|
Принятые статьи
Спектральная оценка жизненного состояния Quercus robur L. в моделируемых условиях засухи
П.А. Зыбинская, А.В. Третьякова, П.А. Крылов
Принято: 2024-07-24
Аннотация
Неинвазивные спектральные методы анализа все чаще используются для изучения содержания метаболитов растений, оценки морфофизиологических и биохимических показателей, а также жизненного состояния. Визуализация жизненного состояния через спектральные профили может дать более детальную картину адаптации растений к стрессу. Для моделирования экспериментальной засухи были взяты 5-6 месячные саженцы Quercus robur L., которые были поделены на три группы: контрольная и экспериментальные группы с и без полива (засуха), по 15 саженцев в каждой. Спектральная оценка листовых пластинок проводилась с помощью портативного спектрорадиометра SpectraPen SP110 Uvis и анализатора растений Dualex Scientific+ через 0 (контроль), 168 (одна неделя) и 336 (две недели) часов. В результате спектрального анализа были получены спектрограммы поглощения излучения листовых пластинок Q. robur, а также содержание суммы хлорофиллов, флавонолов и антоцианов в условиях полива и засухи. В ходе исследования обнаружены изменения в спектрограммах поглощения у листьев Q. robur, связанные с содержанием метаболитов. Разница в пиках поглощения между группами становилась более выраженной с течением времени под влиянием засухи. Содержание пигментов в листовых пластинках менялось в течение эксперимента, что свидетельствует об адаптации растения к стрессу. Полученные предварительные результаты могут быть использованы для расширения знаний о способах оценки жизненного состояния древесных растений в полевых условиях.
Calculation of a parallaxpanoramogram in autostereoscopic systems with inconsistent monitor and lens raster parameters
N.V. Kondratiev, Yu.N. Ovechkis, A.I. Vinokur, D.A. Arsentiev
Принято: 2024-07-11
Аннотация
A significant disadvantage of the multi-point of view autostereoscopic method is a drop in image resolution with an increase in the number of points of view. An effective means of increasing the resolution is the use of an inclined lens raster and vertical encoding the colors of the point of view. Algorithmically simple coding is obtained at optimal tilt angles, the tangent of which is 1 divided by a multiple of 3 (1/3, 1/6, etc.). This requirement imposes significant restrictions on the coordination of the geometric parameters of the equipment – the display panel and the lens raster. The approaches to spatial color coding proposed in this article and the algorithms implementing them make it possible to significantly expand the possibilities of creating autostereoscopic displays. The experimental work carried out convincingly confirms the theoretical conclusions. The main practical result was the developed software that allows fine-tuning of the angle of inclination of the raster and calculating a multi-point of view parallaxpanoramogram for a specific set of equipment.
Применение показателя когнитивной нагрузки графического элемента для обоснования требований к системе визуализации РЛС дальнего обнаружения
С.В. Мацеевич, У.А. Владко, А.Д. Зюзина, М.Н. Мочалов, А.С. Захаров
Принято: 2024-06-15
Аннотация
В статье представлены результаты исследования по применению показателя когнитивной нагрузки на оператора РЛС дальнего обнаружения (ДО) при его взаимодействии с графическим элементом системы визуализации РЛС ДО в условиях влияния деструктивных факторов.
Предложена оригинальная методика обоснования требований к структуре системы визуализации, основанная на комплексировании положений теории инженерной психологии, эргономики, когнитивной графики с учётом когнитивных ресурсов оператора РЛС.
Методика формализована в виде задачи минимизации общего критерия, характеризующего эффективность работы операторов и их пропускной способности по информации в системе «человек-машина», с учётом показателя когнитивной нагрузки.
Показано, что применение показателя позволяет обосновать требования к структуре системы визуализации, а именно графическому интерфейсу, способному снизить влияние негативных факторов на оператора РЛС ДО, особенно в условиях жестких временных ограничений.
Приведены результаты вычислительного эксперимента по оценке эффективности применения показателя когнитивной нагрузки при выборе графического элемента системы визуализации, демонстрирующие повышение функциональных характеристик оператора РЛС при выполнении задач.
