У даній статті розглядаються найбільш важливі аспекти, які супроводжують різні етапи розробки тривимірних віртуальних турів; ставляться цілі і завдання, які необхідно враховувати розробнику програмного забезпечення даного типу для створення оптимальних інструментів, що забезпечують найменш витратну по навантаженню на систему роботу; даються рекомендації по використанню програмних продуктів, необхідних для моделювання, текстурування і налаштування взаємодії з користувачем даного програмного продукту.
Ключові слова:тривимірне моделювання, віртуальна реальність, CAD-системи, ігровий движок, призначений для користувача інтерфейс, оптимізація моделей, тріангуляція, нізкополігональних моделі, рендеринг, текстурування, фотореалістична візуалізація.
У сучасному світі неможливо уявити собі жодну з сфер людської діяльності, яку б не зачепила прогрес інформаційних технологій. У даній статті розглянута роль взаємодії користувачем і віртуальних засобів для розвитку туристичної індустрії країни. Добре відомі перспективи технології віртуальної реальності (ВР) для забезпечення унікальних освітніх та інформаційних можливостей [1]. Віртуальний тур (віртуальна екскурсія) як організаційна форма навчання відрізняється від реальної екскурсії віртуальним відображенням реально існуючих об'єктів (музеї, парки, вулиці міст і тд.) З метою створення умов для самостійного спостереження, збору необхідних фактів. Оскільки у користувача немає можливості побачити реальний об'єкт, важливо передбачити наявність графічної інформації - перш за все у формі фотографій, а також карт і планів, схем і т.д. Комунікація з відвідувачем повинна бути яскравою і помітною. Віртуальний тур має ряд особливостей і переваг:
- Графіка і сучасні ефекти задають емоційний фон відносно відвідувача до бренду;
- Висока щільність і тривалість контакту. Відвідувачі сприймають екскурсію / тур, як приємну гру-прогулянку;
- Використання в оформленні туру елементів фірмового стилю і бренду закріплюють впізнаваність об'єкта;
- Заміна звичного текстового подання матеріалів візуальним підвищує інтерес і мотивацію до вивчення.
На жаль, відсотків 80 усіх віртуальних екскурсій сьогодні побудовані досить просто і мають ряд недоліків. У даній роботі нами визначено мету і завдання розробників програмного забезпечення для віртуальних турів, виявлені проблеми і специфічні аспекти, що виникають в процесі розробки, проведено аналіз технічних засобів і розроблена концепція реалізації тривимірних віртуальних турів на прикладі створення туру по садибі Архангельське. Наведемо кілька завдань, що вирішуються розробниками програмного забезпечення для віртуальних турів, в тому числі і фахівцями з прикладної інформатики в дизайні:
1. Комерційна. При обмежених за часом терміни екскурсій використання віртуальних турів може показати додаткові місця, які можна включити в наступні екскурсії, тим самим збільшивши потік відвідувачів;
2. Освітня. Вбудований в програму занять, віртуальний тур допоможе учням ближче ознайомитися з культурою та історією створення пам'ятників архітектури, показати особливості різних архітектурних і художніх стилів, застосованих в оформленні предметів інтер'єру і екстер'єру об'єктів, доступ до яких обмежений або неможливий;
3. Ознайомча. Користувач, який не має можливості відвідування даного комплексу в реальності, знайомиться з експозицією самостійно завдяки високо деталізованим моделям.
Вибір розробників впав на садибу Архангельське, так як даний музейний комплекс є одним з найстаріших (перші згадки про садибу відносяться до часів Івана Грозного) і відомих в Росії. Садибою в різні часові відрізки володіли такі видатні російські династії, як Шереметєва, Одоєвського, Голіцини, Юсупова, наповнюючи її кращими творами мистецтва свого часу, від чого в стінах садиби їх накопичилося колосальну кількість (понад 40 тисяч) [7].
На сьогоднішній день існує цілий ряд інструментів, за допомогою яких можливо віртуальне переміщення по різних архітектурних об'єктів (Яндекс. Карти, Google.карти), що працюють на принципі кругової зйомки і «зшивання» окремих фрагментів в великі сцени і володіють рядом своїх переваг і недоліків [ 3,4]. До переваг використання даних систем відносяться, наприклад, їх доступність (можливість роботи на будь-якому пристрої, що має вихід в Інтернет) і висока деталізація об'єктів (завдяки використанню спеціальної фотоапаратури високої чіткості). Однак, дані віртуальні тури мають і низку недоліків, серед яких [2]:
1. Уповільнена навігація (необхідність очікування завантаження обраної частини об'єкта або іншої будівлі);
2. скрутне змінність (наприклад, при зміні експозиції необхідно повторна оцифровка і монтаж);
3. Неможливість зміни умов навколишнього середовища (погоди, пори року);
4. Обмежена масштабованість (неможливість наближення до об'єктів, утруднена навігація)
5. Відсутність призначеного для користувача інтерфейсу.
Проаналізувавши роботу програм для віртуальних турів, враховуючи особливості їх роботи і області застосування, була поставлена мета - розробити віртуальний тур, який відповідає відповідним критеріям:
1. Реалістична візуалізація об'єктів;
2. Динамічне завантаження об'єктів;
3. Можливість швидкої зміни;
4. Створення інструментів взаємодії з користувачем.
