Аннотация: 3D-записи занятий - мощное средство для обучения в виртуальных мирах. Однако как и видеозапись занятия, 3D-запись должна быть отредактирована преподавателем, чтобы превратиться в образовательный контент высокого качества. 3D-запись в отличие от видеопотока представляет собой сложную последовательность смены синхронизируемых свойств, привязанных к временным отсчетам относительно начала занятия. Для возможности редактирования 3D-записи требуется решить ряд технических задач, связанных с размером исходных данных, удалением ненужных ресурсов, скоростью воспроизведения отредактированной записи и размером сетевых пакетов. Этим вопросам и посвящана эта статья.

DOI: 10.7256/2454-0714.2013.3.8904

Аннотация: Предложена методика обучения тактическим действиям путем моделирования игровых ситуаций в виртуальной реальности. Для обучения предварительно на сервере формируется база данных игроков, в процессе обучения сервер соединяется с компьютером тренера, на котором задаются составы нападающей и защищающейся команд игроков, их первоначальное положение и положение спортивного снаряда на игровом поле, передаваемые в компьютеры игроков. Игроки нападающей команды стремятся доставить виртуальный спортивный снаряд в зону поражения или поразить ворота защищающейся команды. Игроки защищающейся команды стремятся овладеть виртуальным спортивным снарядом или препятствовать действиям игроков нападающей команды. Предложенная методика позволяет моделировать неограниченное число игровых ситуаций, анализировать различные варианты их развития, развивать игровое мышление игроков и их взаимодействие в команде. Она может использоваться при тактической подготовке команд разной подготовленности, специализирующихся в футболе, хоккее, ручном мяче, регби, баскетболе и в других командных видах спорта.

DOI: 10.7256/2454-0714.2023.3.36937

EDN: ZDVQZC

Аннотация: Данная статья посвящена тому, создание национальной виртуальной университетской платформы, геометрическое моделирование дизайна экстерьеров, интерьеров и персонажей в области информационных технологий на основе 3D технологий. Мы знаем, что визуализация использует геометрические сплайны и методы построения полигональных сеток. В системах виртуальной реальности каждый объект представлен трехмерной моделью. Настоящая задача сейчас - создать пользовательские модели, которые ими управляют. Трехмерная модель персонажа представлена картой глубины, точками, полигональной моделью, параметрической моделью, описывающей антропометрические, ансафные и профильные черты человеческого лица. Процесс исследования включает изучение правил визуализации виртуальных трехмерных объектов через внутренние и внешние модели, теорию геометрического моделирования, алгоритмы, методы и алгоритмы компьютерного моделирования, применение алгоритмов виртуальной реальности в образовании. Сегодня, когда в нашей стране стремительно развиваются инженерия и технологии, путешествия в виртуальный мир вызывают у многих большой интерес. В результате трехмерный контент и ландшафтный дизайн расширяют человеческое воображение и служат для того, чтобы запечатлеть наши знания о предмете и объекте в нашей памяти. Было бы эффективнее перенести практические занятия в компьютерных залах учебных заведений в виртуальный мир и организовать их в этой виртуальной среде с помощью виртуальных объектов. Кроме того, все аспекты предмета могут быть объяснены и преподаны, и студенты будут иметь возможность использовать его виртуально. Создание панели инструментов, включающей все виртуальные объекты, становится приоритетной задачей. Использовались технологии объектно-ориентированного программирования и методы тестирования. В данной статье предлагаются новые методы геометрического моделирования трехмерных объектов, упомянутых выше, то есть конструктивный логико-алгебраический метод R-функций (RFM). Этот метод позволяет изображать 3D-объекты высокой сложности.

DOI: 10.7256/2454-0714.2019.2.28666

Аннотация: Объектом исследования является метод объемного рендеринга на основе трехмерных текстур и функционально заданных поверхностей в интерактивном режиме с применением графических ускорителей. Предлагается иерархический подход представления текстур в памяти и способ управления большими массивами вокселей. Иерархическая структура имеет компактное описание текстур с использованием однородности данных и важности информации для уменьшения требуемой памяти и скорости вычислений. В основе метода лежит эффективное управление текстурами, в которой назначается память текстур по степени значимости региона и содержанию воксельных данных. Сочетание данных, интерполяции и важности данных определяют выбранный набор узлов дерева. Эти узлы определяют, как должен быть объем разложен и представлен в памяти текстур. Метод исследования базируется на аналитической геометрии в пространстве, дифференциальной геометрии и векторной алгебре, теории интерполяции и теории матриц, опирается на математическое моделирование и теорию вычислительных систем. Основными выводами проведенного исследования являются: возможность визуализации большого числа объёмов, функционально заданных объектов, сложных полупрозрачных объемов, в том числе, пересечений объемов в конструктивном твердотельном моделировании. Рендеринг разных объемов одновременно – это более сложная проблема, чем визуализация одного объема, потому что требуются операции пересечения и смешивания. Функционально заданные поверхности хорошо подходят для встраивания внешних объектов в объемы. Модели медицинских инструментов и совмещение поверхностей с объемными данными необходимы для виртуальной компьютерной хирургии.