Функции визуализации в программном обеспечении для репрезентации аргументации
Д.Е. Прокудин, Е.Н. Лисанюк, И.Р. Баймуратов
Принято: 2024-06-09
Аннотация
В историческом развитии аргументации как научном направлении и прикладной области выработан ряд способов ее наглядной репрезентации. В середине XX века в рамках теории аргументации, помимо используемых с античных времен логической, риторической и вычислительной концепций, были сформулированы новые концепции, которые легли в основу репрезентации аргументации средствами программного обеспечения. Прежде всего, эту основу заложили исследователи, выдвинувшие новые подходы к её формализации (Стивен Тулмин, Пхан Минь Дунг). С начала XXI века динамика информатизации научной деятельности и образования привела к разработке и развитию программного обеспечения, предназначенного для репрезентации аргументации и доказательных рассуждений.
Для визуальной репрезентации аргументации в программном обеспечении используются как текстовые, так и графические средства. При этом решаются различные задачи в зависимости от целей применения этого программного обеспечения. В ходе проведённого исследования проанализированы возможности существующего программного обеспечения по визуализации аргументации. Выявлены её особенности и основные функции при решении различных задач, учёт которых позволит рационально подходить к выбору соответствующих средств для эффективного решения прикладных задач. Статья подготовлена по итогам выступления и обсуждения на Всероссийской научной конференции «Научный сервис в сети Интернет» в 2023 году.
Visualization of hybrid virtual scenes using hardware-accelerated ray tracing and rasterization
P.Yu. Timokhin, M.V. Mikhaylyuk
Принято: 2024-06-09
Аннотация
This paper discusses the task of real-time visualization of hybrid virtual scenes that combine traditional polygonal scenes and procedural objects. An approach to solve this task on modern multicore graphics processors is proposed, in which the visualization of the polygonal scene is performed via rasterization and non-polygonal procedural objects - using hardware-accelerated ray tracing. The paper describes developed methods and algorithms allowing two such synthesized images to be merged by depth using the bundle of programming interfaces Vulkan-OpenGL. Based on the proposed methods and algorithms, software complex prototype, implementing real-time visualization of hybrid scenes, was created. The complex was tested on a number of scenes with complicated procedural objects specified by 3D scalar fields (point clouds). The results of the approbation confirmed the feasibility of obtained solutions and their applicability to virtual environment systems, scientific visualization, virtual laboratories, video simulators, educational applications, etc.
Моделирование и визуализация седиментации в течении вязкой несжимаемой жидкости
В.А. Галкин, А.О. Дубовик, А.Д. Смородинов
Принято: 2024-06-09
Аннотация
В статье рассматривается уравнение гидродинамики с условием скольжения на границе и движение безынерционной не диффундирующей примеси в вязкой несжимаемой жидкости в цилиндрической области. Исследуются диффузионные процессы в дисперсных системах – эффект парашютирования падающей крупной частицы в среде, заполненной жидкостью. Представлен результат численно-аналитического решения системы уравнений, состоящих из уравнения Навье-Стокса для несжимаемой жидкости и уравнения конвекции-диффузии. Показано, что для расчёта траектории движения частицы примеси требуется решить в трехмерном пространстве задачу Коши с заданными начальными условиями для каждой частицы примеси. Проведена серия вычислительных экспериментов по моделированию динамики тяжелой примеси в несжимаемой жидкости. Начальные условия для задачи Коши задаются на основе черно-белого изображения, где черный пиксель считается частицей примеси. Разработанное программное обеспечение протестировано для определения степени доверия проводимых расчётов путем решения исходной задачи в обратном порядке, для которой начальные условия для задачи Коши выбирались равными значению на последнем шаге исходной задачи. Представлен визуальный и количественный анализ полученных результатов на основе разработанного программного обсечения с использованием библиотеки MathGL для языка программирования С++.
