Журнал естественнонаучных исследований, 2024, № 2
Бесплатно
Новинка
Основная коллекция
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Наименование: Журнал естественнонаучных исследований
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 74
Количество статей: 14
Дополнительно
Вид издания:
Журнал
Артикул: 701137.0024.01
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ISSN 2500-0489 ЖУРНАЛ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Сетевой научный журнал Том 9 ■ Выпуск 2 ■ 2024 Выходит 4 раза в год Издается с 2016 года СОДЕРЖАНИЕ Технические науки Галеев Р.Р. О некоторых проблемах, возникающих при создании приложений дополненной реальности, и способах их решения Шевченко О.Т. Создание интерактивной трехмерной ГИСмодели окрестности маяка Голышев А.А. Живопись для студентов факультета архитектуры Химические науки Валиев В.К., Гасанов К.С. Физико-химическое исследование сплавов системы Дy2Te3 – PbTe Математические науки Рустамян В.В., Ефремов А.В. Инверсия окружностей Вилларсо Шкилевич А.А. К исследованию фрактальных образов множеств Жулиа-Мандельброта Биологические науки Зданевич В.В., Сушков И.А., Тесленко Е.В. , Немеров Е.Н. Химеры человека и животного: наука vs этика Медицинские науки Соколова Е.А., Трушина Е.Б., Немеров Е.Н. Сестрогения: причины и последствия неквалифицированных действий среднего медицинского персонала Смахтина А.М., Маль Г.С., Кузнецов Д.П. Современное состояние вопроса о возможностях увеличения фармакологической активности пептидных препаратов Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № ФС77-61335 от 07.04.2015 г. Издатель: ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М» 127282, г. Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1 Тел.: (495) 280-15-96 Факс: (495) 280-36-29 E-mail: books@infra-m.ru http://www.infra-m.ru Главный редактор: Питулько В.М. – доктор геол.-минерал. наук, главный научный сотрудник, лаборатория геоэкологических проблем природнохозяйственных систем и урбанизированных территорий, Санкт-Петербургский научноисследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук (НИЦЭБ РАН), г. Санкт-Петербург Ответственный редактор: Титова Е.Н. E-mail: titova_en@infra-m.ru © ИНФРА-М, 2024 Присланные рукописи не возвращаются. Точка зрения редакции может не совпадать Холомина А.Ю. Синдемия хронической обструктивной болезни легких и сердечно-сосудистых заболеваний. с мнением авторов публикуемых материалов. Редакция оставляет за собой право самостоятельно подбирать к авторским материалам иллюстрации, менять заголовки, сокращать тексты и вносить в рукописи необходимую стилистическую правку без согласования с авторами. Поступившие в редакцию материалы будут свидетельствовать о согласии авторов принять требования редакции. Перепечатка материалов допускается Бачинская А.С., Никитченков Н.А., Немеров Е.Н. Эксперименты на животных в науке и образовании в оценке студентов-медиков Лосева В.А., Тихомирова А.М. Экстракорпоральное оплодотворение: этико-правовые аспекты Ляшев А.Ю., Маль Г.С., Пыжова О.В. Методологические подходы к проведению фармакологических исследований Сельскохозяйственные науки с письменного разрешения редакции. При цитировании ссылка на журнал «Журнал естественнонаучных исследований» обязательна. Редакция не несет ответственности за содержание рекламных материалов. САЙТ: http://naukaru.ru/ E-mail: titova_en@infra-m.ru Калюжная М.П., Калюжный И.П. Основные коммуникативные трудности во взаимоотношениях между ветеринарным специалистом и владельцами домашних животных
О некоторых проблемах, возникающих при создании приложений дополненной реальности, и способах их решения About some problems that arise when creating augmented reality applications and ways to solve them Галеев Р.Р. студент (РТУ МИРЭА) e-mail: galeev.r.r@edu.mirea.ru Galeev R.R. Student (RTU MIREA) Аннотация В статье показываются приемы, которые могут быть использованы при создании приложений дополненной реальности в программах «Blender-3D», «Unity3D» с библиотекой «Vuforia Engine», в частности, показано привязывание трехмерного объекта к изображению-подложке (плоскому маркеру), удаление трехмерного объекта из зоны видимости камеры, настройка профиля камеры, повышение качества запекания текстуры. Показанные приемы могут быть полезны при выполнении заданий по трехмерному моделированию в программе «Blender3D» и созданию приложений дополненной реальности в программе «Unity3D», в частности при изучении курса «Трехмерное геоинформационное моделирование». Ключевые слова: трехмерное геоинформационное моделирование, Blender, Unity, Vuforia, дополненная реальность. Abstract The article shows techniques that can be used when creating augmented reality applications in the programs “Blender-3D”, “Unity3D” with the “Vuforia Engine” library, in particular, it shows the binding of a three-dimensional object to a background image (flat marker), removing a 3D object from the camera's visibility range, adjusting the camera profile, improving the quality of texture baking. Shown techniques can be useful when performing tasks on three-dimensional modeling in the Blender-3D program and creating augmented reality applications in the Unity3D program, in particular when studying the course “Three-dimensional geographic information modeling”. Keywords: three-dimensional geographic information modeling, Blender, Unity, Vuforia, augmented reality. Введение В РТУ МИРЭА используется методическая система проведения занятий, направленная на получение и закрепление практических навыков, в частности, практико-ориентированное обучение и привлечение студентов к научно-исследовательской деятельности [1, 2, 3]. На втором курсе выполняется курсовой проект (до 2023 г. – курсовая работа), где рассматривается создание трехмерных моделей местности и работа с редактором трехмерного моделирования [2]. Далее на четвертом курсе эти знания закрепляются и расширяются в рамках дисциплины «Трехмерное геоинформационное моделирование». Полный цикл геометро-графических дисциплин для геоинформационных специальностей включает: 1 курс (2 семестр) – «Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика (в оформлении карт)». 2
курс (3 семестр) – «Основы трехмерного моделирования». 2 курс (3 семестр) – «Основы трехмерного моделирования (курсовой проект)». 4 курс (7 семестр) – «Трехмерное геоинформационное моделирование». Одна из практических работ в курсе «Трехмерное геоинформационное моделирование» состоит в создании простого приложения дополненной реальности: трехмерные модели зданий добавляются на изображение (рис. 1) – это может быть фрагмент карты или просто картинка-маркер. Рис. 1. 3D-модель здания, установленная на изображение-маркер в среде Unity3D Приложение создается в среде графического «движка» «Unity3D» [4] с использованием библиотеки для дополненной реальности «Vuforia Engine» [5]. При выполнении данной работы студенты сталкиваются с рядом проблем, способы решения которых будут показаны в данной работе. 1. Проблема: трехмерный объект подпрыгивает произвольно далеко от объектаподложки (маркера изображения). Решение: Чтобы при включенной AR камере объект четко находился на изображении-подложке, необходимо поместить его в группу к «ImageTarget» (рис. 2). Рис. 2. Помещение объекта здания в группу к объекту-подложке 3
