Luận văn thạc sĩ xây dựng chương trình mô phỏng 3d hướng dẫn các kỹ năng xử lý thoát hiểm gặp hỏa hoạn trong các trường học​

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG 3D HƯỚNG DẪN CÁC KỸ NĂNG XỬ LÝ THOÁT HIỂM KHI GẶP HỎA HOẠN TRONG CÁC TRƯỜNG HỌC Giáo viên hướng dẫn : PGS TS NGUYỄN VĂN HUÂN Học viên Lớp i LỜI CAM ĐOAN Tôi - Phùng Duy Linh xin cam đoan nội dung trình bày luận văn kết tìm hiểu, nghiên cứu thân hướng dẫn PGS TS Nguyễn Văn Huân nhà nghiên cứu trước Nội dung tham khảo, kế thừa, phát triển từ cơng trình cơng bố trích dẫn, ghi rõ nguồn gốc Kết mơ phỏng, thí nghiệm lấy từ chương trình thân Nếu có sai phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Người cam đoan Phùng Duy Linh ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn gặp nhiều khó khăn tơi ln nhận quan tâm, giúp đỡ từ thầy cô, đồng nghiệp bạn bè người thân Đây nguồn động lực giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời chân thành cảm ơn tới PGS TS Nguyễn Văn Huân tận tình giúp đỡ, hướng dẫn bảo trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tới quý thầy, cô trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông - Đại học Thái Nguyên tận tình bảo, truyền đạt kiến thức qúy báu giúp tơi hồn thành nhiệm vụ học tập suốt thời gian theo học trường Q thầy giúp tơi có kiến thức quan trọng lĩnh vực Công nghệ thông tin, tảng vững cho nghiên cứu thân thời gian tới Tôi xin cảm ơn anh em, đông nghiệp giúp đỡ, ủng hộ tinh thần thời gian tham gia học tập Cuối cùng, xin cảm ơn tất người luôn quan tâm, sẻ chia động viên Thái Nguyên, ngày tháng Phùng Duy Linh năm 2020 iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH v LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MÔ PHỎNG 1.1 Khái quát mô 1.1.1.Khái niệm mô 1.1.2 Ưu điểm nhược điểm mô .3 1.1.3 Xu hướng thực mô ba chiều 1.2 Các ứng dụng công nghệ mô .7 1.2.1 Kiến trúc thiết bị công nghệ 1.2.2 Giải trí 1.2.3 Giáo dục Đào tạo 1.2.4 Y học 10 1.3 Bài toán hiểm mơ khói, lửa 11 1.3.1 Bài toán thoát hiểm xảy hỏa hoạn 11 1.3.2 Tổng quan mô khói 11 1.3.3 Tổng quan mô lửa 12 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐỒ HỌA ÁP DỤNG TRONG MÔ PHỎNG HỎA HOẠN 14 2.1 Kỹ thuật Particle mô khói, lửa 14 2.1.1 Particle mơ khói 16 2.1.2 Particle mô lửa .18 2.2 Kỹ thuật phát xử lý va chạm mô 21 2.2.1 Các kỹ thuật va chạm .21 iv 2.2.2 Kỹ thuật phát va chạm dựa vào hộp bao AABB 22 2.2.3 Kỹ thuật phát va chạm dựa vào hộp bao OBB 23 2.2.4 Kỹ thuật phát va chạm dựa vào khối bao cầu 24 2.2.5 Kỹ thuật phát va chạm dựa vào hộp bao đa diện lồi 27 2.3 Kỹ thuật xây dựng mơ hình 3D 28 2.3.1.Phương pháp thiết kế từ tổng thể đến chi tiết .28 2.3.2 Phương pháp thiết kế từ chi tiết đến tổng thể 31 2.3.3 Phương pháp thiết kế phối hợp 32 2.4 Kỹ thuật điều khiển nhân vật 34 2.4.1 Kỹ thuật điều khiển chuyển động theo đường Path 34 2.4.2 Kỹ thuật tạo