WP5 Tvorba modelov pre virtuálnu realitu

Modely rozšírenej reality

Pracovný balík bol zameraný na využitie výsledkov laboratórneho testovania, počítačového modelovania a analýzy požiarnych scenárov pri tvorbe modelov využiteľných v prostredí rozšírenej reality (Extended Reality – XR). Pôvodne plánované modely pre virtuálnu realitu boli počas riešenia projektu rozšírené smerom k širšiemu konceptu XR, ktorý zahŕňa virtuálnu realitu, rozšírenú realitu a zmiešanú realitu. Takéto riešenie lepšie zodpovedá aktuálnym trendom v bezpečnostnom vzdelávaní, požiarnom inžinierstve a výcviku zložiek pôsobiacich v oblasti ochrany pred požiarmi.

WP5 nadväzoval najmä na výsledky WP2, WP3 a WP4. Experimentálne údaje z laboratórneho testovania, výstupy počítačových požiarnych modelov a rozhodovacie modely boli využité ako odborný základ pre tvorbu vizuálnych, priestorových a interaktívnych scenárov. Projektová dokumentácia pritom už pri návrhu projektu počítala s využitím progresívnych metód digitálneho spracovania výsledkov, počítačom podporovaného modelovania a virtuálnej reality ako súčasti moderných smart riešení pre oblasť protipožiarnej ochrany a bezpečnosti.

Význam WP5 spočíval v prenose vedeckých a modelových výsledkov projektu do prostredia, ktoré umožňuje názornú vizualizáciu vzniku požiaru, jeho počiatočného rozvoja, šírenia dymu, zmeny podmienok v priestore, evakuácie osôb a zásahových alebo preventívnych súvislostí. V porovnaní s klasickou virtuálnou realitou poskytuje XR širšie možnosti využitia, pretože umožňuje kombinovať digitálne modely s reálnym prostredím, interaktívnymi prvkami, dátovými vrstvami a výcvikovými scenármi. Modely vytvorené v rámci WP5 preto nie sú chápané len ako vizualizačný výstup, ale ako nástroj pre bezpečnostné vzdelávanie, odbornú prípravu, komunikáciu rizika a podporu rozhodovania.

Prvá časť WP5 bola zameraná na tvorbu 3D modelu vybranej nevýrobnej stavby. Model zahŕňal stavebné a konštrukčné vyhotovenie objektu, priestorové členenie, rozvody inžinierskych sietí a prvky zaistenia protipožiarnej bezpečnosti. Takto spracovaný model vytvoril priestorový základ pre následné scenáre vzniku požiaru, šírenia dymu a evakuácie osôb. V prostredí XR môže byť takýto model využitý na názorné vysvetlenie požiarneho správania stavby, identifikáciu kritických miest, overenie únikových trás a prezentáciu významu prvkov protipožiarnej bezpečnosti.

Na 3D model nevýrobnej stavby nadväzovali scenáre vzniku a rozvoja požiaru a šírenia dymu. Tieto modely zobrazujú typové situácie, pri ktorých dochádza k iniciácii požiaru v interiéri, jeho rozvoju, šíreniu splodín horenia a postupnému zhoršovaniu podmienok pre osoby nachádzajúce sa v objekte. Výstupy sú využiteľné na vysvetlenie rýchlosti zmeny podmienok pri požiari, významu včasnej detekcie, funkcie únikových ciest a potreby správnej reakcie osôb. V prostredí XR sa tieto procesy môžu prezentovať priestorovo, interaktívne a v nadväznosti na konkrétny objekt alebo modelový scenár.

Súčasťou WP5 boli aj modely evakuácie osôb vychádzajúce z podmienok vybranej nevýrobnej stavby a z očakávaných požiarnych scenárov. Evakuačné modely umožňujú hodnotiť pohyb osôb, využiteľnosť únikových ciest, možné kolízne miesta, kritické body a vzťah medzi dynamikou požiaru, šírením dymu a bezpečným opustením objektu. Ich význam spočíva v prepojení technického riešenia stavby, požiarneho scenára a správania osôb. V prostredí XR môžu tieto výstupy slúžiť ako výučbový a výcvikový nástroj na pochopenie evakuačných procesov a rozhodovania v čase požiaru.

V nadväznosti na plánované výstupy bol spracovaný aj 3D model vybranej výrobnej stavby vrátane jej stavebného a konštrukčného riešenia, rozvodov inžinierskych sietí a prvkov zaistenia protipožiarnej bezpečnosti. Tento model vytvoril základ pre spracovanie požiarnych scenárov a šírenia dymu vo výrobnom prostredí. Výrobné stavby sú z hľadiska požiarnej bezpečnosti špecifické vyššou technologickou zložitosťou, prítomnosťou zariadení, možnou vyššou požiarnou záťažou a odlišným pohybom osôb. XR model umožňuje tieto špecifiká názorne zobraziť a využiť ich pri odbornej príprave, hodnotení rizík a komunikácii preventívnych opatrení.

Výstupy WP5 boli spracované tak, aby mohli byť využité nielen ako samostatné modely, ale aj ako súčasť širšieho systému výsledkov projektu. Nadväzujú na experimentálne údaje z WP2, počítačové požiarne modely z WP3, rozhodovacie modely z WP4 a vedecký repozitár WP6. V projektových podkladoch boli míľniky WP5 pôvodne formulované ako modely pre virtuálnu realitu, najmä modely iniciácie, rozvoja a hasenia požiarov v prírodnom prostredí, 3D modely vybranej nevýrobnej a výrobnej stavby, scenáre vzniku a rozvoja požiaru, šírenia dymu a evakuácie osôb. V priebehu riešenia boli tieto výstupy rozvinuté smerom k širšiemu konceptu rozšírenej reality, čím sa zvýšila ich využiteľnosť pre výučbu, výcvik, vizualizáciu a prenos poznatkov do odbornej praxe.

Výsledky WP5 sú zároveň súčasťou vedeckého repozitára vytvoreného v rámci WP6. Do repozitára patria najmä metadáta k modelom, popis použitých scenárov, ukážky grafických a vizuálnych výstupov, metodické podklady, prípadne odkazy na softvérové alebo technické prostredie, v ktorom boli modely spracované. Vzhľadom na technickú povahu XR modelov nemusia byť všetky pracovné alebo spustiteľné súbory dostupné vo verejnej časti repozitára. Verejne dostupné môžu byť najmä opisy, vizualizácie, ukážky scenárov, publikačné výstupy a metodické informácie, zatiaľ čo pracovné súbory, modelové adresáre a technické prílohy môžu byť vedené v režime riadeného prístupu. Takéto riešenie je v súlade s koncepciou WP6, ktorého cieľom je sprístupňovať vybrané vedecké, odborné, dátové, modelové, metodické a strategické výstupy projektu v režime Otvorenej vedy.

Dosiahnuté výsledky WP5 predstavujú aplikačnú a vizualizačnú vrstvu projektu. Ich prínos spočíva v tom, že transformujú výsledky laboratórneho testovania, počítačového modelovania a rozhodovacích analýz do priestorovo zrozumiteľného a interaktívneho prostredia. Modely rozšírenej reality umožňujú lepšie pochopiť dynamiku požiaru, šírenie dymu, význam preventívnych opatrení, evakuačné správanie a zásahové súvislosti. WP5 tak významne prispel k hlavnému zámeru projektu, t. j. vytvoriť smart riešenia prepájajúce požiarne skúšobníctvo, modelovanie, vizualizáciu a praktické využitie výsledkov bezpečnostného výskumu.