【摘 要】
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研究建筑火灾发生时个体的疏散行为,有助于了解灾害发生时人的心理生理变化以及决策行为过程,由此而开展的研究对优化建筑疏散应急通道布局,减少生命财产损失是十分有意义的。但火灾条件下人的疏散行为研究有一定的特殊性,其无法通过场景复现来获取真实的人员疏散行为数据。因此合适的研究工具对火灾情境下人员疏散行为研究来说是极其重要的。随着计算机技术和人机交互技术的快速发展,虚拟现实技术逐渐被学者作为研究火灾的重要
【基金项目】
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国家自然科学基金(基金编号:71603145); 教育部人文社科基金(基金编号:16YJC630052); 清华大学(土水学院)-广联达BIM研究中心项目;
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研究建筑火灾发生时个体的疏散行为,有助于了解灾害发生时人的心理生理变化以及决策行为过程,由此而开展的研究对优化建筑疏散应急通道布局,减少生命财产损失是十分有意义的。但火灾条件下人的疏散行为研究有一定的特殊性,其无法通过场景复现来获取真实的人员疏散行为数据。因此合适的研究工具对火灾情境下人员疏散行为研究来说是极其重要的。随着计算机技术和人机交互技术的快速发展,虚拟现实技术逐渐被学者作为研究火灾的重要工具。本研究以虚拟现实技术为基础,设计并成功搭建了多种感官交互的火灾疏散实验平台。现有的虚拟现实火灾实验平台,感官交互主要集中于视觉和听觉,交互手段单一,作为火灾研究的工具,并未将火焰燃烧时的重要感官感受表现出来。本研究以火灾发生时高温和刺激性气味为重点,通过软硬件的开发实现了虚拟现实场景对火焰的接近真实的感知效果。本研究利用“电暖气+升降平台”的方式设计了温度交互装置,该装置实现了使用继电器对加热管的控制并能通过端口调用实现和虚拟场景的实时互动。为了实现气味感知交互,本研究使用气味播放器实现了对气味的模拟,并可以通过改变播放频率体现距离火源不同位置的气味浓度差异。平台实现了步行导航、视觉、温感、听觉、嗅觉等多感官交互的功能,并能对重要的疏散行为数据进行存储记录,平台总体达到了预期的设计功能。另外,对虚拟现实沉浸感测量主要使用主观量表评价的方法,但目前已有的量表已经无法满足对现有虚拟现实系统评价的需求。为了对多感官交互有固定任务的虚拟现实平台进行沉浸感的评价,本研究通过阅读整理文献、总结现有沉浸感评价量表等方法,设计了一套全新的沉浸感评价量表,量表以心流理论、认知吸收理论、存在理论为基础,提出从控制、真实、任务挑战、专注、认知、情绪六个维度对沉浸感做出评价。量表编制在经过条目池建立、条目筛选、形成初始量表、实验问卷收集、信效度分析后,最终形成了含有28条目的沉浸感评价量表。该量表具有良好的结构效度和信度,可以对压力条件下、多感官交互、有明确任务的虚拟现实系统进行沉浸感的评价。
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