Использование возможностей трехмерного моделирования и печати в проектной деятельности студентов при изучении сравнительной анатомии животных
Т.Ю. Колпакова
Принято: 2024-06-08
Аннотация
В статье рассматриваются возможности использования 3D технологий в биологических лабораториях Технопарка универсальных педагогических компетенций ОмГПУ при обучении будущих биоэкологов и учителей биологии. Раскрываются особенности и потенциал использования новых методов при подготовке студентов – биологов, будущих учителей. Авторы представляют результаты использования нового оборудования в преподавании сравнительной анатомии животных в педагогическом университете. В статье рассматриваются возможности разработки и создания учебной 3D модели, особенности печати на 3D-принтере и последующая доработка модели разных типов позвонков животных, позволяющей наглядно продемонстрировать особенности их морфологии, пространственное расположение, что повышает эффективность и качество обучения студентов. Показано, что использование современных 3D технологий дает определенное преимущество через адаптацию образовательного процесса к современным требованиям цифровой образовательной среды, повышение наглядности анатомических объектов, что повышает эффективность и качество обучения студентов. Проектная деятельность студентов предполагает самостоятельное создание трехмерных анатомических моделей разных типов позвонков животных, способствует развитию творческого подхода в приобретении знаний и умений. Такая творческая работа создает хороший эмоциональный настрой, повышает мотивацию к обучению и уровень самооценки и существенно дополняет процесс изучения сравнительной анатомии животных.
Сравнение эффективности применения различных подходов в задаче детекции объекта на изображении низкого качества
А.А. Проворова, И.Ю. Полякова, Е.В. Кузьмичева
Принято: 2024-06-05
Аннотация
Машинные методы анализа изображений набирают всё большую популярность в самых различных сферах жизни. Однако остается открытым вопрос, насколько эффективна работа таких алгоритмов на данных низкого качества, например, таких, какие могут использоваться в сфере телемедицины. В работе проведен сравнительный анализ различных подходов к детекции объектов на фотографиях МРТ-снимков головного мозга, сделанных с экрана компьютера. Для распознавания контуров головного мозга на изображении были использованы классический морфометрический подход (библиотека OpenCV), алгоритм Виолы-Джонса и два алгоритма глубокого обучения: YOLOv8 и EfficientDet. Сравнение данных методов проводилось с точки зрения качества обнаружения объекта на изображении, оцениваемого при помощи IoU-метрики, а также с точки зрения скорости работы и объема занимаемой памяти. В результате сравнения оказалось, что модель YOLOv8 продемонстрировала наилучший показатель качества обнаружения объектов, однако её работа была нестабильной в случаях некачественных изображений с высоким уровнем шума. Также среди рассмотренных подходов YOLOv8 является самой габаритной с точки зрения используемой памяти. Наилучшим кандидатом для дальнейшего практического применения как с точки зрения среднего показателя качества работы, так и с точки зрения устойчивости к шумам, можно считать сетевую архитектуру YOLOv8.
О визуализации при управлении волновыми структурами с помощью распределенных источников тепла
А.К. Алексеев , А.Е. Бондарев
Принято: 2024-06-05
Аннотация
Для двумерных уравнений Эйлера рассмотрено управление течением с помощью пространственно распределенных стационарных источников тепла. Исходное течение, характерное взаимодействием скачков уплотнения типа по Edney, с помощью источников тепла изменялось так, чтобы снизить максимальное давление на поверхности тела. Задача решалась в оптимизационной постановке с использованием сопряженных уравнений для расчета градиента целевого функционала. Кроме визуализации параметров течения в данной задаче интерес представляет визуализация распределения сопряженных параметров и источников тепла.
Visually salient region detection in omnidirectional images using wavelet textural feature map
Manisha Mane, Anand Bhaskar
Принято: 2024-06-04
Аннотация
Salient object detection is a crucial aspect of computer vision that involves identifying the most prominent area in a 2D image. However, predicting salient regions in omnidirectional images can be challenging due to their circular field of view.To facilitate saliency detection, pre and post-processing are required, which involves converting the image into an equirectangular projection (ERP). In this study, we propose a detailed approach to saliency detection for omnidirectional images using the wavelet domain. Our proposed model utilizes a 2-D wavelet transform to decompose and reconstruct images in the CIELAB space.The texture channel map is then calculated, followed by the feature map, where salient regions are marked using Gaussian filtering and entropy. Our experimental results demonstrate that this method is highly effective for detecting salient objects in omnidirectional images.
