Введение

Современная вычислительная техника развивается высокими темпами, но вместе с тем регулярно возникает необходимость совершенствования программного обеспечения для решения прикладных задач в различных сферах науки и техники. К одним из самых ресурсоемких относятся задачи по формированию окружающей обстановки - моделированию реальной местности для тренажерных комплексов нового поколения.

Исторически тренажерные технологии возникли и получили наибольшее развитие там, где ошибки при обучении на реальных объектах могут привести к чрезвычайным последствиям, а их устранение - к большим финансовым затратам: в военном деле, медицине, ликвидации последствий стихийных бедствий, в атомной энергетике, авиации и космосе, высокотехнологичном производстве и т.д.

По мнению компании Haskett consulting inc. (HCI): "Люди запоминают 20 % того, что они видят, 40 % того, что они видят и слышат и 70 % того, что они видят, слышат и делают". Таким образом необходимым элементом эффективного обучения являются постоянные тренировки.

Развитие общества и технологий делает процесс подготовки и постоянного повышения квалификации специалистов все дороже и дороже. На первое место выходят как проблемы доучебного тестирования и отсева кандидатов (профориентация), так и всемерное удешевление процесса подготовки при сохранении приемлемой эффективности.

Современный тренажер - это сложное аппаратно-программное вычислительное устройство, система моделирования и симуляции, комплекс визуализации, предназначенные для первичной подготовки кадров (водителей наземной и пилотов авиационной техники, стрелков-операторов различных видов вооружения). Тренажеры используются как устройства создания физических моделей реальных объектов, поэтому во многих случаях принципиально важным становится точное позиционирование на местности и имитация окружающей обстановки этой местности, что может быть достигнуто с использованием цифровых карт местности (ЦКМ) для получения цифровой модели местности (ЦММ).

Использование тренажеров, как устройств, представляющих физические модели реальных объектов, высокая степень статического, динамического и информационного подобия тренажеров реальным объектам и пониженные затраты на обучение, делает их важнейшим звеном в системе подготовки кадров.

Таким образом, для автоматизации процесса создания модели окружающей местности была поставлена задача разработать программное обеспечение по моделированию рельефа этой местности на основе топографических карт и прочих объектов на ней (либо при помощи других вспомогательных карт). Выражена необходимость в разработке методов моделирования рельефа, а также второстепенных объектов, таких как здания и сооружения, растительность (деревья). Второстепенной задачей моделирования является приближение графической составляющей к отображению реального мира (полученные результаты визуализации должны легко восприниматься человеком), в эту задачу входит симуляция освещения и погодных условий, применение шейдеров и материалов.

Подобные задачи можно решить, используя средства 3d моделирования (как коммерческие - 3D Max, Maya, Cinema 4D, так и некоммерческие - Blender), а также средства разработки интерактивных 3d приложений и игровые движки. Одним из таких средств кроссплатформенной разработки 3d приложений является Unity3d. Кроме того, Unity доступен бесплатно как для некоммерческого, так и для коммерческого использования.

моделирование рельеф программное обеспечение