553_Innovatsii_i_nauchno-tekhnicheskoe_2013_

ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ

Грязин Д.А. СибГУТИ, Новосибирск e-mail: ezopr@yandex.ru

Научный руководитель – Забелин Л.Ю., доцент СибГУТИ

3D-моделирование прочно вошло в нашу жизнь. Оно используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности и восприятия, передачи информации. На сегодняшний день создано большое количество программ, позволяющих создавать и редактировать трѐхмерные сцены и объекты. Рассмотрим этапы создания трехмерной модели. В упрощенном виде для пространственного моделирования объекта требуется:

•спроектировать и создать виртуальный каркас объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме;

•спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам визуализации соответствующие реальным;

•присвоить материалы различным частям поверхности объекта, то есть наложить текстуры;

•настроить физические параметры пространства - задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей;

При создании анимационного объекта необходимо выполнить следующее:

•задать траектории движения объектов;

•рассчитать результирующую последовательность кадров;

•визуализация объекта.

Для создания реалистичной модели объекта используют геометрические примитивы и гладкие, так называемые сплайновые поверхности. Все многообразие свойств в компьютерном моделировании сводится к визуализации поверхности, то есть к расчету коэффициента прозрачности поверхности и угла преломления лучей света на границе материала и окружающего пространства.

Свет, уходящий с поверхности в конкретной точке в сторону наблюдателя, представляет собой сумму компонентов, умноженных на коэффициент, связанный с материалом и цветом поверхности в данной точке.

После завершения конструирования и визуализации объекта приступают к анимации, то есть заданию параметров движения. Компьютерная анимация базируется на ключевых кадрах. Заключительным этапом является визуализация (рендеринг). Применение сложных математических моделей позволяет имитировать такие физические эффекты, как взрывы, дождь, огонь, дым, туман.

По завершении рендеринга созданную трехмерную модель используют либо как самостоятельный продукт, либо в качестве отдельных частей или кадров готового продукта.

121

РАЗРАБОТКА ОБУЧАЮЩЕГО ПРИЛОЖЕНИЯ ПО ТРЕХМЕРНОЙ ГРАФИКЕ НА ОСНОВЕ 3DS MAX

Джабаров О. Ф. СибГУТИ, Новосибирск e-mail: skytrade.nsk@gmail.com.

Научный руководитель – Забелин Л.Ю., доцент СибГУТИ

В настоящее время, всѐ большую популярность в образовании получают программные технологии на базе ЭВМ для передачи ученику учебного материала и контроля степени его усвоения. Автоматизированные обучающие системы охватывают различные предметные области, и призваны решать задачи обучения на различных этапах жизни человека - от начальных классов средней школы до процесса обучения в высших учебных заведениях.

Идет активный процесс по созданию электронных обучающих систем и их внедрению в учебный процесс. Данные системы позволяют комплексно представлять информацию, совмещать в себе графическую, текстовую, цифровую, речевую, музыкальную, видео, фото и другую информацию, а также печатную документацию пользователя. Они могут быть исполнены на любом электронном носителе, а также опубликованы в компьютерной сети.Со временем, в эпоху компьютеризации, процесс обучения всѐ больше отходит от традиционных форм, соответственно растѐт актуальность электронных обучающих систем.

Обучающий комплекс по обучению программе 3ds MAX условно можно поделить на три раздела: теория, лабораторные задания и видеоуроки. Теория подробно описывает функциональные возможности программы от базовых до самых сложных. Обучаемый получает исчерпывающую теоретическую и пользовательскую информацию о программе. Лабораторная часть, состоящая из лабораторных и курсовых заданий, даѐт практические навыки студенту.

Видеоуроки предназначены для более легкого усвоения информации, когда ученик зрительно и вербально может отследить за ходом выполнения работ.

Также будет выдан список литературы для дальнейшего изучения предмета. Данная обучающая система будет расположена на соответствующей программной платформе. Воздействуя на обучение комплексно, работа послужит основой для успешных реализаций задуманных идей на программе

3ds MAX .

Обучающий комплекс по 3ds MAX будет использоваться на кафедре САПР для следующих профилей обучения: информационные технологии в медиаиндустрии, аудиовизуальная техника, компьютерная графика, проектирование и технология радиоэлектронных средств.

