procyberВестник кибернетикиProceedings in Cybernetics1999-7604Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Сургутский государственный университет»procyber-225Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИEngeneeringМетоды визуализации погодных явлений в имитационных системахVisualization methods of weather events in simulation systemsАгафоновН. А.AgafonovN. A.agafonovkolja@gmail.comГиацинтовА. М.GiatsintovA. M.algts@inbox.ruРодителевА. В.RoditelevA. V.avrod_94@mail.ruФедеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований РАНРоссияSystem Research Institute, Russian Academy of SciencesRussian Federation20182603202001 (29)6165Copyright © Агафонов Н.А., Гиацинтов А.М., Родителев А.В., 20202020Агафонов Н.А., Гиацинтов А.М., Родителев А.В.Agafonov N.A., Giatsintov A.M., Roditelev A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/225

При моделировании внекабинного пространства в авиационных тренажерных комплексах, зачастую, необходимо воспроизводить эффекты, возникающие при полетах в облаках. При этом нужно обеспечить работу подсистемы визуализации в режиме реального времени с частотой смены кадров не менее 25 в секунду. В работе проанализированы подходы к визуализации облачности: использование skybox, процедурное моделирование, моделирование на основе клеточного автомата, использование шума Перлина совместно с билбордами и вокселями. Выявлены основные недостатки, такие как невозможность пролета сквозь облака, низкая реалистичность и высокая ресурсоемкость. Показано, что среди всех, подход с использованием шума Перлина совместно с билбордами дает наиболее реалистичные результаты и обеспечивает работу подсистемы визуализации в масштабе реального времени с заданной частотой кадров.

It is necessary to simulate the events that occur during cloud flying when modeling outside world in flight simulators. In addition to that, visualization system should work in real-time with no less than 25 frames per second. This article presents an analysis of different types of cloud visualization: procedural modelling, modelling with the use of cellular automaton, skyboxes, the Perlin noise used in conjunction with billboard and voxel rendering. Major disadvantages of these methods are presented, such as computational complexity, lack of realism and inability to fly through the clouds. It is demonstrated that the use of the Perlin noise in conjunction with billboards provides better performance of the visualization system and more realistic results.

визуализацияимитационные системыоблачностьшум Перлинапроцедурное моделированиеvisualizationsimulation systemsclouded skyPerlin noiseprocedural modelingРабота выполнена при поддержке РФФИ, грант № 17-07-00169 А.ReferencesГиацинтов А. М., Мамросенко К. А., Решетников В. Н. Инструментальные средства предтренажерной и тренажерной подготовки операторов сложных технических систем [Электронный ресурс] // Программные продукты, системы и алгоритмы. 2014. № 1. С. 1–3. URL: http://swsys-ru/simulator-training-operators.html (дата обращения: 08.07.2015).Гиацинтов А. М., Мамросенко К. А., Решетников В. Н. Инструментальные средства предтренажерной и тренажерной подготовки операторов сложных технических систем [Электронный ресурс] // Программные продукты, системы и алгоритмы. 2014. № 1. С. 1–3. URL: http://swsys-ru/simulator-training-operators.html (дата обращения: 08.07.2015).Мамросенко К. А., Решетников В. Н. Моделирование подстилающей поверхности в имитационных системах // Программные продукты и системы. 2015. № 4. С. 70–74.Мамросенко К. А., Решетников В. Н. Моделирование подстилающей поверхности в имитационных системах // Программные продукты и системы. 2015. № 4. С. 70–74.Мамросенко К. А. Имитационно-тренажерные и обучающие распределенные системы // Программные продукты и системы. 2008. № 3. С. 32–35.Мамросенко К. А. Имитационно-тренажерные и обучающие распределенные системы // Программные продукты и системы. 2008. № 3. С. 32–35.Решетников В. Н., Мамросенко К. А. Основы построения тренажерно-обучающих систем сложных технических комплексов // Программные продукты и системы. 2011. № 3. С. 86–90.Решетников В. Н., Мамросенко К. А. Основы построения тренажерно-обучающих систем сложных технических комплексов // Программные продукты и системы. 2011. № 3. С. 86–90.Андреев А. О., Дукальская М. В., Головина Е. Г. Облака: происхождение, классификация, распознавание. СПб. : РГГМУ, 2007. 228 с.Андреев А. О., Дукальская М. В., Головина Е. Г. Облака: происхождение, классификация, распознавание. СПб. : РГГМУ, 2007. 228 с.Dobashi Y., Kaneda K., Yamashita H., Okita T., Nishita T. A Simple, Efficient Method for Realistic Animation of Clouds. N.Y. : ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co, 2000. P. 19–28.Dobashi Y., Kaneda K., Yamashita H., Okita T., Nishita T. A Simple, Efficient Method for Realistic Animation of Clouds. N.Y. : ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co, 2000. P. 19–28.Боресков А. Steps3D – Tutorials – Deferred Shading. [Электронный ресурс]. URL: http://steps3d.narod.ru/tutorials/ds-tutorial.html (дата обращения: 08.07.2015).Боресков А. Steps3D – Tutorials – Deferred Shading. [Электронный ресурс]. URL: http://steps3d.narod.ru/tutorials/ds-tutorial.html (дата обращения: 08.07.2015).Alamia M. Coding Labs: Simple OpenGL Deferred Rendering Tutorial [Электронный ресурс]. URL: http://www.codinglabs.net/tutorial_simple_def_rendering.aspx (дата обращения: 08.07.2015).Alamia M. Coding Labs: Simple OpenGL Deferred Rendering Tutorial [Электронный ресурс]. URL: http://www.codinglabs.net/tutorial_simple_def_rendering.aspx (дата обращения: 08.07.2015).Olsson O., Assarsson U. Tiled Shading // J. Graph. GPU Game Tools. 2011. Т. 15. № 4. С. 235–251.Olsson O., Assarsson U. Tiled Shading // J. Graph. GPU Game Tools. 2011. Т. 15. № 4. С. 235–251.Гиацинтов А. М., Мамросенко К. А. Отображение трехмерных объектов с использованием кластерной визуализации // Программные продукты и системы. 2016. № 4. С. 69–72.Гиацинтов А. М., Мамросенко К. А. Отображение трехмерных объектов с использованием кластерной визуализации // Программные продукты и системы. 2016. № 4. С. 69–72.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.