ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ГОЛОГРАФІЧНИХ 3D ВІТРИН Спеціальність 122 – Комп’ютерні науки
Вантажиться...
Дата
2023
Автори
Affiliation
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Державний торговельно-економічний університет
Анотація
Тищенко І.А. Інформаційні технології експлуатації голографічних 3D вітрин. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктор філософії за спеціальністю 122 «Комп’ютерні науки». – Державний торговельно-економічний університет, Київ, 2023. Використання 3D-технологій в сфері голографії відкриває нові можливості в створенні моделей в просторі. Сучасне програмне забезпечення інформаційних технологій значно пришвидшує процес створення голограм та покращує результат. 3D-технології допомагають зменшити розміри пристроїв для відтворення голограм та збільшити їх продуктивність. Мінусом є те, що для моделювання та відтворення голограм з 3D-зображенням потрібно використовувати комп’ютери більшої продуктивності ніж для 2D, але використання продуктивних пристроїв — це необхідний крок для переходу до ери голографії та заміни звичайних проекторів на голографічні вітрини, що є більш сучасними та продуктивними. Програмне забезпечення інформаційних технологій для відтворення 3D зображень має бути універсальним та працювати на будь-якому пристрої. Це створить принципово нову ситуацію в презентаціях, рекламі та навчальному процесі. Мета роботи полягає в дослідженні та формалізації методик подання візуальної інформації на уроках та презентаціях та аналіз доцільності використання сучасних інформаційних технологій для візуалізації презентаційних об’єктів, розкриття методів та засобів досягнення голографічного зображення за допомогою спеціалізованої інформаційної технології, а саме мультиплатформного програмного забезпечення. Під мульти платформенний програмним забезпеченням розуміється програмне забезпечення, що використовується на всіх відомих ОС (браузери, відео редактори, презентаційні додатки). Об'єкт дослідження – розробка комплексу програмного забезпечення інформаційних технологій для експлуатації голографічних 3D вітрин та розробка рекомендацій до створення мультимедійного контенту голографічних презентацій на вже існуючих програмних забезпеченнях. Предмет дослідження – методологічний інструментарій для моделювання 3D зображення та експлуатації голографічної 3D вітрини. За основу в дослідженні взято нову технологію, яка має назву «Голографічна 3D-вітрина». Запатентована технологія світлової стіни використовується в пристрої, що має назву “uScreener”. Наукова новизна роботи, що виносяться на захист, характеризується наступними твердженнями : уперше: • розроблено програмне забезпечення спеціалізованої технології «світлова стіна» для створення об’ємного 3D зображення за рахунок комплексного використання нової запатентованої технології перетворення звичайного зображення в голограму та програмного забезпечення голографічних презентацій на основі оптимізованого під відтворення контенту; • в рамках використання технології «світлова стіна» розроблено та програмно реалізовано метод налаштування та оптимізації контенту під його відтворення у вигляді голографічного 3D зображення; • розроблено методику подання інформації за допомогою голографічних презентацій на основі механізмів представлення голографічних 3D зображень з використанням оптимізованого під відтворення голографічного контенту веб-додатку або на основі розроблених рекомендацій, вимог, інструкцій до відтворення голографічного контенту з використанням Microsoft PowerPoint або медіа-плеєра; удосконалено: • систему керування жестами голографічної 3D вітрини, за рахунок програмної реалізації процедур інверсування жестів із збереженням елементів дій кожної з рук; дістало подальшого розвитку: • методи адаптації контенту в програмному забезпеченні для створення 3D об’єктів, які на відміну від інших, тільки за рахунок тонування відтінків кольорів зображення забезпечують можливість використання існуючого мультимедійного контенту в голографічних 3D вітринах, без його редагування. В роботі проаналізовано голографічні технології та методи голографії. Використання технології голографії обумовлено збільшенням реалістичної