Построение моделей виртуальной реальности по цифровых моделям открытых горных работ

Построение моделей виртуальной реальности по цифровых моделям открытых горных работ

Построение моделей виртуальной реальности по цифровых моделям открытых горных работ

Шоломицкий А.А., Дзеканюк А.О.

Развитие вычислительных средств, расширение их возможностей являются главным фактором все более широкого внедрения их в различные сферы научной и практической деятельности. Очень интенсивно развивается направление компьютерного синтеза изображений. Можно считать, что в настоящее время сформировалась новая отрасль информатики – трехмерная (или 3D) машинная графика. Ее можно определить как науку о математическом моделировании геометрических форм и свойств объектов, а также методов их визуализации и управления ими.

Интерес к синтезу изображений объясняется высокой информативностью последних. Информация, содержащаяся в изображении, представлена в наиболее концентрированной форме, и эта информация, как правило, более доступна для анализа, для ее восприятия получателю достаточно иметь относительно небольшой объем специальных знаний. В маркшейдерии на открытых разработках, по мере перехода на цифровое моделирование открытых горных работ [1,2,3,4], также увеличивается интерес к трехмерному представлению маркшейдерской информации, т.к. традиционные маркшейдерские планы понятны только пользователям, которые хорошо знакомы с условными знаками. Для маркшейдеров пространственное представление очень важно, поскольку позволяет выявить ошибки цифрового моделирования, а для технологов позволяет улучшить обоснованность принятия управляющих решений. Многие геоинформационные системы и специализированные горные пакеты [2], (#"60457.files/image001.gif">

т.е. VRML-модель – это цифровая модель открытых разработок + совокупность динамических объектов. В свою очередь абстрактный характеризуется:

где положение объекта в данный момент времени, является функцией от времени; - совокупность атрибутов объекта – характеризует размеры объекта, его свойства, направление, состояние и т.д.- список событий и связанных с ними действий. От абстрактного динамического объекта порождаются все типы объектов на открытых разработках. Для каждого типа объектов формируется свой список событий и связанных с ними действий. Действием может быть и изменение состояния объекта, которое может порождать другое событие. Динамические объекты, на самом деле могут быть условно динамическими в смысле их пространственного перемещения. Так и самосвал, и экскаватор являются динамическими объектами, но положение самосвала необходимо отслеживать с помощью GPS-приемников для показа его на модели в реальном времени. Положение экскаватора определяется раз в месяц во время маркшейдерского замера. Хотя в немецком проекте SATAMA на экскаватор устанавливались три GPS-приемника, для определения не только его положения в плане и по высоте, но и продольного и поперечного наклонов, чтобы в реальном времени отслеживать перемещение рабочего органа и определения объема вынутой горной массы. В нашем случае экскаватор является динамическим объектом потому, что он совершает движения рабочим органом, имитируя погрузку горной массы в самосвалы.

По такой технологии было созданы VRML-модели открытых горных работ для Рыбальского карьера (рис.1) и Бандуровского угольного разреза. Поверхности создавались по цифровым моделям, созданным в АРМ Маркшейдера, а все динамические объекты: экскаваторы, самосвалы, буровые станки и т.д. и их анимация создавались с помощью программного обеспечения фирмы ParallelGraphics (#"60457.files/image006.jpg">

Рис. 1 VRML-модель карьера Рыбальский

Рис.2 Динамические объекты на модели карьера

Результаты исследований по созданию VRML-моделей открытых разработок показывают, что язык VRML является очень мощным средством пространственного представления модельных данных, как применительно к открытым горным разработкам, так и для визуализации любых данных научных экспериментов, которые требуют пространственного представления и анимации. В этой области исследования только начинаются.

Создание сложных анимированных динамических объектов целесообразно выполнять с помощью специализированного программного обеспечения фирмы ParallelGraphics, используя возможности визуального конструирования и анимирования объектов.

На наш взгляд создание VRML-моделей будет чрезвычайно эффективно в обучении. На таких моделях можно показать не только схемы вскрытия и разработки месторождений полезных ископаемых, но и технологические схемы добычи, транспортировки, складирования и т.д. Анимационные модели, которые можно рассмотреть с любой точки, в любом масштабе дают для понимания студента больше информации, к тому же в естественном визуальном представлении. Немаловажным фактором является и то, что просмотр моделей осуществляется с помощью бесплатных VRML-клиентов, которые можно найти в Internet (#"#">http://masters.donntu.edu.ua