Имитация объектов реального мира в компьютерном тренажере

Реализация этой функции связана с воспроизведением образов реаль- ного мира. Имитация объектов мира имеет две составляющие [5]: визуаль- ная имитация и функциональнаяимитация.

Факторами, влияющими на эффективность визуальной имитации объ- ектов реального мира в компьютерном тренажере являются высокий уро- вень подобия синтезируемого изображения оригиналу и высокий уровень соответствия синтезируемого звукового окружения[6].

Сущность такого фактора, как высокий уровень подобия синтези- руемого изображения оригиналу, заключается в том, что синтезируемое изображение какого-либо устройства, детали и т.п. должно быть узнаваемо для обучаемого. В противном случае обучаемый может просто не понять, что он видит, а это неизбежно приведет к потере времени, затрачиваемого на обучение. При оценке степени соответствия синтезируемого изображе- ния оригиналу целесообразно использовать три уровня подобия [6]:

- Физическое подобиеозначает, что синтезированное изображение по основным физическим характеристикам повторяет оригинал. Физиче- ское подобие устанавливается на уровне трех групп характеристик: геометрических (пространственных), яркостных (энергетических) и временных.

- Психофизическоеподобие устанавливается на уровне зрительных ощущений. В силу того, что возможности зрительного аппаратаче-

ловека ограничены, обучаемый при некотором уровне искажений не ощущает разницы между синтезированным изображением и оригина- лом, так как зрительные ощущения одинаковы при различных ярко-сти, форме и цвете объекта.

Как правило, работа некоторого реального оборудования часто сопро- вождается различным шумом. При этом звук может нести важную информацию о работе оборудования. Например, изменение звуковой картины, появление какого-либо шума может являться признаком ава- рии.

При решении о необходимости имитации звука следует принять во внимание тот факт, что существующие на сегодняшний день техно- логии позволяют создавать достаточно реалистичные звуковые карти- ны (использование технологии пространственного звучания, прохож- дение препятствий, отражение звука и т.д.).

- Психологическоеподобие предполагает, что по общему восприя- тию синтезированное изображение и оригинал являются схожими. По этой причине синтезированное изображение позволяет сформировать у обучаемого достаточно определенное суждение о реальном объекте или процессе, хотя между синтезированным изображением и ориги- налом есть значительные отличия по физическим характеристикам.

Наилучший результат может быть получен при совместном примене- нии психофизического и психологического подобия синтезируемого изоб- ражения [6]. При этом психофизическое подобие рациональнее применять к наиболее важным объектам тренажера, а второстепенные объекты могут обладать психологическимподобием.

Далее следует отметить такой фактор, как высокий уровень соответ- ствия синтезируемого звукового окружения [6]. Как правило, работа неко- торого реального оборудования часто сопровождается различным шумом. При этом звук может нести важную информацию о работе оборудования. Например, изменение звуковой картины, появление какого-либо шума мо- жет являться признакомаварии.

При решении о необходимости имитации звука следует принять во внимание тот факт, что существующие на сегодняшний день техноло- гии позволяют создавать достаточно реалистичные звуковые картины(ис-

пользование технологии пространственного звучания, прохождение препят- ствий, отражение звука и т.д.).

В подавляющем большинстве существующих компьютерных тренаже- ров функциональная имитацияобъектов осуществляется на основе мате- матическихмоделей.

Адекватная математическая модель оборудованияипроцессовувеличивает эффективность тренажера за счет того, чтодляобучаемогоощущается меньшая разница между реальной ивиртуальнойобстановкой.Эффектличногоучастиявсвоюочередьвлияетназапоминаниеинформа-ции.Вкачествепримераможнопривестиматематическуюмодельпереме-щения груза, подвешенного на стрелепогрузочно-разгрузочногоустройства.Математическая модель в случае необходимостидолжнапозволитьучитывать влияние большего числа различных параметров.Например,приработе с реальным оборудованием часто возникаютситуации,изменяющиеусловия его работы, такие как изменение температурыатмосферноговозду-ха,сильныйпорывветра,аварийныеситуацииит.п.Поэтомувматемати-ческой модели должна быть предусмотрена возможность имитации данных

ситуаций.