Інформаційна система анімаційних моделей у віртуальній реальності
Автор: Маковійчук Роксолана Ігорівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні системи та технології
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Маковійчук Р., Кісь Я.П. (керівник). Інформаційна система анімаційних моделей у віртуальній реальності. Магістерська кваліфікаційна робота. — Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація Найголовнішою умовою для підключення до сесії VR є наявність шолома. До його будови входять власне сам корпус, система позиційних сенсорів та оптичних лінз, а також дисплей. Як оптичні системи та для мінімізації бочкових аберацій використовують лінзи Френеля. Для проведення моніторингу переміщення, в шоломі наявна система із сенсорів відстані, магнітометри, гіроскопи та акселерометри. А для підвищення прецизійності, можуть бути застосовані базові станції, що шляхом використання інфрачервоного світла зонують середовище на квадратні осередки та підвищують ефективність результатів спостережень [1]. Можливим є також застосування контролерів для кращого відстеження рухів кінцівками, особливо руками, що відповідають за взаємодію у віртуальному середовищі з іншими об’єктами та персонажами. У загальному, є наявні два середовища розробки додатків із використанням віртуальної реальності: Unity та Unreal Engine. Останній є розроблений компанією Epic Games ігровим двигуном. Unity є кросплатфоременним середовищем для створення комп’ютерних ігор. Розроблені у даному середовищі додатки є сумісними з більш ніж двадцятьма операційними системами, а саме мобільні пристрої, ігрові консолі, веб-додатки та, звичайно, персональні комп’ютери. В інформаційних технологіях системний аналіз може включати розгляд розроблюваного програмного пакету або продукту очима кінцевого користувача; детальний огляд вихідного коду для визначення методології, що використовуються у побудові програмного забезпечення; або проведення техніко-економічних обґрунтувань та інших видів досліджень для підтримки використання та виробництва програмного продукту, серед іншого [3]. Професіоналів системного аналізу часто закликають критично поглянути на системи та переробити або рекомендувати зміни за необхідності. Усередині та поза діловим світом системні аналітики допомагають оцінити, чи є система життєздатною чи ефективною в контексті її загальної архітектури, та допомагають розкрити варіанти, доступні для бізнесу, що працевлаштовує, або іншої сторони [2]. Для кількісної оцінки пріоритету різних напрямів розвитку широко використовується граф — «дерево цілей». «Дерево» — використання ієрархічної структури, одержаної через поділ загальної мети на окремі цілі, а їх, у свою чергу, на детальніші складові — нові підцілі, функції тощо [5]. Отже, головна мета яка вирішуватиметься є створення інформаційної системи анімаційних моделей у віртуальній реальності. Для вирішення поставленого завдання, потрібно досягти таких підцілей, як збір даних по методах анімації, проектування системи, створення анімаційних сцен. Було також побудовано UML діаграми, що дали нам змогу підкреслити основні функції проектованої системи [4]. Головною умовою для занурення у процес віртуальної реальності є наявність шолому. Конструкція даного технічного засобу є доволі простою та складається: корпусу, екрану-дисплею, систем сенсорів та лінз, а також сенсорів, відповідальних за моніторинг переміщення персонажу чи його складових частин. Як оптичні системи, здебільшого, використовують лінзи Френеля, які запобігають бочковим абераціям. Для моніторингу руху об’єкта шолом оснащена сенсорами відстані, магнітометрами, акселерометрами та гіроскопами. За потреби у вищій точності можливим є використання базових станцій, що функціонують як генератори інфрачервоних світлових променів для зонування простору на квадратні частини, чим значно підвищують результати спостереження. Для розробки подібного роду аплікацій, в основному, застосовують два види середовищ для розробки – Unity та Unreal Engine. Останній є ігровим двигуном, розробленим компанією Epic Games. Unity являє собою міжплатформне середовище розробки з можливістю створення ігор для персональних комп’ютерів, мобільних пристроїв, ігрових консолей, веб-додатків тощо. Додатки, розроблені у даному середовищі підтримуються більше ніж двадцятьма різними операційними системами. Програми створені за допомогою використання віртуальної реальності розвивають мислення користувача, стимулюють формування операційних та процесуальних складових мислення та покращують розумову активність.Об’єкти віртуальної реальності, що наявні у процесі навчання активують потрібні ділянки мозку та підвищують креативність. Працюючи у освітніх програмах із використанням технологій VR, користувачі показували значно кращі результати засвоєння інформації, за рахунок підвищення рівня концентрації, витривалості та спостережливості. Даною розробкою не передбачається повна відмова від традиційного підходу до навчання. Головною ідеєю проекту є оптимізація та покращення ефективності навчального процесу за рахунок застосування віртуальної реальності у процесі вивчення тем підвищеної складності з різних дисциплін, а також підвищення само ерудиції та тренування професійних навичок у різноманітних сферах професійної діяльності. Мета дослідження –побудова інформаційної системи створення анімаційних моделей у віртуальній реальності. Об’єкт дослідження – створення анімаційних роликів та сцен. Предмет дослідження – інструменти розробки інформаційної системи анімаційних роликів та сцен та моделей у віртуальній реальності.. Результати дослідження: • проаналізувати предметну область; • окреслити вимоги до системи, що розробляється та провести системний аналіз; • обрати інструменти для впровадження інформаційної системи; • розробити готовий програмний продукт та протестувати. Ключові слова: анімація, віртуальна реальність, моделі, інформаційна система, анімаційні ролики. Перелік використаних літературних джерел. 1. Береза А. (2001) Основи створення інформаційних систем, 146 2. Галузинський Г.П. (2018) Сучасні технологічні засоби обробки інформації, 224 3. Литвин В. В., Пасічник В. В., Яцишин Ю. В. (2007) Інтелектуальні системи. Моделі та методи побудови : навч. посіб., 534. 4. Литвин В.В., Шаховська Н.Б. (2010) Проектування інформаційних систем: навч. посібник, 352 5. Леоненков А.В. (2006) – Об’єктно-орієнтований аналіз і проектування з використанням UML I IBM Rational Rose, 328