On the visualization of subattractor under mixed tidal forcing
Stepan Elistratov, Ivan But
Принято: 2024-05-18
Аннотация
One of the principle conditions of a wave attractor appearance is a periodic external forcing. Real forcing in natural basins caused by tidal interaction is more complex than a monochromatic which is usually used in internal wave attractors investigations. Multi-frequency forcing may lead to the multiple wave attractor formation, some of them may be of low energy, which affects their detection. In the article we simulate a mixed forcing for an internal wave attractor flow and visualize subattractor formed due to this forcing type using several methods, including Proper Orthogonal Decomposition. It is shown that the latter method reveals sub-attractor even in case of highly turbulent flow.
Визуализация турбулентных следов за крупными частицами
А.А. Мочалов, А.Ю. Вараксин
Принято: 2024-05-17
Аннотация
Предпринята попытка визуализации течения, формирующегося в следах за крупными частицами, движущимися в нисходящем турбулентном потоке воздуха в канале. Также в работе рассмотрены возможности по восстановлению полей скорости за крупной частицей по визуальным данным. Приведена схема экспериментальной установки (геометрия рабочего участка, вспомогательное и основное оборудование). Кратко описана система диагностики полей скорости PIV (Particle Image Velocimetry). Предложена методика визуализации многофазного потока «газ – твердые частицы». Приведены исходные изображения крупных частиц (сфер). Приведены результаты экспериментального определения характеристик вихревого следа за задней критической точкой крупной частицы.
Моделирование решения обыкновенного дифференциального уравнения функционально-воксельным методом
А.В. Толок, Н.Б. Толок
Принято: 2024-05-17
Аннотация
В данной работе рассматривается подход к моделированию обыкновенного дифференциального уравнения функционально-воксельным методом (ФВ-метод). Предложенный подход является автоматизированным развитием метода изоклин и базируется на принципах дифференцирования и интегрирования, разработанных для ФВ-моделирования. Анализируется метод изоклин как средство построения тангенциального поля к решению обыкновенного дифференциального уравнения первого и второго порядка. На выбранных примерах демонстрируется принцип построения ФВ-модели как основы для получения интегральных кривых. Описывается алгоритм получения интегральной кривой дифференциального уравнения средствами ФВ-моделирования. Проводится визуальный и численный сравнительный анализ полученных результатов ФВ-моделирования с известными примерами. В отличие от метода изоклин, где результатом является графическое построение линий постоянного тангенса, в случае функционально-воксельной модели имеем графическое представление области локальных функций в каждой точке интегральной кривой, отвечающих решению задачи.
Визуализация структуры парожидкостного потока при кипении недогретого хладона R113 в предкризисных условиях
Н.В. Васильев, С.Н. Вавилов, Ю.А. Зейгарник, Е.А. Лиджиев
Принято: 2024-05-06
Аннотация
Кипение диэлектрических жидкостей, недогретых до температуры насыщения, является перспективным способом охлаждения современных электронных устройств. Данный метод позволяет отводить достаточные плотности тепловых потоков (q), поддерживать на требуемом уровне температуру интерфейсов чипов и не создавать нежелательных условий, ведущих к электрическому пробою, в случае протечки в контуре теплоносителя. Безопасное применение процесса кипения недогретой жидкости ограничивается плотностями тепловых потоков, при которых в ядре течения теплоносителя появляются крупные агломераты паровой фазы, что несет опасность гидравлической разверки применяемых систем охлаждения из параллельных каналов.