chuyển động Set Driver Key .35 2.4.3 Kỹ thuật tạo chuyển động KeyFrame 36 2.4.4 Kỹ thuật FK IK điều khiển đối tượng có xương 38 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG 40 3.1 Yêu cầu thực nghiệm, ứng dụng 40 3.2 Phân tích, lựa chọn công cụ 41 3.3 Một số kết mô thực nghiệm 41 3.3.1 Hình ảnh kiến trúc thư viện Đại học Hùng Vương 41 3.3.2 Hình ảnh khói q trình mơ 42 3.3.3 Hình ảnh lửa q trình mơ 43 3.3.4 Mô di chuyển, tình sảy va chạm 45 3.3.5 Một số hình ảnh mơ tình chương trình .46 3.3.6 Kết chương trình, đánh giá hiệu 48 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mơ phẫu thuật Hình 1.2 Mơ đối tượng tĩnh Hình 1.3 Mơ đối tượng động Hình 1.4 Ứng dụng mơ kiến trúc Hình 1.5.Mơ lái xe giải trí Hình 1.6 Buồng lái mơ máy bay ảo Học viện Phịng Khơng-Khơng qn Việt Nam Hình 1.7 Khói từ nhà máy điện hạt nhân Oi trước cố Fukushima 12 Hình 1.8 Lửa tốn mơ cháy rừng 13 Hình 2.1.Star Trek II - 1982 15 Hình 2.2 Quy trình thực hệ Particle 16 Hình 2.3 Khói với tham số hệ Particle 16 Hình 2.4 Khói mơ phỏng: (a)Tham số khuếch tán (b) Tham số môi trường… 17 Hình 2.5 Khói sử dụng mặt nạ 17 Hình 2.6 Khói có vật cản va chạm 18 Hình 2.7 Cộng ảnh Alpha Channel vào ảnh để tạo mặt nạ 18 Hình 2.8 Ảnh lửa mô hệ Particle 20 Hình 2.9 Sự thay đổi hướng vecto vận tốc 20 Hình 2.10 Hộp bao AABB 22 Hình 2.11 Xây dựng hộp bao AABB 22 Hình 2.12 Hợp kiểm tra va chạm AABB OBB 23 Hình 2.13 Phát va chạm hộp bao AABB 23 Hình 2.14 Hợp kiểm tra va chạm khối bao cầu 25 Hình 2.15 Hai khối cầu xảy va chạm 26 Hình 2.16 Hộp bao dạng đa diện lồi 27 Hình 2.17 Minh họa số hộp bao K-Dop 27 Hình 2.18 Độ phức tạp tính toán hộp bao 28 Hình 2.19 Một số hình khối 3D 29 Hình 2.20 Cơng cụ Select and Move thiết kế 30 vi Hình 2.21 Chế độ Editable Poly 31 Hình 2.22 Hai plane chiếu đứng cạnh (cách 1) 32 Hình 2.23 Hai plance chiếu đứng cạnh (cách 2) 32 Hình 2.24 Mơ hình trường ĐH Hùng Vương góc 33 Hình 2.25 Mơ hình trường ĐH Hùng Vương góc 33 Hình 2.26 Mơ hình trường ĐH Hùng vương góc 34 Hình 2.27 Mơ hình phịng học giảng đường trường ĐH Hùng vương 34 Hình 2.28 Đường Path điều khiển chuyển động đối tượng 35 Hình 2.29 Chuyển động nhận vật sử dụng keyframe 37 Hình 3.1.Cơng trình xây dựng mơ hình hóa ba chiều 40 Hình 3.2 Hình ảnh kiến trúc thư viện 42 Hình 3.3 Hình ảnh khói tự nhiên khói lấy từ chương trình mơ 42 Hình 3.4 Khói bay lên cao bao phủ bên thư viện 43 Hình 3.5 Hình ảnh lửa tự nhiên lửa lấy từ chương trình mơ 44 Hình 3.6 Hình ảnh khu vực thư viện trước, sau xảy hỏa hoạn 44 Hình 3.7 Hình ảnh khu vực thư viện xảy hỏa hoạn nhìn từ cao .45 Hình 3.8 Các điểm va chạm Trigger tương ứng câu hỏi thoát hiểm 45 Hình 3.9 Hình ảnh đường Path điểm va chạm Trigger 46 Hình 3.10 Tình bên ngồi khu vực lan can bắt đầu xảy cháy 46 Hình 3.11 Tình phát đám cháy ngồi tầm kiểm sốt 47 Hình 3.12 Thơng báo lựa chọn sai tình hiểm 47 Hình 3.13 Tình