Задачи проекта 6 Специальная часть 6 1 Роль интерактивных информационных моделей 6 2 Роль интерактивного тренажера «Видеостудия» в учебной системе 18 Выбор инструментальной среды для функциональной ре (стр. 4 из 12)
· Проблемой (финансовой) является и поддержание такого тренажера в работоспособном состоянии.
В результате чего опыт в работе с осветительной аппаратурой достаточно проблематично получить.
Виртуальный тренажер отчасти решает все вышеперечисленные проблемы. С помощью него возможно получить некоторый опыт. Но работа с осветительной аппаратурой кафедры является существенной частью тренировки и не может быть заменено виртуальными процедурами, особенно если речь идет о последующей серьезной работе с данными приборами (съемки новостей, интервью, обучающего лекционного материала в качестве видеороликов). Тем не менее, поскольку практически всегда обучаемых больше, чем физического оборудования виртуальное оборудование может быть использовано для предоставления студентам возможности попрактиковаться хоть на чем-то, пока они ожидают своей очереди работы на реальном оборудовании.
Для эффективной работы виртуального тренажера «Видеостудия» необходимым стало создание удобной для пользователя среды, в которой он сможет легко ориентироваться, сосредоточив свое внимание на расстановке осветительных приборов, учебном материале, который представлен в справке продукта, а не на управлении программой тренажера.
При разработке интерактивного информационного проекта учитываются следующие факторы:
· Интерфейс программы - позволяет решить задачи навигации, упростить пользователю работу с проектом;
· Справочный материал - для обучения и корректной работы с тренажером. Находится в справке проекта и содержит иллюстрации схем расстановки осветительных приборов.
Программа может быть использована как для обучения студентов наиболее общим основам расположения осветительных приборов (благодаря справочному материалу, который находится в проекте), проведения лабораторных работ, но в большей степени ориентирована на самостоятельную работу студентов.
Виртуальный тренажер имеет два режима работы: знакомство с работой проекта и выполнение работы. Следует отметить, что студия имеет ограниченное количество элементов:
· Осветительные приборы с различными характеристиками
· Камера
· Мебель
· Ведущий
· Зонт
· Хромакей
Эти элементы наделены интерактивными возможностями, благодаря которым и происходит настройка работы осветительной аппаратуры в Видеостудии.
В проекте представлены следующие возможности, с помощью которых можно изменять параметры приборов:
· Изменение высоты светильников и камеры;
· Регулировка яркости светильников;
· Настройка ширины распространения светового луча светильников;
· Изменение наклона и места положения любых приборов, представленных в проекте.
При выполнении работы на виртуальном тренажере пользователю предоставлена такая же свобода действий, как и при работе с реальным стендом. Пользователь не ограничен жесткой последовательностью действий.
Тренажер позволяет:
· совмещение любых объектов (из списка приборов);
· составление произвольных композиций объектов в целях создания или воспроизведения схемы расстановок осветительных приборов;
· изменение параметров любого из указанных объектов тренажера.
Возможности, которые предоставляет виртуальный тренажер, позволяют решить широкий спектр задач, свойственных при работе на физическом оборудовании. В связи с этим можно сделать вывод, что при использовании проекта «Видеостудия» студентом будет приобретен опыт, достаточный для быстрого обучения работе с реальной аппаратурой.
2.3. Выбор инструментальной среды для функциональной реализации проекта
Для реализации интерактивных свойств объектов тренажера «Видеостудия», с которыми пользователь взаимодействовал бы как с реальным оборудованием, необходимо использовать движок. Благодаря ему появляется возможность имитировать движения объектов на сцене, настройка их параметров.
При разработке проекта движок требует пристального внимания. При создании тренажера необходимо было решить несколько важных вопросов. Во-первых, стоит ли писать движок самостоятельно? Это дорого, долго и не факт, что результат оправдает ожидания. Во-вторых, если брать за основу уже существующий движок, то какой выбрать для реализации виртуального тренажера «Видеостудия».
Современная индустрия предлагает на выбор полный спектр движков. От недорогих полукоммерческих стоимостью $3-7 тыс. до навороченных монстров вроде Source и Unreal по $700-800 тыс. Таких денег иногда нет даже у компаний, прошедших этап становления и выпустивших несколько игр.
Рассмотрим некоторые технологии с крайне привлекательными условиями лицензирования. На их основе можно создавать как бесплатные, так и коммерческие тренажеры.
2.3.1. OpenSceneGraph
Разработчики называют OpenSceneGraph кроссплатформеным пакетом для создания графических приложений, в частности, компьютерных игр. Иными словами, движок заточен под игры, но на его основе можно делать еще много чего — например, неигровые программные модули, презентации и другой трехмерный контент.
