说起来都是眼泪:逼着自己去干这件事
你得逼着我,我才能把一个东西从头到尾彻底实践完。这回这个“隧道逃生”项目,要不是前段时间遇到那糟心事,我根本不会碰,也压根儿没想到自己会去研究逃生路径和火灾建模这档子事。
怎么说?就前几个月,我爸妈住院,我急着晚上开车从郊区赶回市区,必须得过那个著名的三号隧道。那隧道出了名的长,七八公里,而且只有双向两车道。那天晚上,前面一辆大货车不知道怎么回事,跟小轿车亲密接触了,直接在中间道上横了过来。我当时就跟着后面的车队,硬生生被夹在里面,动弹不得,前不着村后不着店。
空气那个差,你感受一下,上百辆车熄火了,但隧道通风系统好像根本没跟上。我当时在车里待了快三个小时,心头发慌。我就琢磨,这要是真着火了,或者出了什么更大的事故,大家伙儿往哪儿跑?那些绿色的逃生指示牌,在应急灯下看着贼模糊,而且很多都被大车挡住了。那一刻,我真是体验到了什么叫叫天天不应。
被困了四个多小时,救援队才挪进来。我回到家,整个人都快虚脱了。睡了一觉起来,我越想越觉得不对劲。光靠政府或者某些部门,很多事情是解决不了的。既然我是做开发的,为什么不自己搞一个可以模拟隧道内部环境和逃生路径的工具?这样至少能让大家知道,万一出事,得把逃生这件事儿演练起来。
撸起袖子:从零开始搭建框架
我立马拍板,这个项目必须搞,就叫《隧道逃生》。
我直接选定了C#和Unity这个组合,因为要进行三维建模和物理模拟,这个工具链我最熟悉,能最快上手。第一步,我得把那条三号隧道的数据给扒出来。我对着卫星图,结合公开的工程资料,硬是把隧道的坡度、宽度、逃生口间隔、消防栓位置等等,全都精确建模出来。这过程简直是煎熬,花了我足足一周时间,才把基础的场景搭了个七七八八。
基础场景建好后,核心问题来了:怎么模拟人?怎么模拟烟?
- 第一版:简单的寻路。 我最初的想法很简单,用NavMesh+A算法,把逃生口设置为终点。运行起来一看,傻眼了。所有人都往一个口子涌,相互踩踏,完全没有考虑恐慌情绪和路线受阻。这不行,太假了。
- 第二版:引入“群体压力”算法。 我开始研究一些群体行为模拟的文献,将每个“人”设定为具有趋利避害本能的个体。他们不仅寻找出口,还会本能地避开身边拥挤的人群。我加了一个“拥挤度斥力”,这个效果就好多了,至少跑起来像一群人了。
更新日志的核心难点:烟雾与视线
但真正的难点,也是我这回更新日志里重点要说的,是“烟雾”这个大麻烦。隧道逃生,真正要命的不是火,而是烟和毒气。
我刚开始偷懒,用粒子系统做了点黑色的烟雾粒子,模拟烟雾上升。但大家都知道,烟雾不是向上飘就完了,它会扩散,会沉降,还会被风速影响。而且在隧道这种半封闭环境里,烟雾扩散的速度和方向至关重要。
我推翻了简单的粒子系统,转头去研究了简化的流体动力学模拟。我没法在Unity里做精确的CFD(计算流体动力学),那太耗性能了。所以我采用了一种简化的网格扩散模型,我把隧道空间划分成了无数个小格子,根据火源的温度和风速,设定烟雾在相邻格子的扩散速率和浓度衰减。浓度越高,格子的“危险值”就越高。
这个“危险值”直接耦合了寻路系统。这才是这回更新最大的突破:
如果一个格子里的烟雾浓度超过某个临界值,这个格子对逃生者来说,就直接变成了“负值路径”甚至“不可行走区域”。
我花了整整两周时间,把烟雾扩散的模型调到了一个我认为相对靠谱的状态。现在运行起来,当火灾发生,烟雾沿着隧道顶部迅速蔓延,然后向下沉降。在模拟中,逃生者会本能地避开烟雾浓度高的路径,转而趴低身体,向侧边逃生通道转移。整个过程,紧张感直接拉满。
收尾与自我评价:这回实践记录的意义
我把所有参数和场景都进行了打包。在更新日志里,我还特意加上了自定义火源和风速的功能,大家可以自己调整参数,看不同情况下的逃生模拟效果。
这项目从头到尾,我搞了快两个月。虽然这只是一个简陋的模拟工具,但它彻底梳理了我对紧急避险这件事的理解。我不再是那个在隧道里干着急的旁观者,而是亲自上手,把所有可能影响逃生的因素,一个一个拆开,又重新组装起来。
我的代码写得一团乱麻,中间有很多地方都是临时打的补丁,但它跑起来了,而且能相对真实地反映问题。这对我来说,比什么都重要。
这回实践记录就分享到这里。如果你也对这种模拟感兴趣,可以去我的分享地址,拉下来玩玩,给我提点意见。这玩意儿还得继续优化,下一版我打算增加照明失效和疏散员AI的模拟,让整个场景更接近现实的复杂情况。
搞开发就是这样,一个坎儿过去了,前面还有无数个坎儿等着你。