В работе с помощью визуализации посредством высокоскоростной видеосъемки (с частотой 5–10 кГц) проведено экспериментальное исследование эволюции структуры двухфазного потока при кипении недогретой диэлектрической жидкости R113 в предкризисных условиях. Показано, характерное также для воды, при q, близких к критическим, формирование в потоке R113 крупных паровых агломератов. Установлено, что повышение степени недогрева и массовой скорости приводит к увеличению q в момент появления паровых агломератов. Показано влияние скорости нагрева теплоотдающей пластины на структуру двухфазного потока в предкризисных условиях и на значение q в момент пережога.
Application of Modern Object Tracking Technologies to the Task of Aortography Key Point Detection in Transcatheter Aortic Valve Implantation
V.V. Laptev, N.A. Kochergin
Принято: 2024-04-21
Аннотация
Object detection, as one of the most fundamental and challenging problems in computer vision, has attracted much attention in recent years. Over the past two decades, we have witnessed the rapid technological evolution of object detection and its profound impact on the whole field of computer vision. In this paper, aortography key point detection approaches for transcatheter aortic valve implantation based on machine learning tools are discussed. The paper provides a description and analytical comparison of such popular methods as "object detection", "pose estimation". As a result of this study, a visual assessment system is proposed to facilitate the performance of the intervention procedure. The final accuracy of the proposed system reaches 79.3% with an analysis speed of 12 ms per image.
Многоканальная регистрация ЭКГ с поверхности женского торса и визуализация характеристик сердца
Ю.С. Данилкина, М.Н. Крамм, Т.Л.Н. Чыонг, А.Ю. Бодин, Д.В. Краюшкин
Принято: 2024-04-17
Аннотация
Работа посвящена разработке электрокардиографического жилета, учитывающего особенности женского торса и предназначенного для записи электрокардиосигналов (ЭКС) множественных униполярных отведений. Главной задачей обработки таких ЭКС является визуализация карт распределения электрических потенциалов на поверхности торса и поверхности эпикарда. Особенностью подобного подхода является использование достаточно большого количества электродов на поверхности торса (45-80) и решение обратной задачи для перехода от потенциалов на поверхности торса к потенциалам на поверхности эпикарда Основные сложности реализации этого подхода – это установка достаточно большого числа электродов и сопутствующие существенные временные затраты. Разработка системы регистрации ЭКС на основе электрокардиографического жилета с предустановленными электродами, позволяет оперативно осуществлять установку электродов, запись ЭКС и будет способствовать повышению качества диагностики заболеваний сердечно сосудистой системы. В данной работе показана разработка электрокардиографической системы с 46 электродами, позволяющей оперативно осуществлять запись ЭКС, а также проведены испытания. Данное изделие способствует повышению качества диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Integration of Physical Reality Objects with Their 3D Models Visualized in Virtual Environment Systems
A.V. Maltsev
Принято: 2024-04-12
Аннотация
The paper describes methods and approaches for integrating, from the user's point of view, three-dimensional virtual models visible to them in a virtual reality headset, and their physical prototypes. This allows for the addition of some important elements of physical reality to the virtual environment, such as tactile and muscle-motor sensations. Developed solutions are based on the use of wireless HTC Vive trackers, which determine their position and orientation in space and have the ability to be attached to various objects in the real world. An original approach to building a tracking system from several controllers of such type with one anchor element selection is proposed, as well as new methods for real-time integration of physical reality objects with their virtual models by means of functional control schemes with blocks for the Vive trackers. Software modules were created based on developed methods and approaches. Approbation of them was carried out in virtual environment system VirSim and showed adequacy and effectiveness of proposed solutions when using in virtual environment systems and training complexes.