DOI: 10.7256/2454-0714.2022.2.38214

EDN: ZPEWAU

Аннотация: Предметом исследования являются особенности организации интерфейсов виртуальной реальности. Автор подробно рассматривает такие аспекты темы, как вовлеченность пользователя в виртуальную среду, различные способы и сценарии взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью, безопасность пользователя в виртуальной среде, а также такое явление, как киберболезнь и способы ее предотвращения. В исследовании также рассматривается использование голосового управления в качестве альтернативы ручному. Особое внимание в данном исследовании уделяется классификации интерфейсов виртуальной реальности, среди которых выделяются и подробно рассматриваются сенсорные интерфейсы, интерфейсы на основе моторики пользователя, сенсомоторные интерфейсы, интерфейсы для моделирования и разработки виртуальной реальности.    Основным выводом проведенного исследования является то, что интерфейс виртуальной реальности должен проектироваться с учетом эргономики пользователей для предотвращения мышечной усталости и киберболезни. Кроме того, очень важным при проектировании интерфейсов виртуальной среды является обеспечение безопасности пользователя: пользование интерфейсом виртуальной реальности не должно приводить к травмированию пользователя. Для создания эргономичного и безопасного интерфейса виртуальной реальности зачастую требуется сочетание различных видов интерфейсов, с помощью которых пользователь может получить доступ к альтернативному способу управления или улучшенной навигации. Особым вкладом автора в исследование темы является описание классификации интерфейсов виртуальной реальности.

DOI: 10.7256/2454-0714.2013.1.62452

Аннотация: 3D-записи занятий – мощное средство для обучения в виртуальных мирах. Однако как и видеозапись занятия, 3D-запись должна быть отредактирована преподавателем, чтобы превратиться в образовательный контент высокого качества. 3D-запись в отличие от видеопотока представляет собой сложную последовательность смены синхронизируемых свойств, привязанных к временным отсчетам относительно начала занятия. Для возможности редактирования 3D-записи требуется решить ряд технических задач, связанных с размером исходных данных, удалением ненужных ресурсов, скоростью воспроизведения отредактированной записи и размером сетевых пакетов. Этим вопросам и посвящана эта статья.

DOI: 10.7256/2454-0714.2013.3.63834

Аннотация: Предложена методика обучения тактическим действиям путем моделирования игровых ситуаций в виртуальной реальности. Для обучения предварительно на сервере формируется база данных игроков, в процессе обучения сервер соединяется с компьютером тренера, на котором задаются составы нападающей и защищающейся команд игроков, их первоначальное положение и положение спортивного снаряда на игровом поле, передаваемые в компьютеры игроков. Игроки нападающей команды стремятся доставить виртуальный спортивный снаряд в зону поражения или поразить ворота защищающейся команды. Игроки защищающейся команды стремятся овладеть виртуальным спортивным снарядом или препятствовать действиям игроков нападающей команды. Предложенная методика позволяет моделировать неограниченное число игровых ситуаций, анализировать различные варианты их развития, развивать игровое мышление игроков и их взаимодействие в команде. Она может использоваться при тактической подготовке команд разной подготовленности, специализирующихся в футболе, хоккее, ручном мяче, регби, баскетболе и в других командных видах спорта.

DOI: 10.7256/2454-0714.2013.4.10547

Аннотация: В данной статье предлагаются методы и архитектура системы переноса «живых» лекций в виртуальный мир vAcademia. Система записывает голос лектора и использует Microsoft Kinect для захвата жестов преподавателя, преобразуя эти данные в анимацию аватара лектора. На основе использования возможностей потоковых процессоров содержимое экрана проектора, который использует преподаватель, переносится непосредственно в виртуальный мир и отображается в совместном графическом рабочем пространстве, а также происходит дополнительный анализ изображения с видеокамеры Kinect для более точного определения положения тела преподавателя. Использование потоковых процессоров позволило эффективно реализовать передачу содержимого экрана проектора на совместое рабочее пространство в виртуальном мире, а также осуществлять распознавание цветных маркеров на теле преподавателя практически без потери производительности. Применение Kinect для захвата лекций (совместно с получением изображения с проектора или интерактивной доски и отображением его на виртуальной доске) могло бы позволить учителям использовать виртуальные миры как мощное средство обучения, находясь в привычной для себя среде обучения. Это и является целью данной работы.

DOI: 10.7256/2454-0714.2013.4.63910

Аннотация: В данной статье предлагаются методы и архитектура системы переноса «живых» лекций в виртуальный мир vAcademia. Система записывает голос лектора и использует Microsoft Kinect для захвата жестов преподавателя, преобразуя эти данные в анимацию аватара лектора. На основе использования возможностей потоковых процессоров содержимое экрана проектора, который использует преподаватель, переносится непосредственно в виртуальный мир и отображается в совместном графическом рабочем пространстве, а также происходит дополнительный анализ изображения с видеокамеры Kinect для более точного определения положения тела преподавателя. Использование потоковых процессоров позволило эффективно реализовать передачу содержимого экрана проектора на совместое рабочее пространство в виртуальном мире, а также осуществлять распознавание цветных маркеров на теле преподавателя практически без потери производительности. Применение Kinect для захвата лекций (совместно с получением изображения с проектора или интерактивной доски и отображением его на виртуальной доске) могло бы позволить учителям использовать виртуальные миры как мощное средство обучения, находясь в привычной для себя среде обучения. Это и является целью данной работы.