Отчёт по практике на тему Разработка метода создания изображения дополненной реальности

Содержание:

СОДЕРЖАНИЕ. 2

РЕФЕРАТ. 3

ВВЕДЕНИЕ. 4

ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ И РЕШЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕТОДА СОЗДАНИЯ
ИЗОБРАЖЕНИЯ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ.. 6

1.
Понятийный аппарат и применяемые методы программной инженерии. 6

2. Разработка метода создания
изображения дополненной реальности. 9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 13

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 14

Введение:

Актуальность. Стратегические
документы[1] основных ветвей правительства[2] по развитию цифровой
экономики[3], а также ведущие научные
издания отечественных и зарубежных авторов последних десятилетий убедительно
свидетельствуют о нарастающих исследованиях и разработках бизнеса в непрерывно
растущих сферах применения технологий дополненной реальности[4], в интересах общества и
природы в глобальных масштабах, а методы их решения в условиях «свободных»
международных рынков стремительно расширяются в разных странах[5].

Дополненная
реальность (augmented reality, также известная как mixed reality) — сегодня
достаточно популярна технология, имеет широкие предпринимательские,
экологические, развлекательные и образовательные приложения[6]. Тем не менее, технология
дополненной реальности практически занимает недостаточное место в
образовательном пространстве и бизнес-процессах, что открывает значительные
перспективы для отечественного бизнеса и международного сотрудничества[7]. Проблема исследования
порождена дефицитом в отечественном образовательном пространстве адаптированных
методов по проектированию и применению систем дополненной реальности, что
вызвало необходимость обращения к зарубежному опыту — массовых открытых
онлайн-курсов по разработке средств виртуальной и дополненной реальности, а
также множества реализуемых на рынках зарубежных программных средств и технологий.

Цель исследования
— разработка метода создания изображения дополненной реальности.

Для
достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:

—
обозначить понятийный аппарат и проанализировать методы программной инженерии
для разработки технологий дополненной реальности;

—
представить разработку метода создания изображения дополненной реальности.

Структура
работы включает: введение, два раздела основной части, заключение, список
использованных источников и научной литературы. [1] Указ Президента
РФ от 09.05.2017 № 203 «О Стратегии развития информационного общества в
Российской Федерации на 2017-2030 годы» // КонсультантПлюс.
URL:http://www.consultant.ru / document / cons_doc_ LAW_216363/. [2] Распоряжение
Правительства РФ от 28.07.2017 № 1632-р «Об утверждении программы «Цифровая
экономика Российской Федерации»» // Консультант-Плюс. URL: http://www.
consultant.ru / document / cons_ doc_LAW_221756/. [3] Указ
Президента РФ от 07.05.2018 № 204 «О национальных целях и стратегических
задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» //
КонсультантПлюс. URL: http://www.consultant.ru / document / cons_doc_
LAW_297432 /. [4] Рынок
виртуальной реальности в России ([2017]) // Институт современных медиа (MOMRI).
URL: http://momri.org
/wp-content /uploads /2017/04/MOMRI.-VR-market-in-Russia.-April-2017-rus.pdf. [5]
Мировой рынок AR/VR в 2018 году вырастет до 18 млрд долл. (2017) // Computerworld Россия. № 19. URL: https://www.osp.ru/
cw/2017 /19 /13053468 /. [6] Иванова А.
Технологии виртуальной и дополненной реальности:возможности и препятствия
применения // Стратегические решения и риск-менеджмент. — 2018. — Вып. 3 (108).
— ISSN 2618-947X. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologii-virtualnoy-i-dopolnennoy-realnosti-vozmozhnosti-i-prepyatstviya-pri.meneniya. [7] Трачук А. В., Линдер Н. В. (2017г) Распространение
инструментов электронного бизнеса в России: результаты эмпирического
исследования // Российский журнал менеджмента. Т. 15, № 1. С. 27-50.

Заключение:

В
процессе исследования проблемы профессиональной подготовки будущих специалистов
и педагогов сфере информатики к использованию технологий дополненной реальности,
рассмотрены следующие направления задачи: 1) выполнен анализ понятийного
аппарата и методов применения средств дополненной реальности; 2) представлена
разработка по методам применения средств дополненной реальности, с учетом
физиологических особенностей, и с применением методологии глифов — графических
элементов, обладающих способностью передавать большое количество атрибутов
данных путем их отображения (форму, цвет, ориентацию, позицию и тому подобное).

Использование
глифов предоставляет возможность отображения многомерных тензоров, отражающие
собственные векторы и значения тензоров, используя форму, размер, ориентацию и
характеристику поверхности геометрических примитивов, таких как кубы и эллипсы.

Для
представления многомерных данных могут быть использованы различные геометрические
примитивы, такие как кубоиды, тетраэдры, сферы и линии. это требует
предварительного изучения соответствия выбранного глифа к данным, которые
отображаются. Проверка показала, что тетраэдр хорошо подходит для визуализации
направления и градиента нагрузок, так как вершина тетраэдра указывает точное
направление. Кроме направления нагрузки, 3D-глифы могут проявлять характер
нагрузки (сжатие или растяжение).