122

РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ОБОРУДОВАНИЯ СТУДИИ ЗАПИСИ РЕЧИ

Жданов А.В., РА-85 СибГУТИ, Новосибирск

Научный руководитель – Оболонин И.А., доцент СибГУТИ

Оборудование студии записи актерской или дикторской речи естественно отличается от реализации задачи записи вокала или других музыкальных произведений.

Рассмотрим сначала основные требования к техническим параметрам выходного сигнала студии, которые определяются возможностями слуха человека.

Мы способны услышать шум, который на 80 (!) дБ слабее полезного сигнала. И в то же время слушаем телевизор под аккомпанемент струи воды в раковине на фоне обеда из трех блюд, который шкворчит на плите. Оказывается, и уровень внешнего шума в 40 дБ человека не пугает. Да, уровень шума 40 дБ в студии – это катастрофа, а вот 60 дБ вполне приемлемы для решения большинства прикладных задач.

Диапазон частот и нелинейные искажения мы пройдем даже без комментариев – с этим сегодня проблем нет.

Так что все разумные требования к параметрам качества звукового тракта студии для записи речи считаем выполненными.

Конфигурация тракта.

Начинается тракт с микрофона, точнее, с поп-фильтра, который установлен на пантографе. Сигнал от микрофона подан балансным кабелем на микрофонный процессор, дальше – на монофонический вход пульта.

Основные приборы питаются через USB.

Наушники 1 предназначены для диктора, наушники 2 – для звукорежиссера. Для контроля служат акустические системы. Запись, монтаж и обработка сигналов производятся в компьютере со встроенной звуковой картой, потребуется два аналоговых входа и выхода.

Лидирует в смете расходов компьютер с программным обеспечением.

РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЯ АЧХ

Жилюк А. В., ЗТ-91 СибГУТИ, Новосибирск

Научный руководитель – Микушин А.В., профессор СибГУТИ

В настоящее время существует острая необходимость измерений параметров сигналов в радиоканале. Существующие на рынке приборы, позволяющие провести эти измерения достаточно дороги. В качестве примера можно привести приборы фирмы Rohde & Schwarz, внешний вид одного из которых приведен на рисунке.

123

Рисунок - Измеритель АЧХ фирмы Rohde & Schwarz

В то же самое время не всегда требуется метрологическое сопровождение прибора. Достаточно просто обнаружить проблему и устранить ее. В ряде случаев требуется обнаружить несоответствие параметров сигнала радиостанции в эфире для обращения в отдел Р полиции. В этом случае огромную помощь могли бы оказать простые и дешевые аналоги приборов, которые называются индикаторами.

Современная техника позволяет решить подобную задачу достаточно дешевыми средствами. Для реализации подобного индикатора достаточно произвести оцифровку сигнала радиоэфира. Всю остальную обработку можно осуществить на персональном компьютере, ноутбуке или нетбуке.

РАЗРАБОТКА 3D ИГРЫ НА FLASH

Иванов Н.Д. СибГУТИ, Новосибирск e-mail: seferot.66@gmail.com

Научный руководитель – Забелин Л.Ю., доцент СибГУТИ

Мощное развитие программного обеспечения, трехмерной компьютерной графики и аппаратных средств, особенно видеокарт, стимулируется именно созданием новых игр.

Графические библиотеки Away3D и Alternativa3D и Adobe Flash Molehill

обеспечивают требуемые функциональные возможности программного средства. Основная разработка проекта проходит с помощью технологии Molehill c использованием некоторых классов из написанных ранее библиотек

124

Alternativa3D и Away3D. Molehill не использует фиксированные функций растеризации, поэтому необходимо создавать свои собственные шейдеры и полностью контролировать процесс растеризации. В докладе приведены разъяснения основных определений используемых в контексте MoleHill. Для использования Molehill в проекте весь процесс создания 3D разбит на 2 этапа: настройка параметров 3D сцены и покадровая отрисовка изображения.

3D игру реализована на flash и обеспечивает следующие возможности: Возможность загрузки 3D объектов и текстур.

Возможность взаимодействия объектов. Наличие гравитации.

Возможность передвижения камеры вместе с персонажем.

Возможность персонажа производить некие действия (генерация событий).

При этом присутствует поддержка непрерывного обнаружения столкновений, которое вычисляет время столкновения между движущимися и вращающимися объектами. Для реализации игры имеются системные требования. В системе должны быть установлены следующие программные продукты:

Java(TM) SE Runtime версии не ниже 1.6. Active X Adobe Flash Player 11 или выше.