lựa chọn thang máy cho q trình hiểm 48 Hình 3.14 Thành cơng hiểm 48 LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, mơ ngày chứng tỏ vai trò quan trọng đời sống khoa học, kỹ thuật Mô diện lĩnh vực văn hóa, kinh tế, trị, khoa học, đời sống v.v Sự phát triển nhanh chóng phần cứng giúp cho phần mềm mơ ngày đáp ứng địi hỏi khắt khe thực tiễn Điều làm cho người trước vốn lưỡng lự khả hạn chế mơ máy tính bị thuyết phục Bên cạnh đó, hậu hỏa hoạn vô to lớn, sau hỏa hoạn làm cho thiệt hại nặng tài sản, mơi trường kể tính mạng người Với mong muốn xây dựng chương trình mơ để dạy kỹ xử lý hỏa hoạn giảng đường cao tầng hay thư viện trường, luận văn đặt tìm hiểu kỹ thuật mơ từ xây dựng tình hướng dẫn thầy cô giáo, em học sinh xử lý cách tốt trường hợp hỏa hoạn sảy đột xuất Nội dung luận văn chia làm phần chính: Chương trình bày tổng quan cơng nghệ mơ phỏng, đồng thời trình bày tốn mơ hỏa hoạn ý nghĩa thực tiễn toán mơ tình hiểm Chương nghiên cứu, phân tích kỹ thuật sử dụng mơ khói lửa từ áp dụng vào cài đặt mơ tình Chương trình bày thực nghiệm ứng dụng mơ khói, lửa áp dụng việc xây dựng tình hiểm gặp hỏa hoạn Phần cuối kết luận hướng phát triển luận văn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ MƠ PHỎNG 1.1 Khái qt mơ Mô [1,3] sử dụng để giảm thiểu rủi ro chi phí tạo hệ thống thay đổi hệ thống có Hơn nữa, nhiều hệ thống tồn lý thuyết, chưa triển khai giới thực thiếu điều kiện cần thiết kinh phí q lớn Việc mơ hệ thống giúp cho nhà khoa học hiểu rõ chất hệ thống trước đem vào áp dụng Cuộc sống đại yêu cầu độ xác việc mơ khắt khe Vì vậy, kĩ thuật mơ máy tính trở nên quan trọng cần phải nghiên cứu để hiểu rõ 1.1.1 Khái niệm mô Mô phỏng theo hoạt động tiến trình giới thực hay hệ thống suốt thời gian tồn [3] Mơ dùng để mơ tả phân tích hoạt động hệ thống, với mục tiêu thể giống xảy giới thực Mơ máy tính mơ mà mơ hình tạo thơng qua việc lập trình Việc mơ máy tính bao gồm thiết kế mơ hình vật lý hệ thống, thực thi mơ hình máy tính phân tích kết đầu Từ đó, người ta phân mô thành ba lĩnh vực nhỏ: thiết kế mơ hình, thực thi mơ hình phân tích mơ hình Mơ hình định nghĩa biểu diễn hệ thống thực Một mơ hình khơng nên phức tạp, mà cần đủ để trả lời câu hỏi mà người ta đặt nghiên cứu Bởi hệ thống thực ln có nhiều ràng buộc ảnh hưởng qua lại với hệ thống khác, việc mơ tồn tất mối quan hệ khó khăn mà nhiều khơng giúp ích cho việc nghiên cứu hệ thống Hình 1.1 Mơ phẫu thuật 1.1.2 Ưu điểm nhược điểm mô Sự cạnh tranh cơng nghệ máy tính làm cho hãng sản xuất phần cứng liên tục tạo sản phẩm tốt Gần công ty đưa sản phẩm với nhiều tính năng, nhớ, khả đồ họa sức mạnh vi xử lý lớn thời gian ngắn Điều tạo hiệu ứng thúc đẩy phát triển ngành liên quan khác, đặc biệt kỹ nghệ mô phần mềm Sự phát triển phần cứng tỉ lệ thuận với phát triển phần mềm Số lượng ngành nghề sử dụng mô công cụ hỗ trợ cho công việc tăng lên