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技术说明

一、概述

随着科研需求的日益增加，各高校均建立了不同种类的实验室，使用的化学品试剂与设备品类也逐渐增多，据教育部对普通本科高等学校实验室信息统计数据,仅75所教育部直属高校目前就拥有4029个实验室,进行了400多万小时、近14万个实验。由于环境因素及人的不安全行为等造成的实验室安全事故也屡见不鲜，这些事故不仅造成了人员伤亡也产生了极大的财产损失。

据资料统计分析，大多数实验室事故的主要原因与直接原因均是仪器设备调试不当或人的不安全行为所构成的。但这两种原因却可以通过实验前的准备工作以及实验人员的安全操作培训去规避，做到早预防早发现早止损。在常规方法下，每次实验前对操作人员进行仪器操作培训以及安全规范教育，不仅费时费力，也无法保证每个进实验室的操作人员都对正确操作了然于胸，导致效率较低。于是如何有效的提高实验室操作人员的操作规范性与安全防范意识，以减少相关事故的发生，已经成为了一个重要的课题。

本方案采用了Unity3D软件对实验室隐患排查及紧急避险进行了虚拟仿真系统的设计与开发。通过查阅相关资料，整理与归纳了实验室多发事故的类型，再利用Unity3D强大的场景模拟功能去搭建实验室的虚拟模型，并针对于导致事故的原因、过程及发生事故后应如何紧急避险进行相应的场景模拟与互动设计。同时通过Unity3D的资源商店导入实验室场景所需要的道具建模和场景模型；对需要完成人机交互的碰撞物体进行程序及脚本的编写；采用UI界面设计互动对话框，通过简单的鼠标移动与键盘输入便可实现指令的下达，进而完成整个互动工作。最后导出整个设计作品，完成对实验室事故预防虚拟仿真系统的设计。

二、基本技术原理

2.1虚拟现实技术

虚拟现实技术（简称VR），又称虚拟环境、灵境或人工环境，是指利用计算机生成一种可对参与者直接施加视觉、听觉和触觉感受，并允许其交互地观察和操作的虚拟世界的技术。

虚拟现实起源于1965年美国Ivansutherland在IFIP会议上发表的题为“TheultimateDisplay”（终极的显示）的论文。论文中提出，人们可以把显示屏当作“一个通过它观看虚拟世界的窗口”，以此开创了研究虚拟现实的先河。1968年Ivansutherland研究成功头盔显示装置和头部及手部跟踪器。由于技术上的原因，20世纪80年代以前，VR技术发展缓慢，直到80年代后期信息处理技术的飞速发展促进了VR技术的进步。90年代初国际上出现了VR技术的热潮，VR技术开始成为独立研究开发的领域。

虚拟现实技术具有超越现实的虚拟性。它是伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术，它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，用户需要通过特殊的交互设备才能进入虚拟环境中。这是一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。

2.2虚拟仿真技术

虚拟仿真技术，则是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，是一种更高级的仿真技术。虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器，也可以是其他的虚拟仿真系统，也可用一些简单的数学模型表示。实体在虚拟环境中相互作用，或与虚拟环境作用，以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分满足了现代仿真技术的发展需求。

虚拟仿真技术具有以下四个基本特性：

（1）沉浸性：虚拟仿真 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 息操作物体

将碰撞信息存在Hit内操作射线检测到的物体。

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图3.21 碰撞物体代码

3.6 Postprocessing后处理：

[1]在packagemannager中导入PostProcessing模块

图3.22 PostProcessing模块

[2]为摄像机绑定PostprocessingVolume组件

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图3.23 摄像机绑定组件

[3]创建空物体绑定PostProcessingVolume组件

/

图3.24 空物体绑定组件/

图3.25

[4]创建后处理文件并设置层级为后处理层

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图3.26 设置层级

3.7脚本汇总：

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图3.27 脚本汇总

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