混合现实技术作为计算机图形学的延伸学科,近几年被广泛的应用在虚拟仿真领域,许多国内外研究机构对于混合现实在军事、教育、医疗及文化等方面的研究也取得了一定的成果。随着图形学技术及可视化硬件设备的飞速发展,传统的二三维可视化方法已满足不了人们对视觉体验的要求,如今更多的强调“身临其境”的沉浸体验,混合现实技术的发展很好的解决了这一问题。本研究通过将混合现实结合灾害应急相关知识,提出了一种基于混合现实的火灾场景可视化及交互新方法。以黑龙江地理信息产业园为研究区域,利用AutoCAD和3Dmax构建研究区三维场景室内外模型,采用Unity3D及Hololens全息眼镜作为可视化软硬件设备,使用粒子系统进行火灾的模拟。在此基础上,实现了基于混合现实的火灾场景可视化及交互系统,极大的减少了现实环境下火灾疏散演练耗费的成本,为火灾救援人员提供了辅助决策作用。论文的具体研究工作及成果如下:(1)根据获取的研究区域特征点坐标数据,利用AutoCAD结合3Dmax进行产业园三维模型的构建。同时,使用Unity3D引擎为模型加入光照、渲染及BoxCollider等交互组件,完成混合现实可交互火灾场景的搭建。(2)利用KinectFusion三维表面重建算法,重建物体表面模型,实现火灾场景与表面模型的融合。首先利用双边滤波图像平滑方法处理原始深度图,转换为点云数据并计算顶点坐标系法向量;然后采用ICP算法将当前帧点云与预测得到的点云匹配,估算出相机当前的位姿;其次通过TSDF模型进行点云融合,生成表面模型;最后使用光线追踪的方法实时更新空间物体表面模型。(3)对比分析了基于纹理的火灾模拟、基于物理的火灾模拟和基于粒子系统的火灾模拟优缺点,选用基于粒子系统的火灾模拟,并研究其火灾模拟的原理及具体流程,实现了室内火灾模拟。(4)研究了基于A*算法的路径搜索原理,提出了一种基于A*算法的火灾应急疏散最优路径规划方法。该方法通过将室内场景划分成路径流通区与阻碍区两种,连接用户与出口之间所有流通区域,搜索其中一条最短的路径,该路径即为应急逃生最优路径。