Модели, методы и инструментальные сервисы для создания профессиональных виртуальных облачных сред

• Автор: Федорищев, Леонид Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 201 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВИРТУАЛЬНЫЕ ИНТЕРАКТИВНЫЕ СРЕДЫ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ИХ РАЗРАБОТКИ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Виртуальные среды. Общие понятия
1.2. Средства разработки виртуальных сред
1.3. Выводы из обзора существующих средств
ГЛАВА 2. АРХИТЕКТУРА ИНСТРУМЕНТАРИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ВИРТУАЛЬНЫХ СРЕД. ОНТОЛОГИЯ И МОДЕЛЬ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЫ
2.1. Основные принципы создания инструментария для разработки и функционирования профессиональных виртуальных сред
2.2. Концептуальная архитектура инструментального комплекса
2.3. Онтология виртуальной среды
2.4. Сценарий
2.5. Декларативная модель
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ИНТЕРПРЕТАТОР ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЫ
3.1. Архитектура интерпретатора
3.2. Интерпретация на клиенте
3.2.1. Построение виртуальной среды
3.2.2. Обработка действий
3.3. Интерпретация на сервере
3.3.1. Загрузка проекта и отправка его клиенту
3.3.2. Обработка действий, переданных с клиента
3.3.3. Вызов внешних функций для обработки событий
3.3.4. Обработка сценария для выполненного действия
3.3.5. Обновление информации о текущем состоянии модели
3.4. Хранение и обмен информацией
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
4.1. Требования к реализации программного комплекса
а. Технологии для реализации программного комплекса
4.2.1. Технологии реализации серверной части программного комплекс
4.2.2. Технологии реализация клиентской части программного комплекса
4.3. Платформа 1АСРааЬ
4.4. Методы реализации программного комплекса
4.4.1. Структурный редактор для формирования логического представления модели ..
4.4.2. Графический 3П-редактор для формирования презентационного представления модели
4.4.3. Интерпретатор
4.5. Сравнительные характеристики программного комплекса
4.6. Выводы
ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ
СРЕДЫ
5.1. Технология разработки модели
5.2. Использование профессиональных виртуальных сред

5.3. Экспериментальное исследование программного комплекса
5.3.1. Компьютерный обучающий тренажер с виртуальной реальностью для офтальмологии
5.3.2. Виртуальная химическая лаборатория
5.3.3. Демонстрационный проект городского района
5.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
Классы и функции графического редактора
Классы и функции клиента интерпретатора
ПРИЛОЖЕНИЕ
Реализация онтологии профессиональных виртуальных сред в структурном редакторе.. 167 ПРИЛОЖЕНИЕ
Реализация декларативной модели компьютерного тренажера для обучения проверке
зрения по таблицам Сивцева в структурном редакторе
Реализация декларативной модели компьютерного тренажера для обучения проверке
зрения по таблицам Сивцева в структурном редакторе
Реализация декларативной модели виртуальной химической лаборатории
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время виртуальные среды активно используются в образовании, военной области, медицине, индустрии развлечений, бизнесе, инженерии, спорте, социальных сферах. Виртуальная среда - это компьютерная модель фрагмента реального мира, имитирующая процессы явления или события, которые могут в нем происходить под воздействием различных факторов. По типу взаимодействия с пользователем виртуальные среды могут быть разделены на неинтерактивные и интерактивные. Неинтерактивные среды предназначены для наблюдения, демонстрации каких-либо явлений или процессов, пользователь в таких средах выступает в качестве зрителя; в интерактивных средах пользователь может активно взаимодействовать с элементами среды, изменяя ее. По требованиям к профессиональной подготовке их пользователей виртуальные среды можно разделить на среды общего назначения и профессиональные. Характерными особенностями виртуальных сред общего назначения (типичный представитель - компьютерные игры) является отсутствие каких-либо требований к профессиональной подготовке их пользователей; в них заранее определяется логика работы приложения, которая, как правило, в процессе использования мало подвержена изменениям; для таких сред характерна также коммерческая направленность реализации, что позволяет привлечь достаточно большой бюджет к разработке таких сред. Профессиональные виртуальные среды предназначены для решения задач в некоторой предметной области подготовленными специалистами, их основу составляют предметные знания, которые подвержены частым изменениям, а бюджет при их разработке, за редким исключением, очень мал.
В общем случае процесс создания виртуальной среды состоит из нескольких основных этапов: разрабатываются 3 Б-модели объектов
виртуального мира, для большинства моделей объектов описываются сценарии их поведения и возможного изменения отображения в виртуальной среде; затем из разработанных объектов формируется виртуальная среда (виртуальное

ней конечными пользователями. Все это работает как облачный сервис, как для разработчиков, так и для пользователей.
Структурный редактор модели
Г рафический Редактор
редактор модели функций
Серверное Веб-клиент приложение
Разработчики
Эксперты Дизайнеры Программисты

Пользователи

Рис. 2.2.1. Концептуальная архитектура программного комплекса
Программный комплекс (система) состоит из нескольких компонентов, которые можно разделить на два класса: информационные и программные.
Информационными компонентами являются онтология виртуальной среды, декларативные модели профессиональной виртуальной среды, построенные на основе онтологий; мультимедиа-данные (картинки, Зб-модели, необходимые для построения и правильного отображения виртуальной среды и т.д.);
Программными компонентами являются:
• Структурный редактор модели - редактор для создания и изменения всех компонентов модели на основе онтологии.
• Г рафический редактор модели - интерактивное средство редактирования виртуальной среды ПВС на основе декларативной модели. Графический