cách nhanh chóng Các nhà quản lý nhận nhiều ưu điểm công nghệ mô việc tiết kiệm chi phí nâng cao hiệu sản xuất  Ưu điểm Sử dụng mô mang lại nhiều ưu điểm việc đưa định phương hướng sản xuất phát triển Trong đó, bật ưu điểm sau: Cho phép thử nghiệm mà không phá vỡ hệ thống tại: Với hệ thống tồn tại, ý tưởng có ý định áp dụng vào khó, chi phí bỏ nhiều chí bất khả thi Mơ cho phép tạo mơ hình so sánh để đảm bảo mơ hình phản ánh đắn hệ thống Bất thay đổi muốn áp dụng vào hệ thống thực tế tiến hành mơ hình kiểm tra tất ảnh hưởng lên mơ hình Sau q trình đánh giá thay đổi áp dụng vào thực tế đảm bảo khơng có sai sót xảy phá vỡ hệ thống sẵn có Kiểm tra lý thuyết trước cài đặt: Mô trên máy tính cho phép lý thuyết kiểm tra trước cài đặt, xây dựng hệ thống Phép kiểm tra cho phép nhận kẽ hở thiết kế khơng dự đốn trước Từ kết kiểm tra này, người thiết kế khắc phục cải tiến hệ thống trước cài đặt Cũng với sai lầm này, phát sau thiết lập xong hệ thống chi phí khắc phục tăng lên cao, chí khơng thể sử dụng Nhận biết vấn đề không dự đốn trước: Khi hệ thống mơ trước cài đặt làm việc theo tính tốn mơ hình thường cải tiến để mô chi tiết lúc ban đầu Việc làm cho vấn đề thiết kế bị bộc lộ Khi lỗi thiết kế sửa chi phí cho việc sửa chữa hệ thống thực sau giảm thiểu Thêm vào đó, tính hệ thống cải tiến Tìm hiểu hệ thống: 39 xương liên kết với Các khớp xương hệ thống có quan hệ mật thiết với chuyển động chịu điều hướng di chuyển điểm đầu cuối hệ thống xương Trong kỹ thuật này, vị trí điểm cuối xác định trước, tiếp cần phải tìm góc độ khớp khác hệ thống Như có nhiều kết hệ thống xương phân cấp đảm bảo điểm cuối vị trí khơng có đáp án Kỹ thuật IK có hai đầu, đầu giữ vai trò cố định đầu giữ vai trò điều khiển chuyển động Sự xoay khớp xương khác tính tốn tự động điều khiển IK (IK solver) Khi thêm điều khiển IK việc tạo chuyển động cho đoạn xương cần tác động vào đỉnh Thông thường phải sử dụng nhiều điều khiển IK để tạo chuyển động cho đối tượng, ưu tiên điều khiển IK dựa theo cấu trúc thứ tự khung xương IK mang nhiều ưu điểm cho việc tạo số tượng hành động đối tượng thời gian ngắn Tuy nhiên, việc xây dựng điều khiển cho IK tương đối phức tạp Đặc biệt đáp án cho trạng thái đỉnh IK khơng trường hợp, trạng thái khớp nằm khó kiểm xốt trường hợp cần hành động xác Mỗi kỹ thuật điều khiển mang ưu điểm riêng nhược điểm riêng Khơng có kỹ thuật hồn tồn tốt trường hợp Vì vậy, lựa chọn kỹ thuật điều khiển vào ứng dụng cần xem xét đến đặc điểm toán cần giải Từ đó, lựa chọn giải pháp hợp lý tối ưu để giải vấn đề đặt 40 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG 3.1 Yêu cầu thực nghiệm, ứng dụng Vì nguyên nhân cấp thiết nguy hiểm lớn hỏa hồn đến tính mạng người, tiến hành xây dựng cơng trình nhà ở, phịng ốc cần tính đến trường hợp xảy hỏa hoạn Cơng trình xây dựng có đảm bảo khói hay khơng? Nếu xảy hỏa hoạn sau người nhà