реклами, впровадженням нових інформаційних технологій в суспільстві та збільшенням вимог суспільства до мультимедійних пристроїв. Методами представлення голографічних технологій можна вважати інформаційні технології створення презентаційних додатків, що використовуються для відображення 3D голографічних презентацій. Розкрито поняття та особливості 3D зображення. Досягти реалістичності представленої інформації можливо лише шляхом створення тривимірних зображень, що будуть розміщені в просторі. Динамічні зображення дозволяють повноцінно передати задум авторів та створити ефект присутності реального прототипу об’єкта на презентації. Шляхом того, що пристрій не має помітних оку елементів демонстрації зображення, у глядача не залишається сумніву у тому, що він бачить. Проаналізовано технології створення та проведено порівняння 2D та 3D голографії. Показано, що кожна з технологій має свої особливості та дозволяє використовувати голографічну 3D вітрину, як повноцінний замінник екрана. Технологічні особливості дозволяють використовувати голограму, як прозорий екран монітора, що відкриває нові можливості для демонстрації та візуалізації товарів. В практичній частині розглядаються аспекти використання сучасних інформаційних технологій в освітньому процесі. Аналізуються результати використання комп’ютерних технологій в донесенні інформації до учнів. Досліджується роль розвитку інформаційних технологій в освітній сфері, а також доцільність використання інноваційних методик в освіті. Одним з інноваційних приладів та технологій для освітян є голографічна 3D вітрина та голографічні технології. Використання голографічних 3D вітрин для відтворення мультимедійних презентацій та демонстрації об’єктів є сучасним та прогресивним методом подання навчального матеріалу. Актуальність роботи полягає в аргументації використання сучасних інформаційних технологій, що полегшують роботу викладача та збільшують можливості пристроїв, наявних в освітніх закладах. Портативність, мобільність та легкість – це запорука успішного використання ґаджетів у навчальних закладах. Освітній процес є невід’ємною частиною розвитку людини. Від методики подання інформації залежить подальша зацікавленість учнів та результати знань ,які вони будуть отримувати. Огляд підходів до подання інформації надає змогу отримати алгоритм успішної презентації матеріалу для засвоєння та зацікавленості слухачів. Важливим аспектом навчального процесу є практичне спрямування навичок та порівняння реальних об’єктів та задач з тими, що вже розглядались в освітньому процесі. Використання голографічних моделей дозволить відтворити імітаційну модель будь-чого, що дозволить учням глибше зрозуміти матеріал. Опис розробки та функціонування інформаційної системи експлуатації голографічної 3D вітрини включає в себе аналітичну частину технологій, опис функціоналу, що адаптований під потреби людей, що не мають спеціальної підготовки в сфері інформатики. Інформаційні технології експлуатації голографічних 3D вітрин, що застосовуються для моделювання завдань та прикладів є інтуїтивно зрозумілими та оптимізованими під рівень володіння інформатикою середньостатистичного вчителя та викладача. Це дозволяє кожному вчителю без зайвих проблем створювати освітній матеріал, уроки, лекції та практичні або лабораторні завдання на звичайному персональному комп’ютері. Адаптивний, інтуїтивно-зрозумілий інтерфейс досягається шляхом розробки інтегрованої web-системи, що адаптована під всі доступні пристрої. Використання даної інформаційної системи допомагає відтворювати презентації, зазначених в методичних рекомендаціях видів, без додаткових налаштувань, використовуючи як персональний ноутбук, так і робочий. Головна вимога – це розмір екрану. Він повинен відповідати розмірам голографічної 3D вітрини, що використовується освітнім закладом. Розроблені методичні рекомендації щодо створення контенту та завдань для роботи з голографічною 3D вітриною. Вони поділяються на наступні типи: flash додатки, відеоконтент та презентації. Зроблено огляд технологій для створення даних додатків. Для полегшення роботи та адаптації пристрою до вже готового контенту додано можливість створення контенту на класичному презентаційному додатку Microsoft