Визуализация и классификация движений человека на основе скелетной структуры: Нейросетевой подход к анализу спортивных упражнений и сравнение методологий
В.О. Кузеванов, Д. В. Тихомирова
Принято: 2024-03-27
Аннотация
Авторы статьи рассматривают и сравнивают различные существующие подходы к HAR, анализируют преимущества и недостатки платформ извлечения скелетной структуры человека из видеопотока, а также оценивают значение визуального представления в процессе анализа движений. В данной статье представлен пример реализации одного из подходов к распознаванию движений человека (Human Action Recognition – HAR), основанный на использовании интерпретируемости и визуальной выразительности, присущих скелетным структурам. В работе разработана и реализована специальная сеть с долговременной памятью (Long Short-Term Memory – LSTM), предназначенная для классификации человеческой деятельности, которая была обучена и протестирована в домене спортивных упражнений. Включение в состав LSTM ячеек памяти и механизмов управления не только снимает проблему затухающего градиента, но и позволяет слою LSTM избирательно сохранять и использовать релевантную информацию в длинных последовательностях, что делает их весьма эффективными в задачах со сложными временными зависимостями. Проблема с затухающим градиентом достаточна распространена в глубоких нейронных сетях и заключается в том, что при обратном распространении ошибки во время обучения сети градиент может сильно уменьшаться по мере прохождения через слои сети к начальным слоям. Это может привести к тому, что веса в начальных слоях практически не обновляются, что делает обучение этих слоев невозможным или замедляет его процесс. Полученное решение может использоваться для создания виртуального фитнес-ассистента, работающего в режиме реального времени. Кроме того, данный подход позволит создавать интерактивные обучающие приложения с визуализацией скелетной структуры человека, системы анализа и мониторинга движений в области медицины и реабилитации, а также для разработки систем безопасности с контролем доступа, основанных на анализе визуальных данных о движении частей тела человека.
Интерактивная геоинформационная система динамической визуализации характеристик аврорального овала на основе паттернов компонентно-ориентированного программирования
А.В. Воробьев, Г.Р. Воробьева
Принято: 2024-03-27
Аннотация
Практическая потребность оперативного мониторинга динамики положения аврорального овала обусловлена наблюдаемыми в этом пространственном регионе негативными техносферными проявлениями эффектов космической погоды. Однако, известные программные средства моделирования аврорального овала решают указанную задачу недостаточно эффективно с точки зрения информативности и эргономики. В работе предложен подход к динамической визуализации характеристик аврорального овала, на программном уровне доступный в виде традиционного веб-приложения с возможностью рендеринга визуальных элементов в браузере, а также в формате автономного сервиса по типу RESTful-API. Разработанное решение обеспечивает визуализацию следующих параметров: вероятность наблюдения невооруженным глазом свечения верхних слоев атмосферы, электрический и магнитный потенциалы поля в области северного аврорального пояса, а также различные типы авроральных высыпаний. Предполагается, что предложенный подход позволит существенно повысить эффективность работы по исследованию параметров в области аврорального овала специалистами и учеными соответствующих областей. При этом высокая внутренняя и низкая внешняя связности разработанных программных модулей позволяют встраивать их в сторонние приложения различного профиля и назначения.
BBMS: Investigation to Single Colour Image Visibility Improvement in Turbid Media through Biorthogonal Wavelet Based Depth-map Estimation
Sangita Roy
Принято: 2024-03-20
Аннотация
Electronic imaging needs good quality, high resolution (HR) digital images for highlighting finer details of the image. Normally images captured by ordinary digital camera are post pro cessed with available software instead of high cost CMOS sensor phased camera. Problem commonly faced with these images may get degraded due to the scattering media which deteriorates contrast, shifts colour, and make overall image whitish. Information from the distant objects suffer from poor medium transmission as well as noise amplification. Biorthogonal wavelet denoising (BWD), compress sparsely in frequency -time space, removes noise from depth estimation and makes the transmission smooth. Moreover, single image recovery is a serious challenge and ill posed problem. The recovered image improves compare to degraded image significantly and dis cards possibility of false edge detection as well as prevent colour shift and low contrast. Good quality images are found with objective evaluation. Moreover, different wavelets, thresholds, and decomposition levels have been studied and compared. Time complexity is linear due to wavelet domain analysis which makes the technique fast, reliable, and visually pleasing.
