Моделирование перемещения аватара в пространстве и его взаимодействия с объектами виртуальной среды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Ситалов, Дмитрий Сергеевич

• Ситалов, Дмитрий Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ситалов, Дмитрий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ АВАТАРА В СИСТЕМАХ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ ТРЕНАЖЕРОВ.

1.1 Анализ особенностей тренажеров, построенных с использованием технологий виртуальной реальности.

1.2 Анализ действий операторов в виртуальной среде тренажера.

1.3 Обзор методов и средств моделирования человека в системах виртуальной реальности.

1.4 Анализ методов моделирования недоопределенных движений аватара

1.5 Постановка задачи моделирования перемещения аватара в виртуальной среде тренажера.

1.6 Выводы по главе 1.

2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ АВАТАРА В ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЕ ТРЕНАЖЕРА.

2.1 Разработка модели аватара как многозвенного комплекса.

2.2 Общая структура модели аватара.

2.3 Модель генерации определенных движений.

2.4 Модель формирования недоопределенных движений в штатных и экстремальных ситуациях.

2.5 Алгоритм определения конечной конфигурации руки при выполнении недоопределенного движения аватара.

2.6 Выводы по главе 2.

3 ОПТИМИЗАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЕЧНОЙ КОНФИГУРАЦИИ РУКИ АВАТАРА И ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ.

3.1 Решение задачи оптимизации положения руки аватара при выполнении недоопределенного движения.

3.2 Исследование сходимости задачи оптимизации положения руки аватара

3.3 Численные методы решения задачи оптимизации положения руки аватара.

3.4 Экспериментальное исследование временных характеристик методов численной реализации задачи оптимизации положения руки аватара.

3.5 Выводы по главе 3.

4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА И РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ АВАТАРОВ В ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЕ ТРЕНАЖЕРА.

4.1 Структура пакета прикладных программ, реализующего перемещение аватара в виртуальной среде тренажера.

4.2 Анализ эффективности реализации модели формирования недоопределенных движений.

4.3 Анализ способов построения геометрических моделей частей тела аватара в области суставов.

4.4 Имитация присутствия в виртуальной среде тренажера аватара реально несуществующего оператора.

4.5 Анализ результатов внедрения моделей движения аватара в моделирующий комплекс тренажера.

4.6 Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование перемещения аватара в пространстве и его взаимодействия с объектами виртуальной среды»

Актуальность темы. Для обеспечения высокого уровня профессиональной подготовки операторов, управляющих сложными наземными, воздушными и морскими объектами, успешно используются тренажеры и тренажерные комплексы, в которых в максимально полной мере воспроизводятся условия реальной деятельности этих операторов. Наряду с полномасштабными (натурными) тренажерами, которые строятся на базе использования на рабочих местах операторов физических макетов управляемого оборудования, широкое применение находят компьютерные тренажеры, в которых ограничиваются схемной визуализацией приборного оборудования; при этом программно моделируется динамика протекающих процессов и логика функционирования управляемых оператором систем. В связи с отсутствием реального оборудования компьютерные тренажеры значительно дешевле, однако в силу того, что окружающая среда в них не воспроизводится, уровень адекватности условий деятельности оператора в таких тренажерах существенно ниже.

Последние годы все более широкое применение при создании средств подготовки операторов находят технологии виртуальной реальности. В системе виртуальной реальности (СВР) органы управления и другие объекты окружающей среды тоже моделируются в соответствии с воспроизводимой ситуацией путем геометрического моделирования каждого объекта сцены. Таким образом, применение СВР в тренажеростроении позволяет достигать достаточно высокого уровня подобия воспроизводимого процесса управления при меньших затратах на имитацию оборудования рабочего места оператора.

Однако в настоящее время при использовании СВР не предусматривается визуальное присутствие человека-оператора в виртуальной среде. Изменение положения органов управления и перемещение объектов виртуальной среды производится условным воздействием на некоторые активные зоны экрана. Следовательно, и в этом случае имеет место условность выполнения действий, связанных с тем, как взаимодействует человек с объектами виртуальной среды. Для повышения адекватности процесса моделирования управляемого оператором объекта становится актуальной задача непосредственного помещения человека (аватара) в виртуальную среду.

В зависимости от характера процесса обучения и отрабатываемых на тренажере задач оператор должен иметь возможность либо наблюдать себя в виртуальной среде «со стороны», либо видеть свои руки, когда он осуществляет воздействие на какой-либо объект виртуальной среды. Одной из важнейших задач, которые решаются на базе тренажеров, является отработка взаимодействия нескольких членов экипажа при выполнении комплексных задач (например, при ликвидации аварийной ситуации). В этом случае обучаемый оператор должен видеть аватаров (виртуальные копии других членов экипажа), которые совместно с обучаемым участвуют в выполнении упражнения.

Следует отметить, что аналогичная задача моделирования действий аватара в условиях изменяющейся виртуальной среды успешно решается в компьютерных играх. Однако при использовании модели человека в тренажерах возникают принципиальные трудности, связанные с высоким уровнем неопределенности тех действий, которые должен будет осуществить обучаемый в следующий момент времени с учетом моделируемой ситуации (ситуацию задает и может постоянно изменять инструктор). Хотя и в игровых комплексах в реальном масштабе времени моделируется не полностью определенный процесс, тем не менее, всю совокупность возможных действий пользователя обычно удается свести к ограниченному набору типовых операций, которые формируются заранее и заносятся в библиотеку фрагментов действий, а в процессе игры производится выбор и «склеивание» соответствующих фрагментов.

