Разработка прототипа интеллектуальной информационной системы для визуализации артефактов и аналитической поддержки культурного туризма в Тульской области
Введение 4
1 Анализ предметной области. Постановка задачи исследования 6
1.1 Перспективные направления использования информационных технологий для поддержки культурного туризма в Тульской области 6
1.2 Сущность, задачи и инструментальные средства виртуальной реконструкции исторических артефактов 8
1.3 Задача пространственного моделирования исторических артефактов и существующие методические подходы к её решению 10
1.4 Общая характеристика исторического артефакта на примере храма (Покровский храм посёлка Южный) 12
1.5 Постановка задачи исследования …………………………………………14
2 Разработка прототипа информационной системы для визуализации исторических артефактов 17
2.1 Обоснование требований к интеллектуальной информационной системе (ИИС) визуализации артефактов 17
2.2 Разработка функциональной модели ИИС в нотации IDEF0 и обоснование её функционала 17
2.3 Выбор инструментальных средств для разработки программного обеспечения ИИС 21
2.4 Разработка источниковой базы данных ………………………………….24
2.5 Разработка 3D-модели храма ……………………………………………..27
2.6 Создание веб-интерфейса ИИС …………………………………………...42
3 Тестирование программного обеспечения ИИС и разработка методических рекомендаций пользователю 51
3.1 Тестирование программного обеспечения ИИС ………………………...51
3.2 Требования к исходным данным для решения задачи визуализации артефакта 53
3.3 Методические указания по использованию ИИС для визуализации артефактов 54
Заключение 56
Список использованной литературы 58
Приложение А 63
В последние годы с развитием технологий и возможностей компьютерной графики возникает все большая потребность в разработке моделей и программных приложений для визуализации исторических артефактов. Визуализация исторических артефактов позволяет сохранить и передать информацию о прошлом поколениям, а также делает историю более доступной и понятной для современных людей.
Разработка моделей и программных приложений для визуализации артефактов требует глубоких знаний в области компьютерной графики, археологии, истории и обработки данных. Основная цель таких приложений – создание трехмерных моделей артефактов, которые полностью соответствуют их реальному внешнему виду и структуре.
Для достижения этой цели, разработчики используют различные методы и технологии, включая фотограмметрию, сканирование 3D-сканерами и компьютерное моделирование. Фотограмметрия позволяет создавать точные трехмерные модели на основе фотографий артефактов с разных ракурсов. Для сканирования артефактов используются 3D-сканеры, которые создают точные трехмерные копии объектов. Компьютерное моделирование позволяет создавать и анимировать трехмерные модели с учетом различных факторов, таких как освещение и текстурирование.
Разработанные модели и программные приложения для визуализации артефактов могут использоваться в различных областях, таких как историческая наука, музеи, образование и туризм. Они позволяют сохранить исторические объекты, которые могут быть разрушены или утеряны, а также предоставляют возможность изучить историю в интерактивном и увлекательном формате. В целом, разработка моделей для визуализации исторических артефактов имеет большую актуальность и может существенно помочь в их изучении, сохранении и доступности для широкой аудитории.
На основании всего вышеперечисленного, актуальным является изучение алгоритмов, благодаря которым можно выводить 3-х мерные графические объекты в браузере.
Целью работы является разработка прототипа интеллектуальной информационной системы (ИИС) для визуализации исторических артефактов и его апробация на примере создания 3D модели Храма Покрова Пресвятой Богородицы.
Данная цель определяет следующие задачи:
1. Провести анализ предметной области и дать постановку задачи исследования;
2. Обосновать концепцию ИИС и осуществить выбор инструментальных средств для её разработки;
3. Разработать базу данных и веб-интерфейс ИИС;
4. Разработать 3D модель Храма Покрова Пресвятой Богородицы;
5. Осуществить тестирование программного обеспечения ИИС и обосновать рекомендации по его применению.
Объект исследования ВКР – храм Покрова Пресвятой Богородицы. Предметом исследования в ВКР является процесс информатизация разработки 3D модели Храма Покрова Пресвятой Богородицы (Тульская область).
Работа состоит из трех разделов. В первом разделе описаны теоретические основы визуализации артефактов, а именно понятие «визуализация» и ее виды, типы компьютерных моделей, средства создания сайтов и визуализации 3D моделей.
Во втором разделе описывается процесс создания приложения и 3D модели в графическом редакторе Blender.
В третьем разделе проведено тестирование приложения и разработаны рекомендации по его использованию.
Целью работы было создание модели и интеллектуальной информационной системы для визуализации исторических артефактов.
Разработка модели и программного приложения для визуализации исторических артефактов является важным и интересным направлением в исследовании и популяризации истории. Визуализация позволяет создать реалистичные 3D-модели артефактов, которые помогают людям глубже погрузиться в исторический контекст.
Программное приложение для визуализации, должно быть реалистичным, понятным и доступным, включать в себя функции масштабирования, поворота и приближения для детального изучения артефактов.
В данном исследовании проведена апробация комплекса методов и технологий 3D моделирования в задачах построения компьютерных реконструкций объектов историко-культурного наследия России. Предложена компьютеризированная методика научной верификации созданной реконструкции, проведена тем самым адаптация программного обеспечения 3D моделирования с учётом специфики исторических реконструкций на примере Покровского храма поселка Южный.
Построение виртуальной реконструкции требует решения широкого круга задач, включая создание пространственной 3D модели монастырского комплекса, восстановление архитектурного облика монастырских построек, систематизацию сохранившейся информации об исследуемых объектах и её пространственную привязку (посредством создания электронной библиотеки, базы данных, интерактивной карты и других компьютеризованных инструментов). Эффективность использования технологий трёхмерного моделирования в исторических исследованиях должна оцениваться при решении конкретных задач пространственной реконструкции утраченного объекта с учётом соответствующего исторического контекста и особенности источниковедческого анализа материалов.
Возможности подобных приложений широко применяются в музеях, учебных заведениях и исследовательских центрах. Они могут использоваться для сохранения артефактов, которые могут быть утрачены или повреждены со временем.
В целом, разработка модели и программного приложения для визуализации исторических артефактов является важной задачей с практическим применением в области исторических исследований и культурного наследия. Она помогает улучшить доступность и понимание исторических артефактов для широкой аудитории и способствует сохранению и популяризации нашего общего культурного наследия.