Shadow Detection and Elimination for Robot and Machine Vision Applications
Luma Issa Abdul-Kreem, Hussam k. Abdul-Ameer
Принято: 2024-03-17
Аннотация
Shadow removal is crucial for robot and machine vision as the accuracy of object detection is greatly influenced by the uncertainty and ambiguity of the visual scene. In this paper, we introduce a new algorithm for shadow detection and removal based on different shapes, orientations, and spatial extents of Gaussian equations. Here, the contrast information of the visual scene is utilized for shadow detection and removal through five consecutive processing stages. In the first stage, contrast filtering is performed to obtain the contrast information of the image. The second stage involves a normalization process that suppresses noise and generates a balanced intensity at a specific position compared to the neighboring intensities. In the third stage, the boundary of the target object is extracted, and in the fourth and fifth stages, respectively, the region of interest (ROI) is highlighted and reconstructed. Our model was tested and evaluated using realistic scenarios which include outdoor and indoor scenes. The results reflect the ability of our approach to detect and remove shadows and reconstruct a shadow free image with a small error of approximately 6%.
Назад в будущее: визуализация развития, проблем и перспектив искусственного интеллекта, Data Science, квантовых вычислений
А.В. Царегородцев, П.В. Ревенков, А.А. Бердюгин
Принято: 2024-02-10
Аннотация
Рукопись носит обзорно-аналитический характер и отражает ситуацию, происходящую сегодня в сфере информационных технологий (IT). Актуальность статьи обусловлена необходимостью популяризации IT среди молодежи, что зафиксировано в документах Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации, а также высокой востребованностью экспертов в сфере цифровых технологий и необходимостью роста цифровизации России. Согласно данным компании GeekBrains (первой школы по программированию в России, появившейся в 2010 году, и лидера в области обучения цифровым профессиям, который действует в 85 регионах Российской Федерации и 21 стране мира), объём вакансий IT-специалистов в нашей стране вырастет до 2 млн к 2027 году. Все крупные организации ищут специалистов в IT-отраслях, описываемых в этой и следующей работе. В данной статье, являющейся первой частью исследования, рассмотрены возможности и проблемы следующих передовых технологий: искусственный интеллект, Data Science и квантовые вычисления. Проанализированы концепции технологий с точки зрения их прикладного ежедневного использования и применения в профессиональных сферах. Темы тесно связаны между собой, так или иначе дополняют друг друга, соблюдена логика и хронология происходящих событий в мировой IT-сфере. Заключение статьи содержит описание мысленного эксперимента авторов рукописи по гипотетическому оживлению машинного разума, который аккумулирует приведенные технологии с учетом законов физики, а также расчеты по этому эксперименту. Использованы материалы презентации с одного из образовательных шоу «Путь в IT» компании GeekBrains, в т.ч. GIF-анимация, которая воспроизводится только на сайте журнала «Научная визуализация».
Visualization of Solar Radiation Using Three-Dimensional Computer Graphics Technologies
F.A. Mager, A.V. Sokolova, O.I. Khristodulo
Принято: 2024-02-05
Аннотация
Currently, the prediction, calculation and rationing of solar radiation is a serious problem that has a wide impact on the spheres of human activity. Creating and maintaining a comfortable living environment, as well as solving the world's energy problems, are the fundamental criteria that determine its relevance. This article discusses the possibility of using three-dimensional graphics technologies to calculate insolation. The paper considers an algorithm for calculating the four main components of the visualization of global solar radiation: direct beam radiation, diffuse radiation, reflected beam radiation and reflected diffuse radiation. The freely distributed open source software Blender 3D is used as a tool for working with computer graphics. In the course of the study, calculations based on the principle of bidirectional path tracing, which is used in the visualization algorithms of the Cycles graphics engine, are presented. The use of the technology of transferring complex data to the raster image format allows you to create a separate texture map for each component of the simulated lighting. Based on the obtained texture maps, it is possible to calculate the global solar radiation for all created or imported 3D models in the three-dimensional space of Blender 3D.