Щоб домогтися максимальної швидкодії при мінімальних витратах апаратних ресурсів, крім розглянутих критеріїв, розробнику необхідно враховувати додаткові аспекти, що відкриваються на початковому етапі розробки [5]:
- Створення нізкополігональних моделей і оптимізація об'єктів. Залежно від ступеня «участі» об'єктів в полі зору віртуального «відвідувача», необхідно визначити ступінь деталізації проектованих моделей і провести відповідні дії по скороченню кількості полігонів (наприклад, не має особливого сенсу промальовувати кожен листок дерева або квітки, якщо вони знаходяться далеко від основних розміщених в проекті моделей);
- Дотримання масштабів проектованих моделей. При роботі команди розробників, а також при роботі над кожною моделлю окремо (не в рамках однієї сцени), необхідно співвідносити розміри кожної окремої моделі, що бере участь в сцені. Для цього оптимально підійде метод фотограмметрії (визначення лінійних розмірів предметів за їхніми зображеннями)
- Використання тріангулірованних моделей. Так як практично всі ігрові движки, які використовуються для розробки віртуальних турів, автоматично тріангуліруют (перетворять прямокутні полігони в трикутні) сітку моделей, необхідно провести тріангуляцію в середовищі розробки моделей, перед накладенням текстур і фінальним рендерингом, щоб уникнути проблем з «поплив» і неадекватною геометрією .
З огляду на завдання проекту та критерії розробки, важливо підібрати відповідні їм програмні продукти, за допомогою яких вдасться реалізувати весь цікавить функціонал. Це повинні бути потужні CAD-системи (blender3D, 3D Studio Max), програми роботи з шейдерами і текстурами (Photoshop, ZBrush), а також ігрові движки для настройки моделей і взаємодії з користувачем (Unity3D, Unreal Engine [1]).
Вибір оптимальних, і, при більш глибокому аналізі, додаткових інструментів забезпечить швидку і якісну розробку описуваного віртуального туру і оптимізує споживання апаратних і програмних ресурсів пристроїв, на яких буде розміщуватися даний вид програмного забезпечення [6].
На основі проведеного аналізу можна зробити наступні висновки:
- Існуючі засоби віртуального переміщення по архітектурних об'єктів мають свої переваги і недоліки;
- Облік даних особливостей дозволяє розробити тривимірний віртуальний тур, що володіє більш розширеним функціоналом;
- На початкових етапах розробки необхідно враховувати додаткові критерії, які дозволять розробити більш гнучкий програмний продукт;
- Вибір оптимальних інструментів розробки дозволить розробити потужний програмного забезпечення і оптимізувати витрати ресурсів, потрібних для роботи тривимірного віртуального туру.
- Game Engine Architecture 2nd Edition, 2014 року, AK Peters / CRC Press;
- Віртуальна реконструкція об'єктів історико-культурної спадщини, Прикладна інформатика, №6 (36), 2011 року.
- https://www.google.ru/maps (Переглянуто 23.03.2017);
- https://yandex.ru/maps/213/moscow/ (Переглянуто 23.03.2017);
- http://www.scienceforum.ru/2014/527/4731 - технологія створення віртуальних екскурсій
- В. М. Муніпов, В. П. Зінченко Ергономіка. - Логос, 2001. - С. 356.
- http://arhangelskoe.su/ (Переглянуто 24.03.2017 р)
Питання і коментарі до виступу:
Головнін Олексій Олексійович
(24 березня 2017 р 20:07)
Привіт Арсеній Назирович, Людмила Олегівна, Іван Олександрович!
Чув давно, що вже все реальне є в віртуальному світі. Збирався подивитися, але все ніколи. Ваша робота послужила каталізатором.
Років 15 тому на олімпіаді у Р.М.Сідорука бачив віртуальний Нижегородський Кремль, віртуальну Покровську вулицю. Набрав в пошуку і відвідав.
http://iqpax.com/pano/nn/dostoprimech/kremlnn/kremlnn.html .
Авторства правда не знайшов, не зрозумів, погано шукав або автори скромні.
Набрав в пошуку віртуальний Ермітаж і відвідав його
http://virtualizacia.net/ru/dostoprimechatelnosti/1-virtualnyj-tur-po-gosudarstvennomu-ermitazhu
Допускаю, що скептики можуть заперечити, що це не дасть справжнього враження. І все ж це краще, ніж той же ящик, про який тут теж вже говорили.
Ви пишіть, що «... розробниками програмного забезпечення для віртуальних турів, в тому числі і фахівцями з прикладної інформатики в дизайні:».
Ви не вказали, фахівці з яких сфер ще повинні або можуть брати участь в такій роботі. Таке відчуття, що це наша робота. Чи так це, на ваш рахунок? Хоча б на межпредметную зв'язок сподіватися, на ваш погляд, можна? Поки ми сперечаємося, чи треба викладати НГ, а хтось щосили використовує можливості КГ, і те, що в цих віртуальних, це не уявність, а справжня реальність.
З повагою Головнін А.А.
Мокрецова Людмила Олегівна
(30 березня 2017 р 15:50)
Добрий день, Олексій Олексійович! Дякую за відгук. Абсолютно з Вами згодна, наші кафедри мають унікальні можливості: методами геометричного моделювання та методами комп'ютерного моделювання. Сьогодні це востребавано в багатьох галузях, в тому числі, і таких технологіях, як "вірутальних реальність" і "доповнена реальність" .Методи і технології сьогодні відрізняються від тих турів, що були 15 років тому в силу розвитку техніки 3d- сканування, "захоплення руху ", 3D-моделювання, розробки полігональних моделей і т.д. У цих завданнях потребують різні галузі культури і мистецтва, освітні заклади та ряд промислових об'єктів. У зв'язку з цим, ми і розширюємо тематику наших досліджень.
З повагою, Л.О.Мокрецова
назад Go Back Чи так це, на ваш рахунок?
Хоча б на межпредметную зв'язок сподіватися, на ваш погляд, можна?