Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-3-467-474
УДК 004.42; 519.85
РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО МОДУЛЯ СОЗДАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Читать статью полностью
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Шардаков В.М., Извозчикова В.В., Запорожко В.В., Парфёнов Д.И. Разработка адаптивного модуля создания и исследования виртуальных моделей объектов окружающей среды // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 3. С. 467–474. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-3-467-474
Аннотация
Предмет исследования. Проанализированы основные методы генерации ландшафтных карт, положенные в основу разработки программного модуля создания и исследования моделей объектов окружающей среды. Метод. Для достижения синергетического эффекта предложен гибридный подход, представляющий собой симбиоз двух методов построения ландшафтной сетки и текстур: диаграммы Вороного и алгоритма diamond-square. Основные результаты. Определены этапы, сформулированы условия и требования к построению и визуализации ландшафтных карт, разработана математическая модель визуализации окружающего пространства. Представлена процедура распознания объектов из реальных фотоснимков окрестностей Бузулукского бора, приведен результат визуализации соответствующей трехмерной сцены. Анализ ресурсозатратности процессора и оперативной памяти показал преимущества гибридного подхода по сравнению с применением диаграммы Вороного или алгоритма diamond-square порознь. Реализация гибридного подхода для адаптивной генерации ландшафта позволила снизить требования к производительной мощности и ресурсам компьютера. Сделан вывод, что разработанные математическая модель и алгоритм способны проводить высококачественное моделирование реалистичных трехмерных изображений различных объектов по двумерным снимкам. Практическая значимость. Программный модуль интегрирован в цифровую образовательную платформу и позволяет любому обучающемуся в контексте онлайн-курса изучить возможности того или иного реального и ключевого для промышленности участка ландшафта, эффективно готовясь к выполнению профессиональных задач в будущем.
Ключевые слова: ландшафтная карта, моделирование, цифровая образовательная платформа, массовые открытые онлайн-курсы, гибрид- ный подход, алгоритм diamond-square, диаграмма Вороного
Благодарности. Представленная работа выполнена при поддержке Министерством образования Оренбургской области (проект № 22 от 31 июля 2018 года), Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-37-00400).
Список литературы
Благодарности. Представленная работа выполнена при поддержке Министерством образования Оренбургской области (проект № 22 от 31 июля 2018 года), Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-37-00400).
Список литературы
1. Yu M., Huang Y., Xu Q., Guo P., Dai Z. Application of virtual earth in 3D terrain modeling to visual analysis of large-scale geological disasters in mountainous areas // Environmental Earth Sciences. 2016. V. 75. N 7. doi: 10.1007/s12665-015-5161-5
2. Вологжанин А.Ю., Билялов А.Р., Ковтуненко А.С. Система виртуального присутствия на базе SDN и ее применение в телемедицине // Труды Шестой Всероссийской научной конференции «Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений». Уфа-Ставрополь, Россия, 2018. С. 257–261.
3. Шикин А.В., Боресков А.В. Компьютерная графика. Полигональные модели. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2001. 464 с.
4. Осин А.В. Мультимедиа в образовании: контекст информатизации. М.: Издательский сервис, 2004. 320 с.
5. Носкова Т.Н. Педагогическая сущность виртуальной образовательной среды // Известия РГПУ им. А.И. Герцена. 2014. № 167. С. 183–194.
6. Lim E.M., Honjo T. Three-dimensional visualization forest of landscapes by VRML // Landscape and Urban Planning. 2003. V. 63. N 3. P. 175–186. doi: 10.1016/S0169-2046(02)00189-5
7. Deussen O., Hanrahan P., Lintermann B., Mech R., Pharr M., Prusinkiewicz P. Realistic modeling and rendering of plant ecosystems // Proc. 25th Annual Conf. on Computer Graphics and Interactive Techniques. New York, 1998. P. 275–286. doi: 10.1145/280814.280898
8. Peltason L., Iyer P., Bajorath J. Rationalizing three-dimensional activity landscapes and the influence of molecular representations on landscape topology and the formation of activity cliffs // Journal of Chemical Information and Modeling. 2010. V. 50. N 6. P. 1021–1033. doi: 10.1021/ci100091e
9. Bolodurina I.P., Shardakov V.M., Zaporozhko V.V., Parfenov I.V., Parfenov D.I., Izvozchikova V.V. Development of prototype of visualization module for virtual reality using modern digital technologies // Proc. Global Smart Industry Conference (GloSIC). Chelyabinsk, Russia, 2018. P. 1–6. doi: 10.1109/GloSIC.2018.8570145
10. Shardakov V.M., Parfenov D.I., Zaporozhko V.V., Izvozchiko- va V.V. Development of an adaptive module for visualization of the surrounding space for cloud educational environment // Proc. 11th Int. Conf. «Management of large-scale system development» (MLSD). Moscow, Russia, 2018. P. 1–5. doi: 10.1109/MLSD.2018.8551926
11. Извозчикова В.В., Шардаков В.М. Комбинированный метод обработки виртуальной поверхности рельефа // Наука и бизнес: пути развития. 2018. № 2 (80). С. 25–27.
