РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО МОДУЛЯ СОЗДАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 

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

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.

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.

 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License