В дальнейшем будет предусмотрена установка данных программных продуктов вместе с данным приложением.

АНАЛИЗ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПО ТРЕХМЕРНОЙ ГРАФИКЕ

Карпова А. В. СибГУТИ, Новосибирск e-mail: cat.32@mail.ru

Научный руководитель – Забелин Л.Ю., доцент СибГУТИ

Обзор трехмерных особенностей поможет новичку выбрать программу, которая наилучшим образом подходит ему для решения своих задач. Для каждого ПО характерен свой специфический набор средств, определяющий область, в которой 3D-редактор удобно применять.

«3DS Max» — универсальный профессиональный редактор трѐхмерной графики. Занимает доминирующее положение в 3D индустрии. Большинство моделлеров отдают предпочтение «3DS Max», хотя это неидеальный выбор. Он наиболее предпочтителен для моделирования и рендеринга.

«Maya» - безусловный лидер в киноиндустрии. В противовес «3ds Max», который больше рассчитан на статическое моделирование, «Maya» является эталоном в создании анимации и спецэффектов.

125

«LightWave» имеет широкое применение в киноиндустрии. Альтернатива «3DS Max» и «Maya» для тех, кто предпочитает разделять процессы создания модели и анимации, создания сцены, рендеринга.

«Softimage» незначительно уступает конкурентам, зато имеет ряд особенностей, таких как: симуляция толпы, сильно развитые системы частиц.

«Maxon Cinema 4D» - редактор трѐхмерной графики, в котором процесс создания сложных 3D-эффектов, удивительно прост и быстр. Лучший вариант для того, чтобы начать свое знакомство с трехмерной графикой. Встроенная поддержка русского языка делает еѐ популярной у русскоязычного населения.

«Blender» - полноценный 3D редактор, но уступает своим конкурентам: проигрывает «Maya» в спецэффектах, «3DS Max» и «Lightwave» в визуализации. При этом «Blender» позволяет создавать качественные продукты очень быстро за счет большого количества горячих клавиш. Идеальное решение для тех, кто привык экономить свой бюджет.

«Rhinoceros» используется для инженерного моделирования. Нет анимации, скудные возможности для текстурирования и рендеринга. Подходит тем, кто хочет освоить принципы моделирования при помощи NURBS.

«Bryce» ориентирован на создание фотореалистичных пейзажей, архитектурных строений и ландшафтов. Получается быстро и удобно.

«Poser» дает уникальную возможность с помощью нескольких щелчков мыши создать готового персонажа. Идеально подходит для моделирования персонажей для игр и анимационных роликов.

«ZBrush» предназначен в первую очередь для моделирования. Большим поклонникам виртуальной скульптуры не найти лучшего средства, чем «ZBrush». Но анимация является слабым звеном. По качеству визуализации проигрывает конкурентам.

РАЗРАБОТКА ОБУЧАЮЩЕГО ПРИЛОЖЕНИЯ ПО ТРЕХМЕРНОЙ ГРАФИКЕ НА ОСНОВЕ 3DS MAX

Ковалев А.В. СибГУТИ, Новосибирск e-mail: Sillinrul@yandex.ru

Научный руководитель – Забелин Л.Ю., доцент СибГУТИ

В настоящее время видеоэффекты активно применяют в различных сферах: рекламе, музыкальных клипах, фильмах и мультфильмах. Нельзя представить ни одно профессиональное видео без добавления эффектов, даже самые простые сцены в фильме содержат эффекты, например, городская улица по которой идут актеры все чаще становится всего лишь добавленной картинкой на зеленый фон. В этом случае сцена прогулки актера по городу снимается в небольшом помещение на фоне стены зеленого цвета.

Каждый год качество видеоэффектов значительно увеличивается, как за счет программного обеспечения, так и за счет повышения уровня мастерства

126

специалиста. К сожалению, в России довольно сложно найти подобного специалиста, потому что большинство людей обучаются сами, по интернет урокам и как правило не имеют полного аспекта знаний по их применению.

Обучающий комплекс по обучению программе Adobe After Effects можно разделить на несколько этапов, а именно:

Знакомство с программой и его рабочим пространством Добавление простых эффектов Работа со слоями

Совмещение всего рабочего материала в один фильм Последующее обучение создания сложных эффектов

Первые четыре этапа дают основу для работы со сложными эффектами, на пятом этапе изучаются некоторые сложные эффекты на примере возможностей Adobe After Effects. Такой подход обучения дает все необходимые навыки для работы с программой и дальнейшего самостоятельного изучения новых, более сложных эффектов.

