退的功能,操作者可直覺得對動畫的整體進行控制。使用動畫播放器,使用者可對動畫進行即時的播放或快轉。


照相機管理器

在照相機管理器中使用者可以控制觀看動畫的方法,不同照相機模式下可對動畫進行確認。使用者使用UC-win/Road的照相機控制,可以自由地移動照相機。此外,照相機的動作可以固定到特定人物(例如,關注特別感興趣的某個人)。使用者可以即時進行照相機模式的變更,以及關注人物的變更。
照相機的鎖定模式中,有以下種類。


a) 直升機模式

照相機追蹤所選中的人物,位於其頭部正上方位置,面向地面。

b) 移動模式

照相機追隨所選中的人物,可以從旁(前方、後方)觀察選擇的人物。

c) 虛擬人物的視點方向模式

照相機時常定位在所選擇人物的眼睛正中間的位置,可以觀察到避難過程中人物所看到的景象。


除了照相機模式的控制之外,照相機管理器可以即時儲存目前的視點方向到列表。在動畫中使用者可以有意識地從列表中轉換現在的視點方向。


場景圖

Exodus外掛程式最後的主要功能是場景圖,透過樹狀檢視將動畫中存在的對象(環境、網路虛擬人物、視點方向等)進行整體顯示。使用者可透過此功能對目標對象的屬性確認、表示、非表示等進行控制。

人物的LOD表示

MD3人物(虛擬網路人物)通常以3D模型在UC-win/Road中顯示。一次的模擬分析將可顯示數千的人物,但有可能導致整體顯示效能下降。爲了解決這個問題採用了LOD(Level Of Detail)- 附近的對象以高精緻度顯示,遠處的對象則粗略顯示 - 這樣的方法。實際上,視點附近的虛擬人物使用3D模型,遠處的虛擬人物則使用2D貼圖進行表現。2D貼圖在模擬中將根據視點可以看到的方向動態進行優化製作。


關於今後的擴充套件

將來與UC-win/Road的交通進行連動,計劃進行更大規模的災害避難模擬。此外,還有火災流體分析模擬,透過與SMARTFIRE連動,可著眼更加逼真的避難分析系統。


避難分析 EXODUS/SMARTFIRE
開發商: 英國格林威治大學 火災安全工學小組(FSEG) (http://fseg.gre.ac.uk/

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