1.2 虚幻4技术概述

虚幻4是由Epic Games公司于2014年3月发布的一款三维游戏开发引擎，具有实时渲染和可视化脚本功能，并且支持多平台发布，是一款性能强悍、操作简单的专业游戏引擎。但是它的功能并不局限于游戏制作，许多虚拟漫游开发公司将虚幻4应用到了房地产开发、景点宣传以及灾害场景模拟重现等方面，并且得到了很好的用户反映。可见虚幻4在虚拟漫游方面具有十分强大的创造力与发展前景。

1.3研究内容及组织结构

我们的《虚拟漫游——交互式房间设计与实现》主要以船舶火灾这一特殊灾害场景为例，设计并实现了在军舰上如遇船体突发火灾，该如何进行正确的自我救援并采取正确的手段使得灾害损失得到最大限度的控制。其运用虚拟漫游作为实现交互式房间设计的思想主要源于虚拟空间的灾害模拟，投入资金少，安全程度高，可控范围大等优点。系统会模仿真实的船舶，并在船舶中会随机产生火灾现场，监视人员可以通过系统中的监视器来告诉灭火人员如何移动，同时，监视器还有湿度，等一系列参数达到提前预警的效果。系统可以通过仪器来感知用户的移动，计算机将采集的数据进行计算，从而达到灭火的过程。虚拟现实船舶火灾救援势必将极大的提高消防人员对消防的灭火熟练程度，从而在第一时间灭火，将人员，财务损失降到最低。

第一章：本研究课题的学术背景及其理论与实际意义，本课题主要研究内容。

第二章：主要概述了我们系统的总体架构。

第三章：主要描述了本套系统所采用的各项关键技术。

第四章：主要介绍了该系统具体的设计流程。

第五章对我们的系统进行了测试并改进了部分问题。

第六章主要总结了本系统的研究工作，指出了其中的不足与缺陷，并提出以后仍需要努力的方向，并对未来的工作进行展望。

第二章  系统的总体架构

2.1虚拟漫游——交互式房间设计框架

图2-1 虚拟漫游——交互式房间设计框架

如图2-1所示：主要包含三个部分：模型制作、系统制作与展示平台的环境搭建。

模型制作：使用3DsMax作为我们的模型搭建工具，导出为FBX格式。

系统制作：以虚幻4为开发引擎，支持射线检测、触发器碰撞、火焰烟雾粒子效果等功能。

展示平台环境搭建：一般的家用PC电脑即可运行，需包含DirectX9或以上版本。

2.2具体案例框架

具体到一个《虚拟现实船舶火灾救援系统》的案例，我们是按照图2框架来实现系统中甲板上以及主控室的虚拟漫游与交互。

图2-2 船舶火灾救援系统框架

2.2.1 交互界面

我们主要包括体验者的显示屏上出现提示、与灭可交互物品的提示、主控室操控界面三个部分：甲板提示、与灭火器交互、主控室灭火提示、主控室操控界面交互。  

2.2.2 虚拟现实系统

硬件反面：主要采用HTC Vive头戴显示器与配套的手柄。

软件方面：主要采用虚幻4引擎作为其开发工具，选用自带的第一人称开发模板进行二次开发，实现更多的交互功能。

2.2.3 主控模块

该系统采用的主控模块是依赖于虚幻4的粒子模拟功能、UMG系统的数据模拟功能和摄像机投影功能。主要负责模拟生成火灾、对整个船体状况的检测、控制并且实现特定的灭火功能。这些功能都将显示是主控室操控界面上，体验者可以通过键盘呼出，并通过鼠标与操控界面进行交互实现上述灭火功能与系统重置功能。

(1)结构分析模块

结构分析模块主要包括船舱起火位置分析监测、船体各项参数分析监测以及摄像头监控功能。