OpenSceneGraph— это open source-проект, то есть любой желающий может изменить исходный код инструментария и выложить творение своих рук в интернете. Благодаря этому движок постоянно развивается, чуть ли не ежемесячно в Сети появляются новые модули для OpenSceneGraph. Технология использует возможности OpenGL, который в последнее время набирает все большую и большую популярность среди производителей видеоигр.
OpenSceneGraph очень быстр, а картинка, которую можно создать даже без использования дополнительных модулей (то есть только при помощи базовых функций движка), вполне может потягаться по красоте с Unreal Engine первого поколения. К слову, на базе OpenSceneGraph разрабатывается игра «Пираты XXI века» (рисунок 4).
 |  |
| Рис.4. «Пираты XXI века» | |
Откомпилировать движок можно в Visual Studio 6.0, Cygwin, Mingw и OSX. OpenSceneGraph умело работает с трехмерными моделями форматов .lwo, .obj, .geo, .3ds, .x, .wrl, то есть свободно оперирует с объектами, созданными в любом современном редакторе трехмерной графики (3DS Max, Maya и Lightwave 3D). Создатели OpenSceneGraph сделали поддержку форматов .md2 и .bsp.
Что касается работы с 2D-изображениями, то и тут у движка все в полном порядке: поддерживается большинство распространенных графических форматов, от стандартных .bmp и .jpg до передовых .dds и .tga. Помимо этого, в OpenSceneGraph встроено несколько библиотек для работы со спецэффектами, системами частиц, шейдерами, ландшафтами и навигационными точками освещения.
На основе этого движка можно сделать неплохую трехмерную ролевую игру, несложную пошаговую стратегию, залихватскую аркаду или даже космический симулятор. Экшены же, которые на сегодняшний день были сделаны при помощи OpenSceneGraph, смотрятся не очень.
2.3.2. GLScene
Популярность GLScene была очень высока, даже когда он был эдаким конструктором для начинающих. Сейчас же, когда движок доведен до ума, все больше профессиональных разработчиков обращает на него внимания и по мере сил помогает совершенствовать GLScene.
Рассмотрим основные возможности движка. Рендеринг осуществляется через библиотеку OpenGL, которая не только в несколько раз превосходит по скорости Direct3D, но и значительно проще в освоении. По сути, не нужно профессионально знать программирование, просто добавлять различные компоненты, которые уже спрограммированы, перетаскивая их на форму программы. Впрочем, многие команды, функции, переменные и значения атрибутов по-прежнему вбиваются вручную.
Создатели GLScene максимально упростили процесс программирования: например, поворот и перемещение созданных объектов осуществляются с помощью специальных коротких движковых функций, а не посредством длинных команд OpenGL.
Создание простых объектов вроде кубов, сфер и простеньких спрайтов также проводится с помощью простейших команд. Но для разработки проектов современного уровня этого, конечно, недостаточно, поэтому GLScene поддерживает импорт 3D-моделей. Основной упор разработчики сделали на универсальный 3DS-формат. Впрочем: OpenGL поддерживает файлы типов .obj/objf, .smd, .md2, .stl, .tin и .ply. «Оживить» объект можно как во внешнем графическом пакете, так и непосредственно из движка — набор для скелетной анимации прилагается.
На данный момент движок поддерживает практически все версии шейдеров, системы частиц (дождь, снег, туман), ряд универсальных программных модулей для создания спецэффектов. GLScene версии 1.0 научился работать с динамическими тенями, эффектами блеска и отражения.
Рис.5. Трехмерная аркада, сделанная на GLScene
В движок были добавлены модули для работы со звуками и музыкой, а также для захвата данных с разных манипуляторов типа джойстиков и клавиатур. Отдельным пунктом идет возможность интеграции с одним из свободно распространяемых физических модулей — ODE.
GLScene прост, эргономичен, а главное, позволяет создавать игры, по качеству графики и физики (только при использовании ODE) максимально приближенные к тем, в основе которых лежат дорогие коммерческие движки.
2.3.3. The Nebula Device 2
Описанные выше игровые движки GLScene и OpenSceneGraph для вывода изображения на экран используют только графическую библиотеку OpenGL, а Nebula Device 2 поддерживает как OpenGL, так и Direct3D (движок по полной использует возможности DirectX 9.0). При этом Nebula Device 2 — кросс-платформенный движок, на нем можно делать приложения под PC (Windows и Linux), Mac и даже Xbox.
Nebula поддерживает сразу несколько широко распространенных скриптовых языков — TCL, Python и Lua. Но Nebula мало похож на конструктор для начинающих: честно предупреждают, что их разработка — это не набор редакторов карт, трехмерных моделей и прочих удобных утилит. Чтобы сделать нормальную игру, сначала придется разработать инструментарий, и тут уж не обойтись без команды опытных программистов.