Dual-Pass Feature-Fused SSD Model for Detecting Multi-Scale Vehicles on the Construction Site
M. Petrov, S. Zimina, D. Dyachenko, A. Dubodelov, S. Simakov
Принято: 2023-12-16
Аннотация
When detecting equipment on a construction site the objects of detection could have very different scale relative to the image on which they are located. For better detection and bounding box visualization of small objects, a Feature-Fused modification of the SSD detector can be used. Together with the use of overlapping image slicing on the inference, this model copes well with the detection of small objects. However, excessive manual adjustment of the slicing parameters for better detection of small objects can both generally worsen detection on scenes different from those on which the model was adjusted, and lead to significant losses in the detection of large objects and problems with their bound-ing box visualization. Therefore, to achieve the best quality, the image slicing parameters should be automatically selected by the model depending on the characteristic scales of objects in the image.
The article presents a dual-pass version of Feature-Fused SSD for automatic determination of image slicing parameters. To determine the characteristic sizes of detected objects on the first pass, a fast truncated version of the detector is used. On the second pass the final object detection is carried out with slicing parameters selected after the first one. Depending on the complexity of the task being solved, the detector demonstrates a quality of 0.82 - 0.92 according to the mAP (mean Average Precision) metric.
Multiscale Analysis of High Resolution Digital Elevation Models Using the Wavelet Transform
A.N. Zemtsov
Принято: 2023-11-24
Аннотация
A technique is proposed for choosing the optimal wavelet basis in terms of decorrelation of the spectral coefficients of the wavelet basis when solving the problem of representation of digital elevation models. In the course of the work, it was revealed that the selection of the spectral transform basis significantly affects the accuracy of the representation of the original model. The proposed method to the decomposition of digital elevation models based on the discrete wavelet transform does not require large computational costs. A technique is proposed for selection the optimal wavelet basis from the position of the minimum mean square error of the reconstructed signal, when quantizing the high-frequency expansion coefficients. Expressions are obtained for generating scaling and wavelet functions in space. The method developed to represent digital elevation models has good properties, which allows to significantly increase the resolution of digital elevation models in the implemented regional geoinformation system.
Информационная среда для индустриального и научно-познавательного туризма с применением ГИС
О.А. Ульчицкий, Е.К. Подобреева, Ю.В. Кочержинская, Е.К. Булатова, О.М. Веремей
Принято: 2023-11-24
Аннотация
Тематика заявленного исследования обусловлена необходимостью развития современных методов и технологий информационного обеспечения туристической отрасли регионального профиля с учетом его специфики и особенностей. Информированность и комфортные условия обслуживания туриста – это ключевые факторы успешного продвижения и устойчивого развития данной сферы. В ближайшее время, у внутреннего туризма наметились большие перспективы, это касается многих территорий страны, не исключением является и Южный Урал.
Статья является продолжением научно-исследовательской работы, связанной со сбором и анализом геоданных, а также визуализацией информационной среды. В данном исследовании показано как на основе разработки проекта интерактивной схемы с возможностью ее наложения на масштабируемую спутниковую карту можно графически визуализировать информацию в области индустриального, научно-познавательного туризма и архитуризма, на примере отдельно взятого слоя «Страна городов» для объектов расположенных на территории Южного Урала.
В исследовании на основе программной утилиты «Сетка картограммы референсных археологических объектов» разрабатывается проектная концепция функционала интерфейса утилиты «КРОТ-1.0» («Картограмма референсных объектов туризма. Версия 1.0») и апробируется как интерактивная картограмма на Интернет-платформах.
Методологически, процесс исследования состоит из 2-х этапов: предпроектный или сбор данных с формированием каталога базы данных и проектно-исследовательский, с внедрением результатов, состоящий в разработке проектной концепции утилиты и её интеграции с веб-ресурсом, разрабатываемым на платформе некоммерческих СMS; анализ и сравнение полученных результатов на разных платформах, публикация или размещение разработанных интерактивных схем на внутренних серверах и Интернет-платформах с дальнейшей перспективой разработки мобильных приложений для обеспечения информационной среды в различных сферах регионального туризма.
|
|
|
