基于WebGL建筑防火虚拟仿真实验教学平台的设计与实现开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着我国城镇化进程的加快以及人民生活水平的提高，建筑行业蓬勃发展，建筑规模不断扩大，建筑功能日益复杂。

然而，建筑火灾作为一种突发性灾害，其造成的损失逐年上升，严重威胁着人民的生命财产安全。

传统的建筑防火教学模式主要依赖于理论讲解和现场参观，存在以下不足：1.抽象性强，学生难以建立直观的火灾场景认知；2.安全风险高，无法进行真实火灾场景下的逃生演练；3.受场地和时间限制，教学效果有限。

2. 本选题国内外研究状况综述

随着虚拟现实技术的发展，其在教育领域的应用越来越广泛。

虚拟仿真实验教学平台作为一种新型的教学模式，近年来受到了国内外学者的广泛关注。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题主要研究内容包括以下几个方面：1.基于webgl的建筑防火虚拟仿真实验教学平台的总体架构设计，包括系统功能模块划分、数据库设计、系统流程设计等。

2.虚拟场景构建技术研究，包括建筑模型设计与加载、火灾场景模拟、环境特效渲染等。

3.人机交互功能设计与实现，包括用户登录注册、场景漫游、实验操作、数据记录与分析等。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究方法主要包括文献研究法、系统分析法、软件工程法等。

1.文献研究法：通过查阅国内外相关文献，了解建筑防火虚拟仿真实验教学平台的研究现状、发展趋势以及关键技术，为本课题的研究提供理论基础。

2.系统分析法：对建筑防火虚拟仿真实验教学平台的需求进行分析，包括用户需求、功能需求、性能需求等，明确系统的目标和功能，为系统设计提供依据。

5. 研究的创新点

本课题的创新点主要体现在以下几个方面：
1.基于webgl技术实现跨平台应用：传统的虚拟仿真平台往往依赖于特定的硬件设备和软件环境，而本课题采用webgl技术，可以在网页浏览器中直接运行，无需安装额外的插件或软件，实现跨平台应用，方便用户访问和使用。

2.结合实际案例构建逼真的火灾场景：为了提高平台的教学效果，本课题将结合实际火灾案例，利用三维建模技术构建逼真的建筑模型和火灾场景，并模拟火灾的蔓延过程和烟雾扩散效果，增强用户的沉浸感和体验感，帮助用户更好地理解火灾的发生和发展过程。

3.设计个性化的交互式实验模块：为了提高用户的学习兴趣和参与度，本课题将设计个性化的交互式实验模块，允许用户根据自己的需求选择不同的实验场景和参数，进行模拟实验操作，并记录实验数据，生成实验报告，方便用户进行分析和总结，提高学习效率。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 黄友安,张健,袁华. 基于webgl的智慧城市三维可视化平台设计与实现[j]. 测绘与空间地理信息,2022,45(12):172-176.

2. 刘振宇,张晓辉. 面向复杂场景的轻量级web3d交互式平台[j]. 系统仿真学报,2021,33(04):774-781 790.

3. 蔡金平,黄明,王琦,黄章. 基于webgl的电力三维虚拟培训系统研究与应用[j]. 电力系统保护与控制,2021,49(03):181-186.