hít phải khói độc? Người nhà có hội để hiểm hay không? Giải pháp để cải thiện thiết kế cơng trình vừa giữ hình dáng thiết kế ban đầu đảm bảo khả khói? Đó câu hỏi nguyên nhân phải xây dựng chương trình kiểm tra phản ứng cơng trình trước hỏa hoạn Trong nội dung luận văn xây dựng tính cần thiết xảy hỏa hoạn, từ giúp người tham gia có kiến thức kỹ để bảo vệ tính mạng thân thoát hiểm Trong nội dung luận văn kế thừa kết thu từ việc nghiên cứu kỹ thuật tạo hiệu ứng khói, lửa trình bày chương để xây dựng chương trình ứng dụng mơ hỏa hoạn số tình hiểm Trong phạm vi luận văn dừng lại việc mơ hình ảnh xây dựng tình Như trình bày chương 1, việc tạo hệ mơ hồn tồn xác điều khó khăn, địi hỏi nhiều nghiên cứu chi phí cho hệ thống mơ Vì lý kết chương trình mơ có độ xác tương đối Hình 3.1.Cơng trình xây dựng mơ hình hóa ba chiều 41 Các u cầu ứng dụng mô bảo gồm:  Mơ tổng quan kiến trúc tịa nhà trường Đại học Hùng Vương  Mô chi hệ thống kiến trúc thư viện trường Đại học Hùng Vương  Mơ hình ảnh khói, lửa xảy hỏa hoạn  Mơ số tình hiểm 3.2 Phân tích, lựa chọn cơng cụ Dựa nghiên cứu kỹ thuật tạo hiệu ứng khói, lửa, luận văn sử dụng phương pháp Particle kết hợp với tính tốn va chạm điều khiển đối tượng không gian ba chiều mô hỏa hoạn Đầu vào chương trình mơ thiết kế 3D cơng trình hệ thống kiến trúc Đại học Hùng Vương chi tiết khu thư viện nhà trường Khi công trình xây dựng tiến hành thường có thiết kế chi tiết Dựa thiết kế chi tiết ta thu thiết kế số hóa Trên thực tế thiết kế cơng trình xây dựng thường kiến trúc sư thực máy tính phần mềm thiết kế Từ thông số chi tiết dựa phầm mềm thiết kế nhằm mơ hình hóa thành mơ hình 3D đầu vào cho chương trình mô Trong nội dung luận văn sửa dụng công cụ 3DsMax cho q trình mơ hình hóa nội dung kiến trúc cần mô Một vấn đề quan trọng xây dựng chương trình mơ tảng đồ họa ngơn ngữ lập trình đồ họa Trong nội dung luận văn sử dụng ngôn ngữ lập trình Visual C# tảng lập trình đồ họa Unity Quy trình phát triển Unity trực quan cho người bắt đầu Một chương trìnhh đồ họa điển hình thường chia thành nhiều bối cảnh, bối cảnh chứa nhiều đối tượng khác Mỗi đối tượng mơi trường ảo lại có số kịch kèm, kịch xác định hành vi tương tác cho đối tượng Các kịch viết UnityScript là: JavaScript, C#, Boo Trong nội dung luận văn, Unity sử dụng cho minh họa lập trình đồ họa 3D Điều giúp người nghiên cứu tiếp cận nhanh có sản phẩm ứng dụng cách nhanh chóng với chất lượng mức cao 3.3 Một số kết mơ thực nghiệm 3.3.1 Hình ảnh kiến trúc thư viện Đại học Hùng Vương Hình ảnh khu thư viện Trường Đại học Hùng Vương sau số hóa, thơng số chi tiết thành mơ hình 3D đầu vào cho chương trình mơ 42 Hình 3.2.Hình ảnh kiến trúc thư viện Nhận xét: Với tham số đầu vào hình ảnh thư viện dạng 2D mơ hình sau xây dựng 3D giữ màu sắc, hình ảnh, bố cục đạt yêu cầu 3.3.2 Hình ảnh khói q trình mơ Như trình bày trên, chương trình