ВЕСТНИК АСТРАХАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ: УПРАВЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАТИКА

Описываются предлагаемые модели и методы проектирования, разработки и реализации симулятора виртуальной реальности VR по оказанию первой медицинской помощи для подготовки специалистов подсистемы управления персоналом автоматизированной системы управления производством. Приводится анализ информации о пострадавших на производстве на территории РФ согласно данным Федеральной службы государственной статистики. Разработана структура системы. Предложен новый подход по созданию более реалистичных трехмерных моделей при визуализации в виртуальной реальности, разработка «одежды» для трехмерных моделей людей в виртуальной реальности в программе Marvelous designer и стратегия оптимизации трехмерных моделей при их загрузке в приложение виртуальной реальности. Описан процесс разработки моделей, виды неправильной и правильной топологии модели, виды высокополигональной модели до ретопологии и низкополигональной модели после ретопологии, процесс запекания карты нормалей в Substance Painter и запеченная карта нормалей, модель без и с картой нормалей, процесс настройки света, процесс текстурирования и запекания карт, материалы, состоящие из PBR-текстур и основные карты Albedo, Metallic, Roughness, карты Normal, Ambient Occlusion, Emission и модели с и без текстуры, шейдеры. Разработаны алгоритмы учета реального времени, взаимодействия с трехмерными моделями в режиме реального времени, а также алгоритм работы анимационных объектов в симуляторе виртуальной реальности. Симулятор апробирован при подготовке сотрудников ГБУ г. Москвы «Центр инновационных технологий в сфере досуга и спорта “Прогресс”» и в программе профессиональной подготовки по профессии «Водитель автомобиля», реализованной ГБПОУ «26КАДР» в 2019 г. Описаны положительные результаты внедрения.

Целью настоящего исследования является разработка нового метода редукции информации в системах сбора данных технологических параметров, реализованных на базе сетей полевого уровня на основе стандарта ANSI/TIA/EIA-485 для снижения количества избыточной информации, формируемой вторичными преобразователями измерительных приборов на основе показаний первичных преобразователей, транспортируемой в сетях передачи данных и хранимой в устройствах хранения. Для решения указанной задачи предлагается применение нового метода обработки исходных данных на этапе дискретизации при помощи модифицированного микропрограммного обеспечения встроенной микро-ЭВМ вторичного преобразователя измерительного прибора. В основе предлагаемого метода - выбор из ряда исходных дискретных величин такого количества дискретных значений (опорных точек), относительно которых существует возможность описания остальных значений каким-либо математическим способом с контролем точности восстановления значений расчетным путем на каждом шаге с последующим отбрасыванием элементов ряда, не являющихся опорными точками (редукцией). С целью проверки изложенного метода разработан способ снижения избыточности информации в сетях полевого уровня с сохранением требуемой точности измерений на базе линейной аппроксимации. Программная реализация разработанного способа показала его применимость для редукции данных в системах реального времени в потоке преобразования дискретных величин исходного сигнала. Разработанный способ, основанный на предложенном методе, обеспечивает значительное сокращение объема избыточной информации, тем большее, чем более равномерны изменения величин значений исходного ряда. Это позволяет сократить количество хранимых дискретных значений, снизить нагрузку на сетевые коммуникации систем реального времени, обеспечить возможность опроса большего количества устройств, подключенных к сети полевого уровня шинной топологии без изменения скорости обмена данными.