Обучающий комплекс по Adobe After Effects будет использоваться на кафедре САПР для следующих профилей обучения: информационные технологии в медиаиндустрии, аудиовизуальная техника, компьютерная графика.

МОДЕЛИРОВАНИЕ МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНОГО ДРАЙВЕРА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДНОЙ МАТРИЦЫ

Ковалева У.С. МГ-12 СибГУТИ, Новосибирск Тел.: 8-923-111-7444

Научный руководитель – Сединин В. И., профессор СибГУТИ

Наличие неоспоримых достоинств (например, высокий КПД, долговечность, миниатюрность, регулируемая интенсивность и др.) полупроводниковых приборов - светодиодов - по сравнению с другими существующими приборами, излучающими свет, вывело их на лидирующие позиции по эксплуатации в приборостроении и технике. Разрабатываются все новые и новые решения по оптимизации их характеристик и эффективной эксплуатации.

На первом этапе ОКР встала задача разработать принципиальную схему драйвера светодиодов с расширенными диапазонами входного напряжения и точностью стабилизации выходного тока ±3% для применения в системах уличного, бытового и промышленного использования.

Особенности разработанного драйвера соответствуют техническому заданию. Драйвер обладает следующими характеристиками:

диапазон питающего напряжения (VIN), 8…60 В; внутреннее регулируемое напряжение (VDD), 5,25 В; выходной ток 750 мА;

127

время спада фронта на выходе GATE (tFALL), при СL=500 пФ, 50 нс; время нарастания фронта на выходе GATE (tRISE), при СL=500 пФ, 50 нс; сопротивление открытого выходного ключа (RON), 0,8 Ом.

Драйвер представляет собой микросхему для питания светодиодов, обеспечивающую регулирование среднего тока методом ШИМ, что существенно повышает точность и эффективность регулирования тока светодиодов без применения компенсационных цепей и датчиков тока в контуре светодиода. Питание драйвера может осуществляться от источника напряжения постоянного тока 9…60 В. В ходе работы были смоделированы и представлены: структурная схема драйвера, принципиальная схема регулятора напряжения (РЕГ), принципиальная схема устройства задержки включения и др.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СОЗДАНИЯ ВЕБ-САЙТА С ПРОДВИЖЕНИЕМ В ПОИСКОВЫХ СИСТЕМАХ

Кудрявцев И.Е., РМ-99; Тюрина А.С., РМ-811, Гамалеев Н.Н., РИ-17 СибГУТИ, Новосибирск

e-mail: prodaction.ru@mail.ru

Научный руководитель – Сединин В. И., профессор СибГУТИ

Методы разработки сайтов.

Как и в любом деле, создание сайтов происходит при помощи различных методов.

1.Шаблоны. Шаблон представляет собой написанную - программную часть сайта, отвечающую за его функциональность, и растиражированный дизайн - то есть внешнюю, видимую часть сайта. Из несомненных достоинств данного метода можно отметить простоту создания. Главный же недостаток - растиражированность.

2.Конструктор сайта. Готовая зависимая CMS – Система Управления Сайтом, привязанная к определенному(ным) домену и хостингу. Возможность подключения модулей, например (поиск ключевых слов, голосование, гостевая книга и т.д.) Конструктор позволяет выбрать и элементы дизайна, и даже переработать их. Но ключевые элементы, по-прежнему, будут занимать свои места. Минусы и плюсы конструктора аналогичны положительным и отрицательным чертам шаблонов.

3.WYSIWYG-редакторы - (What You See Is What You Get - дословно - "что ты видишь, то и получаешь", англ.) специальные программные среды разработки сайтов, такие как Dream Weaver или Front Page. Сочетание среды разработки сайта, графических редакторов (Adobe Photoshop, Corel Photopaint и пр.) позволяет создавать сайт и сразу видеть конечный результат, который сразу же можно протестировать. Из плюсов отмечается скорость разработки и возможность написания ресурса всего лишь одним человеком. К недостаткам стоит отнести низкий уровень защиты от вирусных атак, от проникновения

128

злоумышлеников (так как методы обхода защиты программной части такого сайта известны многим хакерам и вирусописателям). Также стоит добавить, что полученные скрипты не всегда работают так, как задумывалось, и функциональность оказывается чуть "ущербной". Кроме того, такой сайт "тяжел" для загрузки при медленном подключении к сети интернет, его код не оптимизирован, что вызывает "подвисания" браузера.