2. Проблема: трехмерный объект остается на экране после удаления изображенияподложки из области видимости камеры. Решение: Чтобы при включенной AR камере объект сбрасывал свое положение при исчезновении изображения-подложки из зоны видимости камеры, необходимо установить подложке «ImageTarget» статус видимости «Tracked» (рис. 3). Рис. 3. Настройка свойства видимости трехмерного объекта 3. Проблема: у некоторых пользователей при компиляции проекта может отсутствовать изображение с камеры. Решение: Вариант 1. Изображение с камеры при компиляции проекта может отсутствовать из-за наличия в сцене стандартной камеры «Camera». Ее нужно удалить. Вариант 2. Если в разделе «Play Mode» («ARCamera» – «Open Vuforia Engine configuration») отображается сообщение об ошибке «No webcam profile has been found for your webcam» (рис. 4), то для ее исправления необходимо перейти в папку, указанную в сообщении, и открыть файл «webcamprofiles.xml» в режиме редактирования (рис. 5). Далее необходимо скопировать участок кода для любой из стандартных камер и заменить название камеры «deviceName» на название, указанное в сообщении (рис. 6). После внесения изменений необходимо перезапустить проект. Сообщение об ошибке исчезнет и изображение может появиться (рис. 7). Рис. 4. Сообщение об ошибке профиля Рис. 5. Папка с файлом профиля камеры камеры 4
Рис. 6. Редактирование файла с профилем камеры Рис. 7. Корректные настройки раздела «Play Mode» 4. Проблема: при запекании текстуры в «Blender» появляются артефакты, замыливание и тп. Решение: В настройках параметров запекания необходимо отключать «Denoise» во избежание «замыливания» итогового изображения-развертки. Параметры запекания показаны на рис. 8. Для запекания необходимо в рабочем пространстве «Shading» у объекта-базы снять выделение со всех «нодов», а у объекта-запекания выделить только «нод» изображенияразвертки. Далее необходимо кликнуть левой кнопкой мыши по объекту-базе, зажать CTRL и кликнуть левой кнопкой мыши по объекту-запеканию и выполнить команду «Bake». 5
Рис. 8. Параметры запекания текстуры Выводы В данной работе показано решение некоторых проблем, возникающих при создании приложения дополненной реальности при помощи программ «Blender-3D», «Unity3D» + «Vuforia Engine». Литература 1. Вышнепольский В. И., Бойков А. А., Егиазарян К. Т., Кадыкова Н. С. Методическая система проведения занятий на кафедре «Инженерная графика» РТУ МИРЭА // Геометрия и графика. 2023. №. 1. С. 23-34. DOI: 10.12737/2308-4898-2023-11-1-23-34 2. Вышнепольский В. И., Бойков А. А., Ефремов А. В., Кадыкова Н. С. Организация практико-ориентированного обучения на кафедре «Инженерная графика» РТУ МИРЭА // Геометрия и графика. 2023. №. 1. С. 35-43. DOI: 10.12737/2308-4898-2023-11-1-35-43 3. Вышнепольский В. И., Бойков А. А., Егиазарян К. Т., Ефремов А. В. Научноисследовательская работа на кафедре «Инженерная графика» РТУ МИРЭА // Геометрия и графика. 2023. №. 1. С. 70-85. DOI: 10.12737/2308-4898-2023-11-1-70-85 4. Добро пожаловать в Unity Learn. — Текст : электронный // Unity Learn : [сайт]. — URL: https://learn.unity.com/ (дата обращения: 19.03.2024). 5. Vuforia: немного магии в нашей реальности. — Текст : электронный // Хабр : [сайт]. — URL: https://habr.com/ru/articles/198862/ (дата обращения: 19.03.2024). 6
Создание интерактивной трехмерной ГИС-модели окрестности маяка Creating an interactive three-dimensional GIS model of the lighthouse neighborhood Шевченко О.Т. студент (РТУ МИРЭА) e-mail: oleg.shev02@yandex.ru Shevchenko O.T. Student (RTU MIREA) Аннотация В статье на примере практической работы курса «Трехмерное геоинформационное моделирование» показываются основные этапы создания трехмерного ГИС-приложения – получение ГИС-данных, создание на их основе трехмерной модели участка земной поверхности, организация взаимодействия с пользователем, в частности, перемещение по трехмерной модели и получение сведений о ГИС-объектах в модели. Приводятся примеры библиотек (коллекций) для «Unity3D», которые могут оказаться полезны при решении задач подобного рода. Ключевые слова: трехмерное геоинформационное моделирование, Blender, Unity, трехмерное ГИС-приложение. Abstract Using the example of the practical work of the course "Three-dimensional geoinformation modeling", the article shows the main stages of creating