mơ với điều chỉnh tham số khác cho kết khác Dưới hình ảnh mơ khói chạy chương trình thu ảnh khói tự nhiên Hình 3.3 Hình ảnh khói tự nhiên khói lấy từ chương trình mơ 43 Hai hình ảnh khói hình trên: Một ảnh lấy từ cột khói từ vụ cháy nhà, lại chương trình mơ tạo thuật tốn Particle kết hợp xác định va chạm Nhận xét: Dựa kỹ thuật mơ khói trình bày chương 2, luận văn sử dụng thuật tốn mơ khói va chạm để xây dựng khói Các tham số đầu vào điều chỉnh để tạo đám khói cơng trình xảy hỏa hoạn (các tham số mô tả chi tiết chương luận văn) Kết đầu hình ảnh thư viện mơ đám khói phát sinh lan phần cơng trình Như trình bày, chương trình cài đặt với ngơn ngữ lập trình Visual C# cơng cụ hỗ trợ Unity Phần thực nghiệm trình bày sử dụng kiến trúc thư viện Thư viện mơ hình hóa 3D trình bày phần trước Trong hình 3.4 hình ảnh khói bay lên cao bao phủ trần ngơi nhà Hình 3.4 Khói bay lên cao bao phủ bên thư viện 3.3.3 Hình ảnh lửa q trình mơ Hình ảnh mơ lửa chạy chương trình sử dụng tham số thu ảnh lửa tự nhiên 44 Hình 3.5 Hình ảnh lửa tự nhiên lửa lấy từ chương trình mơ Hai hình ảnh khói hình trên: Một ảnh lấy từ việc đốt đống củi, cịn lại chương trình mơ tạo phương pháp Particle System, để xây dựng hình ảnh cho Particle lửa sử dụng kỹ thuật alpha channel Nhận xét: Dựa kỹ thuật mô lửa trình bày chương 2, Các tham số đầu vào điều chỉnh để tạo lửa cơng trình xảy hỏa hoạn Kết đầu hình ảnh thư viện mơ đám cháy lan phần cơng trình Chương trình cài đặt với ngơn ngữ lập trình Visual C# công cụ hỗ trợ Unity Phần thực nghiệm trình bày phịng đọc sách thư viện Với lửa bốc cháy lên cao bám vào bờ tường, bàn ghế, vật dụng dễ cháy Phần mô đảm bảo lửa cháy vị trí khác với tham số đầu vào khác có hình dạng khác Hình 3.6 Hình ảnh khu vực thư viện trước, sau xảy hỏa hoạn 45 Hình 3.7 Hình ảnh khu vực thư viện xảy hỏa hoạn nhìn từ cao Tham số Max Particles Thời gian sống (_lifeTime) Kích thước (_size) 3.3.4 Mơ di chuyển, tình sảy va chạm Hình 3.8 Các điểm va chạm Trigger tương ứng câu hỏi thoát hiểm 46 Hình ảnh điểm Trigger: Là điểm va chạm sử dụng thuật tốn va chạm biết đến điểm đưa câu hỏi tương ứng Các đường di chuyển áp dụng kỹ thuật điều khiển chuyển động theo đường Path cong để kết nối điểm Trigger tao đường di chuyển cho nhân vật Hình 3.9 Hình ảnh đường Path điểm va chạm Trigger Nhận xét: Nhân vật di chuyển từ điểm va chạm Trigger qua đường Path đến điểm va chạm đồng thời quan sát mơ khói, lửa xung quanh thông qua camera nhân vật từ đưa lựa chọn tốt điểm va chạm để đến đích cầu thang 3.3.5 Một số hình ảnh mơ tình chương trình Hình 3.10 Tình bên ngồi khu vực lan can bắt đầu xảy cháy 47 Hình 3.11.Tình phát đám cháy ngồi tầm kiểm sốt Hình 3.12.Thơng báo lựa chọn sai tình hiểm 48 Hình 3.13.Tình lựa chọn thang máy cho q trình hiểm Hình 3.14.Thành cơng hiểm 3.3.6 Kết chương trình, đánh giá hiệu Dựa kỹ thuật mơ khói, lửa kỹ thuật va chạm chuyển động chương 2, luận văn sử dụng thuật tốn mơ khói, lửa dựa kỹ thuật Particle, kỹ thuật va chạm chuyển động để xây dựng chương trình hướng 49 dẫn kỹ hiểm trường học Chương trình xây dựng với mục tiêu giúp thầy em học sinh có kỹ xảy hỏa hoạn Với đầu vào mơ hình 3D tịa nhà Trường Đại học Hùng Vương khu vực Thư viện địa điểm thực nghiệm Các tham số đầu vào điều chỉnh để tạo đám khói, cháy xảy hỏa hoan Kết đầu hình ảnh cơng trình mơ đám cháy, khói phát sinh đồng thời đối tượng chuyển động theo hướng dẫn hiểm thành cơng Như trình bày, phần mềm 3DS MAX sử dụng để xây dựng mơ hình 3D, chương trình cài đặt với ngơn ngữ lập trình C# cơng cụ hỗ trợ Unity Phần thực nghiệm xử lý tình thời gian cháy khu vực thư viện với đầy đủ kiến trúc bên trong, địa điểm cháy khu vực phịng đọc Thư viện, khói bốc lên cao trần nhà lan tỏa xung quanh Các tham số khói xây dựng theo thời gian thực, khói xuất phát từ địa điểm cháy lan tỏa môi trường xung quanh Nhân vật đứng khu vực trung tâm Thư viện phát khói di chuyển theo kịch cho trước (kịch đánh giá kiểm nghiệm thực tế trước đưa vào mô phỏng) đối tượng di chuyển phát đám khói phát sinh có nhiều hướng để Nhân vật lực chọn với phương án cụ thể sai có dẫn cần thiết, dễ hiểu kịch cho đối tượng phép di chuyển tiếp đến điểm thành cơng hiểm ngồi theo đường cầu thang thoát hiểm Ở nước ta đa số tịa nhà cao tầng khơng xây dựng cầu thang hiểm nhiều ngun nhân khác (tiếp kiệm, tính thẩm mỹ v.v.), lời khuyên thường bị chủ nhân tòa nhà bỏ qua xây dựng Tuy nhiên với hình ảnh trực quan thấy từ chương trình mơ giúp chủ nhân thấy trước tương lai hiểm họa xả Để từ có lựa chọn thơng minh cho kiến trúc 50 KẾT LUẬN Luận văn “Xây dựng chương trình mơ 3D hướng dẫn kỹ xử lý thoát hiểm gặp hỏa hoạn trường học” với nội dung nghiên cứu kỹ thuật mơ khói, lửa, kỹ thuật điều khiển, phát va chạm mô ứng dụng tương ứngkhi mô hỏa hoạn Qua người học có tri thức tổng quan mô thực ảo, hiểu hệ thống mô bao gồm thành phần cách vận hành chúng Đồng thời có nhìn sâu sắc mơ phỏng, tầm quan trọng khoa học, kỹ thuật đời sống, ưu, nhược điểm mơ phỏng, đặc biệt tình thoát hiểm gặp hỏa hoạn Với phương pháp mơ khói, lửa sử dụng hệParticle, luận văn trình bày lại phân tích rõ cách thức thực hệ thống tham số điều khiển mô Các kỹ thuật điều khiển xác định va chạm đãn học viên tìm hiểu trình bày luận văn Kết hợp kỹ thuật tìm hiểu nội dung luân văn xây dựng 01 chương trình mơ hỏa hoạn hướng dẫn kỹ hiểm Tuy cịn nhiều hạn chết mặt mơ tính chương trình hồn thành mục tiêu ban đầu đề ra, góp phần trình nâng cao kiến thức kỹ xử lý gặp hỏa hoạn Qua luận văn học viên học tập nhiều kiên thức nhận thấy lĩnh vực mở nhiều hội học tập, phát triển ứng dụng Với chương trình mơ hỏa hoạn tiếp tục xây dựng nhiều tình từ cung cấp cho người tham gia mô nhiều tri thức cần thiết để bảo vệ tính mạng gặp cố Bài tốn mơ tốn