4. Сочетание WYSIWYG-редактора и программирования. В данном случае создание сайта происходит в той же среде разработки, но впоследствии над программным кодом работает программист, переписывая или корректируя созданные скрипты. Специалист отлаживает CMS и выстраивает функциональность. Качественный сайт можно получить только применив подобный метод. Единственным его недостатком считается высокая цена разработки.

Актуальные способы продвижения web-сайтов в поисковых системах.

1. Продвижение web-сайтов статьями.

Суть данного способа состоит в том, что ссылки на продвигаемый ресурс вставляются в текст статьи (рассказа), которая в дальнейшем размещается на сайте-доноре.

2. Продвижение web-сайтов постовыми.

Данный способ очень схож с предыдущим, отличия в том, что ссылка на продвигаемый сайт вставляется не вовнутрь статьи, а перед ней (либо после).

3. Продвижение web-сайтов комментариями.

Суть данного способа состоит в том, что ссылки на продвигаемый ресурс оставляются в комментариях к статьям в блогах либо в постах на форумах.

4. Продвижение web-сайтов трастовыми ресурсами (базами).

Траст сайта — своеобразная мера доверия к сайту со стороны поисковых систем, которая значительно влияет на позиции сайта в результатах поиска.

База трастовых (авторитетных) сайтов – упорядоченный список ресурсов с очень высоким показателем тИЦ, размещенных в «Яндекс.Каталоге» и каталоге «Dmoz», на которых можно бесплатно оставлять индексируемые ссылки на продвигаемые сайты.

5. Продвижение web-сайтов ссылочными биржами.

Воснове данного способа лежит покупка ссылок на сайтах-донорах через специальные биржи (Sape, LinkFeed и т.п.). Самым существенным недостатком этого способа является то, что ссылки размещаются временно, то есть до тех пор, пока Вы за них платите, как только Вы перестанете оплачивать покупные ссылки, показатели Вашего сайта моментально вернутся на прежний уровень.

Вэтой работе я разберу, на данный момент самую актуальную методику создания веб-сайта и продвижения в поисковых системах.

129

СИСТЕМЫ ВИДЕОКОНФЕРЕНЦИИ ДЛЯ УЧРЕЖДЕНИЯ

Лысенко Е. О. СибГУТИ, Новосибирск e-mail: lysenkokatya@yandex.ru

Научный руководитель – Забелин Л.Ю., доцент СибГУТИ

Видеоконференция – это интерактивный инструмент, который включает в себя аудио, видео, компьютерные и коммуникационные технологии для осуществления связи удаленных территориально собеседников «лицом к лицу» в реальном времени, а также разделения всех типов информации, включая данные, звук, изображение, документы и тому подобное.

Видеоконференция позволяет преодолеть барьер расстояния, который нас разделяет. Высокое качество звука и полноэкранное видео, возможность оперативного обмена данными и документами делают видеоконференции мощным инструментом с широчайшим спектром практического применения.

Данные системы уже давно нашли широкое применение в крупных компаниях, юридических фирмах, в сфере здравоохранения и во многих других областях. Управление и бизнес, дистанционное обучение, подбор персонала при приеме на работу, оперативный контроль и безопасность – лишь малая часть тех областей деятельности, где преимущества видеоконференций совершенно очевидны.

Видеоконференции являются помощниками в работе фирм с разветвленной сетью филиалов: для координации управления, эффективного решения текущих бизнес-задач, требующих личного участия сотрудников. Благодаря использованию видеоконференций повышается эффективность труда. Видеоконференции значительно упрощает работу служащим, занятым в разработке одного проекта, в ходе которого необходимо осуществлять постоянные консультации, проводить совещания. Современные системы видеоконференций предоставляют также возможность совместной работы с данными, вплоть до подписания документов: для этого в систему включено специальное приложение, открывающее окно, в котором каждый участник может вводить как текст, так и графику. Причем все изменения становятся видимыми для каждого участника.

Видеоконференцсвязь найдет себе достойное применение везде, где необходимы: оперативность в анализе ситуации и принятии решения; консультация специалиста или совместная работа в режиме удаленного доступа над проектами и решениями.

130