12. Болодурина И.П., Парфёнов Д.И. Управление потоками дан- ных в высоконагруженных информационных системах, по- строенных на базе облачных вычислений // Системы управления и информационные технологии. 2015. Т. 5. № 1-1. С. 111–118.
13. Извозчикова В.В., Меженин А.В. 3D-моделирование методов съемки мобильными видеосистемами // Программные продукты и системы. 2016. № 3. С. 163–167. doi: 10.15827/0236- 235X.115.163-167
14. Извозчикова В.В., Шардаков В.М. Снижение ресурсозатратности компьютера при обработке данных ландшафтной карты // Перспективы науки. 2018. № 2(101). С. 20–23.
15. Болодурина И.П., Шардаков В.М. Программа по обработке комбинированных методов виртуальной поверхности релье- фа. Свидетельство РФ о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2018610775; опубл. 17.01.2018.
2. Вологжанин А.Ю., Билялов А.Р., Ковтуненко А.С. Система виртуального присутствия на базе SDN и ее применение в телемедицине // Труды Шестой Всероссийской научной конференции «Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений». Уфа-Ставрополь, Россия, 2018. С. 257–261.
3. Шикин А.В., Боресков А.В. Компьютерная графика. Полигональные модели. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2001. 464 с.
4. Осин А.В. Мультимедиа в образовании: контекст информатизации. М.: Издательский сервис, 2004. 320 с.
5. Носкова Т.Н. Педагогическая сущность виртуальной образовательной среды // Известия РГПУ им. А.И. Герцена. 2014. № 167. С. 183–194.
6. Lim E.M., Honjo T. Three-dimensional visualization forest of landscapes by VRML // Landscape and Urban Planning. 2003. V. 63. N 3. P. 175–186. doi: 10.1016/S0169-2046(02)00189-5
7. Deussen O., Hanrahan P., Lintermann B., Mech R., Pharr M., Prusinkiewicz P. Realistic modeling and rendering of plant ecosystems // Proc. 25th Annual Conf. on Computer Graphics and Interactive Techniques. New York, 1998. P. 275–286. doi: 10.1145/280814.280898
8. Peltason L., Iyer P., Bajorath J. Rationalizing three-dimensional activity landscapes and the influence of molecular representations on landscape topology and the formation of activity cliffs // Journal of Chemical Information and Modeling. 2010. V. 50. N 6. P. 1021–1033. doi: 10.1021/ci100091e
9. Bolodurina I.P., Shardakov V.M., Zaporozhko V.V., Parfenov I.V., Parfenov D.I., Izvozchikova V.V. Development of prototype of visualization module for virtual reality using modern digital technologies // Proc. Global Smart Industry Conference (GloSIC). Chelyabinsk, Russia, 2018. P. 1–6. doi: 10.1109/GloSIC.2018.8570145
10. Shardakov V.M., Parfenov D.I., Zaporozhko V.V., Izvozchiko- va V.V. Development of an adaptive module for visualization of the surrounding space for cloud educational environment // Proc. 11th Int. Conf. «Management of large-scale system development» (MLSD). Moscow, Russia, 2018. P. 1–5. doi: 10.1109/MLSD.2018.8551926
11. Извозчикова В.В., Шардаков В.М. Комбинированный метод обработки виртуальной поверхности рельефа // Наука и бизнес: пути развития. 2018. № 2 (80). С. 25–27.
12. Болодурина И.П., Парфёнов Д.И. Управление потоками дан- ных в высоконагруженных информационных системах, по- строенных на базе облачных вычислений // Системы управления и информационные технологии. 2015. Т. 5. № 1-1. С. 111–118.
13. Извозчикова В.В., Меженин А.В. 3D-моделирование методов съемки мобильными видеосистемами // Программные продукты и системы. 2016. № 3. С. 163–167. doi: 10.15827/0236- 235X.115.163-167
14. Извозчикова В.В., Шардаков В.М. Снижение ресурсозатратности компьютера при обработке данных ландшафтной карты // Перспективы науки. 2018. № 2(101). С. 20–23.
15. Болодурина И.П., Шардаков В.М. Программа по обработке комбинированных методов виртуальной поверхности релье- фа. Свидетельство РФ о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2018610775; опубл. 17.01.2018.