có nhiều ý nghĩa khoa học, công nghệ đời sống, điều thúc đẩy nghiên cứu mơ thực ảo tiếp tục phát triển Tác giả hi vọng luận văn đóng góp phần cho phát triển ngành mô máy vi tính nói riêng ngành cơng nghệ thơng tin nói chung Rất cảm ơn q thầy quý vị quan tâm bỏ thời gian đọc luận văn 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Văn Huân, Vũ Đức Thái (2006), Kỹ thuật lập trình mơ giới thực dựa Morfit, Nhà xuất Khoa học & Kỹ thuật, tr 9-21 Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng (2004), “Đồ họa máy tính”, NXB Khoa học kỹ thuật, Tr 40-50 Tiếng Anh Jerry Banks (1998), Handbook of simulation: Principles, Methodology, Advance, Applications, and Practice, pp 3-6 4.Samuel William Hasinoff,“Three-Dimensional Reconstruction of Fire from Images” [2002] William T Reevesm (1983),“Particle System – A Technique for Modeling a Class of Fuzzy Object”, Computer Graphics, Volume 17, Number 3, pp.359-375 X An and L Li, "Research on Fast Collision Detection Algorithm Based on CPU Cache Technology", 2018 International Conference on Virtual Reality and Intelligent Systems (ICVRIS), Changsha,pp 219-222, 2018 P Jime’nez, F Thomas, C Torras, “3D Collision Detection: A Survey”, Journal of Computers and Graphics, vol 25, No 2, pp 269-285, 2010 DongGyu Park, Mirina Jo, SangHyuk Woo, DoHoo Lee, “A Fire and Smoke Simulation for Mobile Game”, International Journal of Software Engineering and Its Applications, Vol 2, No 4, 2008 Francisco Madera, “An Introduction to the Collision Detection Algorithms”, Facultad de Matem´aticas, UADY, pp 7-18, 2011 10 Jernej Barbič, Marco da Silva, Jovan Popović, “Deformable object animation using reduced optimal control”, ACM Transactions on Graphics (TOG) - Proceedings of ACM, Volume 28 Issue 3, August 2009 11 J M McCarthy, “Introduction to Theoretical Kinematics, MIT Press”, Cambridge, MA, 1990 12 J -P Merlet, “Solving the Forward Kinematics of a Gough-Type Parallel Manipulator with Interval Analysis”, Sage journals, Vol 23, Issue 3, 2004 13 Keith Grochow, Steven L Martin, Aaron Hertzmann, Zoran Popović, “Style-based inverse kinematics”, ACM Transactions on Graphics (TOG) - Proceedings of ACM SIGGRAPH, Volume 23 Issue 3, August 2004, Pages 522531 ... tốn mơ cháy rừng 14 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐỒ HỌA ÁP DỤNG TRONG MÔ PHỎNG HỎA HOẠN Với mục tiêu đề luận văn hướng tới mô hỏa hoạn trường học, từ xây dựng số tình hướng dẫn hiểm địi hỏi nghiên... viện trường, luận văn đặt tìm hiểu kỹ thuật mơ từ xây dựng tình hướng dẫn thầy giáo, em học sinh xử lý cách tốt trường hợp hỏa hoạn sảy đột xuất Nội dung luận văn chia làm phần chính: Chương trình. .. cứu kỹ thuật tạo hiệu ứng khói, lửa trình bày chương để xây dựng chương trình ứng dụng mơ hỏa hoạn số tình hiểm Trong phạm vi luận văn dừng lại việc mô hình ảnh xây dựng tình Như trình bày chương