Фрагмент текста работы:

ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ И РЕШЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕТОДА СОЗДАНИЯ
ИЗОБРАЖЕНИЯ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ

1. Понятийный аппарат
и применяемые методы программной инженерии

Технология
дополненной реальности становится важным компонентом мобильно ориентированного
среды обучения благодаря доступности и повсеместность мобильных
Интернет-устройств, используемых участниками учебного процесса. Один из
основоположников дополненной реальности, Сазерленд А.Е. [1] рассматривал ее как
комбинирование модельного и реального мира на определенном идеальном
(окончательном) дисплеи (ultimate display), соединенного с компьютером для
облегчения знакомства с понятиями, которые сложно или невозможно реализовать в
физическом мире.

,
Генеральный директор компании Apple Тим Кук обозначает риски изоляции
пользователей при использовании технологий AR[2], отмечая при этом
революционную роль этой технологии, сравнимую с созданием смартфона. AR
включает в себя сочетание графики и реальных изображений, а не только
заполнение зрения человека изображениями, сгенерированными компьютером. Г-н Кук
выразил свое мнение на мероприятии, организованном Оксфордским университетом, в
ответ на вопрос студента о том, какие технологии окажутся преобразующими. «Я
невероятно взволнован AR, потому что я вижу его применение повсюду. Я вижу его
применение в образовании, потребителях, развлечениях, спорте. Я вижу его в
каждом бизнесе, о котором я что-то знаю. Мне
нравится, что наши продукты заставляют задуматься, и я думаю, что дополненная
реальность может помочь укрепить человеческую связь» — ответил г-н Кук.
Последняя мобильная система Apple — iOS 11 — упростила добавление функций
дополненной реальности в приложения с помощью набора инструментов, которыми она
поделилась с разработчиками в июне под названием ARKit. Но пока предлагаемые
впечатления ограничены просмотром на экране смартфона или планшета. В то же
время, Apple подала
несколько патентов на очки дополненной реальности, которые могут
обеспечить более полноценный вид. Apple провела очередную конференцию разработчиков
WWDC, демонстрируя тот факт, что ее последняя операционная система Mac
представила поддержку одной из самых популярных моделей — HTC Vive. Компания
также продвигает свой текущий ассортимент компьютеров iMac как наиболее
подходящих для «создания ультрасовременного 3D-контента VR.

Microsoft также заключила партнерское
соглашение с шестью производителями оборудования, чтобы выпустить
ряд VR-гарнитур на базе Windows.

Методы
исследования охватывают:

─
анализ источников и программного обеспечения с целью определения состояния
решения проблемы исследования и отбора средств разработки систем виртуальной и
дополненной реальности различного назначения;

─
синтез технологических требований и методы программной инженерии
(проектирование, разработка, тестирование).

А.
Е. Сазерленд ввел концепцию идеального (окончательного) дисплея (ultimate
display), соединенного с компьютером для облегчения знакомства с понятиями,
которые невозможно реализовать в физическом мире, со следующей формулировкой:
«Идеальным дисплеем будет, конечно, комната внутри которой компьютер может
контролировать существование материи. И кресло, изображенное в такой комнате
будет достаточно удобным, чтобы на нем сидеть.

Наручники,
изображенные в такой комнате, будут удерживать, а пуля, изображена в такой
комнате будет фатальной. При соответствующем программировании такой дисплей мог
буквально стать Страной Чудес, в которой путешествовала Алиса»[3].

Классическое
описание дисплея, приведенный А. Е. Сазерлендом, включает как визуальные, так и
кинестетические стимулы. Последнее стимулировало Ф. П. Брукса (Frederick
Phillips "Fred" Brooks Jr.) начать в 1967 году в Университете
Северной Каролины проект GROPE для исследования использования кинестетической
взаимодействия как средства, которое помогает биохимикам «почувствовать»
взаимодействие между протеиновыми молекулами (рис. 1.1). Рисунок
1.1. Гаптический дисплей по проекту GROPE-III Свой
вариант дисплея Ф. П. Брукс назвал гаптическим – т.е. предоставляющим такие
ощущения, как прикосновение, температура, давление и т.п., прикосновения к коже,
мышцам, сухожилиями или суставам[4]. [1] Sutherland, I.E.: The Ultimate Display. In:
Proceedings of the IFIP Congress, vol. 2, pp. 506–508 (1965). [2] Apple’s Tim Cook prefers augmented reality to VR / By
Leo Kelion. Technology desk editor

11 October 2017 — BBC News.
URL: https://www.bbc.com/news/technology-41590323. [3] . Sutherland, I.E.: A head-mounted three dimensional
display. In: Proceedings of the AFIPS Fall Joint Computer Conferences, December
9-11, 1968, vol. I, pp. 757–764. Thompson Books, Washington (1968). [4] Brooks, F.P.Jr., Ouh-Young, M.,
Battert, J.J., Kilpatrick, P.J.: Project GROPE – Haptic Displays for Scientific
Visualization [Electronic resource]. Computer Graphics. 24(4), 177– 185 (1990).