PowerPoint. Даний програмний комплекс є досить продуктивним та дозволяє використовувати всі відомі функції презентацій в навчанні. Зважаючи на те, що голографічна 3D вітрина має функцію керування жестами, що є першочерговою функцією «голограми» в уявленні людини, програма Microsoft PowerPoint дозволяє створювати керовані презентації. До типу контенту, такого як «відеоконтент», окремо розроблено кодеки, які оптимізують кольоро передачу на пристрої, через доданий до веб-інформаційної системи медіаплеєр. Це дозволяє не витрачати час на налаштування кольору на презентаційному відео та автоматизувати постпродакшн шляхом оптимізації яскравих кольорів, збільшення глибини чорного та збільшення прозорості білого кольору. Використання та робота з flash презентаціями доступна в двох форматах, а саме: прямому та інверсованому. Це дозволяє проводити демонстрації як стоячи обличчям до аудиторії, безпосередньо маючи перед собою дублікат демонстраційного об’єкту на екрані, так і в ігровій формі, працюючи безпосередньо стоячи перед голографічною 3D вітриною. Окремо до пристрою йде в комплекті планшет, за допомогою якого відбувається керування контентом. Але, зважаючи на бездротовість з’єднання, можливе використання будь-кого смартфону із заздалегідь підготовленим демонстраційним матеріалом. Додатки, що використовуються в практичній частині, розроблені для навчання та безпосередньої участі учнів у роботі з голографічною 3D вітриною. Даний прийом дозволяє зосередити увагу всього класу на процесі виконання завдання, розвинути абстрактне мислення учасника та глядачів та спонукати до креативного вирішення завдання як в груповій формі, так і в індивідуальній. Практична значимість наукових результатів. Використання даної технології особливо важливо в класах НУШ (Нової Української школи), так як більшість дітей здатні сприймати інформацію лише в ігровій формі, що дозволяє максимально поринути учням в навчальний процес та не відволікатись на речі, не пов’язані з навчанням. На основі матеріалу дисертаційного дослідження розроблено та впроваджено методичний посібник «Використання голографічних технологій у вивченні англійської мови», що пройшов апробацію в Ржищівському індустріально- педагогічному фаховому коледжі та в класах НУШ Загально осітнього навчального закладу I-III cт. №2 м.Олександрія. Представлені методичні матеріали розроблено відповідно до навчальної програми «Англійська мова» для студентів освітньо-професійного рівня молодший спеціаліст з огляду на сучасні вимоги щодо підвищення рівня фундаментальної підготовки з англійської мови, а також учнів початкових, середніх та старших класів. За результатами апробації поданий методичний посібник, що містить матеріали дисертаційного дослідження та зосереджений на використанні технологій та додатків, що представлені в даній роботі, доцільно використовувати в освітньому процесі закладів середньої та вищої освіти. В роботі описана методологія створення освітніх матеріалів для голографічної 3D вітрини, що дозволить оптимізувати процес розробки навчальних матеріалів та допоможе глибше зрозуміти специфічні особливості функціонування голографічної 3D вітрини. Окремо, в роботі створено демонстраційний урок англійської мови з використанням голографічних 3D презентацій. Приклад уроку дозволяє зрозуміти принцип використання технології в навчальному процесі та взяти за основу структуру уроку для подальшого створення власних.
Опис
Ключові слова
3D моделювання, інформаційна система, web-система, бази даних, інформатика, навчання, комп'ютерний дизайн, комп'ютерна модель, програмування, STEAM, віртуальна реальність, нейронні мережі, інтеграція, EDraw Max, комп'ютерне моделювання, 3D Modeling, Information System, Web System, Databases, Computer Science, Learning, Computer Design, Computer Model, Programming, Virtual Reality, Neural Networks, Integration, Computer Modeling.
Бібліографічний опис
Тищенко І.А. (2023) ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ГОЛОГРАФІЧНИХ 3D ВІТРИН, м. Київ [Дисертація за спеціальність 122 – Комп’ютерні науки, Державний торговельно-економічний університет]. Репозитарій Державного торговельно-економічного університету.
https://ur.knute.edu.ua/handle/123456789/10640