a three-dimensional GIS application – obtaining GIS data, creating a three-dimensional model of a section of the earth's surface on their basis, organizing user interaction, in particular, moving along a three-dimensional model and obtaining information about GIS-objects in the model. Examples of libraries (lectures) for "Unity3D" are given, which may be useful in solving problems of this kind. Keywords: three-dimensional geoinformation modeling, Blender, Unity, three-dimensional GIS application. Введение В РТУ МИРЭА используется оригинальная методическая система проведения занятий [1, 2, 3], которая направлена на получение и закрепление практических навыков, в частности, практико-ориентированное обучение и научно-исследовательская деятельность студентов. На втором курсе выполняется курсовой проект (до 2023 г. – курсовая работа), где рассматривается создание трехмерных моделей местности и работа с редактором трехмерного моделирования [2]. На четвертом курсе навыки трехмерного моделирования у студентов подкрепляются в рамках дисциплины «Трехмерное геоинформационное моделирование» (перед выполнением выпускной квалификационной работы). Одна из практических работ в курсе «Трехмерное геоинформационное моделирование» состоит в создании простой интерактивной ГИС (геоинформационная система) окрестностей маяка (рис. 1). 7
Рис. 1. Примеры работы программы Работа состоит из следующих этапов: 1. Получение ГИС-данных моделируемого участка. 2. Создание трехмерной модели участка, в том числе объектов – природных (рельеф, растительность, водоемы) и искусственных (строения, дороги, коммуникации). 3. Создание системы навигации для взаимодействия с трехмерной моделью. В рамках проектного задания (практическое задание, которое выполняется в течение нескольких занятий поэтапно) задача создания трехмерной ГИС ставится в упрощенном виде: рельеф и растительность моделируются упрощенно, дороги, водоемы и коммуникации показываются условно, застройка моделируется на ограниченном участке и только для отдельных объектов. Этапы и методика выполнения этой работы будут рассмотрены ниже. 1. Приложение создается в среде графического «движка» «Unity3D» [4] с использованием трехмерных моделей, полученных при помощи редактора «Blender-3D» [5]. В «Blender-3D» создаются модели уникальных объектов – рельефа, сооружений. Вначале с помощью дополнительного инструмента (плагина) «BlenderGIS» создается заготовка (рис. 2), в которую входит ЦМР (цифровая модель рельефа), подложка в виде карты OSM (Open street map) и объекты зданий. Для того чтобы рельеф имел более яркое отображение в полученной трехмерной ГИС, добавляется искажение (увеличение) высот точек рельефа. 8
Рис. 2. Подложка из «BlenderGIS» 2. Далее в трехмерном редакторе создаются модели строений – маяка и окружающих его сооружений (рис. 3). Рис. 3. Уникальные объекты модели – маяк и окружающие его сооружения 3. Созданные трехмерные модели передаются в игровой «движок» (game engine) «Unity3D» для организации интерактивного взаимодействия с пользователем, которое включает: - возможность перемещения по созданной модели; - возможность взаимодействия с ГИС-объектами и получение информации о них. Для реализации этих функций в проект «Unity3D» дополнительно были загружены две коллекции (asset) из каталога коллекций «Asset store» для «Unity3D»: 1) модель дрона с элементами управления и анимации полета, коллизии и звуковыми эффектами (рис. 4, а); 2) библиотека для визуализации текстовых сообщений (рис. 4, б). а) б) Рис. 4. Коллекции из «Asset store» для реализации взаимодействия с пользователем На рис. 5 показана настройка элементов управления модели дрона. 9
Рис. 5. Модель дрона в «Unity3D» с настроенными элементами управления На рис. 6 показан пример настройки сообщения, которое отображается при приближении к маяку. Рис. 6. Настройка параметров объекта-сообщения 10