В тренажерах не всегда удается свести множество действий оператора к ограниченному набору. Например, если требуется включить определенный тумблер в некоторой зоне пульта, а исходное положение аватара заранее не определено, то существует бесконечное множество траекторий перемещения пальца аватара из исходного положения к заданной точке пульта. Поэтому возникает задача разработки и программной реализации в реальном масштабе времени алгоритмов координированного перемещения человека в виртуальной среде при заданном начальном и конечном положении частей его тела.

Диссертационная работа направлена на решение актуальной проблемы повышения эффективности и качества профессиональной подготовки специалистов путем осуществления компьютерного моделирования действий операторов современных тренажно-моделирующих комплексов (ТМК), построенных с использованием технологий виртуальной реальности. Общие подходы к проектированию тренажеров и повышению качества обучения персонала на тренажерах отражены в работах ШукшуноваВ.Е., Потоцкого С.И., Циблиева В.В., Безрукова Г.В., Душенко А.Г., ЖукаЕ.И., Зубова Н.Е., Макарова A.M., Наумова Б.А., Фоменко В.В., КобзеваВ.В., Шилова К.Ю., Бобровича В.Ю., Алтуни-наВ.К.

Диссертационная работа соответствует перспективным планам Центра тренажеростроения и задачам обеспечения Федеральной космической программы России на 2006-2015 годы. Работа выполнена в рамках утвержденных в ЮРГТУ (НПИ) научных направлений «Проблемы автоматизации и обработки информации в тренажерах, информационных и обучающих комплексах» и «Интеллектуальные тренажно-обучающие комплексы, тренажеры, системы виртуальной реальности, виртуальные лаборатории - основа инновационных образовательных программ в технических университетах».

Целью диссертационной работы является разработка, исследование и реализация математических моделей движения оператора в виртуальной среде моделируемого объекта, которым управляет обучаемый оператор, позволяющие увеличить эффективность обучения персонала за счет воспроизведения непосредственного воздействия аватара на орган управления и обеспечения возможности проведения комплексных упражнений группой операторов.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе решаются следующие основные задачи исследования:

- анализ существующих методов и средств моделирования аватара в

СВР;

- построение математической модели аватара, учитывающей специфику ее применения в составе тренажера;

- разработка модели перемещения аватара в виртуальном мире тренажера с использованием технологий компьютерной анимации персонажа;

- разработка математической модели движения аватара в зоне оперативного пространства в штатных и экстремальных ситуациях;

- реализация численных методов оптимизации движения при моделировании перемещения аватара в зоне оперативного пространства;

- построение комплекса программных средств, обеспечивающего моделирование ситуации, в которой человек выполняет операции по управлению сложным динамическим объектом;

- проведение теоретических и экспериментальных исследований эффективности применения модели аватара в составе тренажера: а) оценка временных характеристик разработанной математической модели движения руки аватара к целевой точке в процессе решения практической задачи, связанной с управлением сложным объектом; б) проведение экспериментального исследования, связанного со структурой геометрической модели аватара;

- оценка адекватности разработанных моделей перемещения аватара в виртуальном мире тренажера и движения в оперативном пространстве.

Методы исследований и достоверность результатов. В работе использованы методы математического и компьютерного моделирования, компьютерной графики, линейной алгебры, стереометрии, аналитической геометрии, вычислительной математики, робототехники и теоретической механики. Достоверность научных результатов и выводов подтверждается непротиворечивостью теоретических положений, корректным использованием математического аппарата матричных преобразований, линейной алгебры, теории вероятностей и методов оптимизации. Обоснованность принятых допущений и достоверность предложенных моделей подтверждается результатами практической реализации разработанных моделей.

Объектом исследования является представление деятельности человека в виртуальной среде при его перемещении и взаимодействии с оборудованием управляемого объекта.

Предметом исследования являются математические модели перемещения аватара в виртуальном мире тренажера и движения в зоне оперативного пространства, численные методы их описывающие.

Научная новизна. Основные научные результаты, содержащиеся в диссертации:

- разработана общая концепция построения и структура системы моделирования действий аватаров в виртуальном пространстве, отличительной особенностью которой является комбинированное использование заранее подготовленных анимаций перемещения тела аватара в виртуальном мире тренажера и генерации движения руки аватара в зоне оперативного пространства в реальном масштабе времени;

- математическая модель скелета аватара как многозвенного комплекса, позволяющая имитировать действия оператора при управлении технической системой, особенностью которой является обеспечение возможности изменения структуры скелета руки аватара в реальном масштабе времени, что позволяет значительно упростить решение задачи подведения руки аватара в целевую точку;

- новый метод решения задачи моделирования движения аватара в области оперативного пространства как задачи оптимального перемещения руки аватара в целевую точку воздействия на объект виртуального мира, основанный на допустимых траекториях движения элементов скелета руки аватара;

- экспериментальное исследование моделей движения аватара в оперативном пространстве, подтвердившее эффективность разработанной модели аватара на основе допустимых траекторий движения элементов руки;

- численные методы программной реализации предложенных моделей, позволяющие в реальном масштабе времени воспроизводить в виртуальном пространстве действия человека по управлению техническими объектами. На основе этого сформированы рекомендации к построению геометрической модели аватара.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Общая концепция построения системы моделирования действий ава-таров в виртуальном мире тренажера.

2. Оптимизационная модель движения аватара в зоне оперативного пространства и численный метод ее реализации, учитывающие ограничения на движения элементов руки аватара и допустимые траектории перемещения ее элементов.

3. Результаты моделирования и экспериментальных исследований, подтверждающие адекватность разработанных моделей и эффективность предложенных алгоритмов перемещения аватаров в виртуальном мире тренажера и движения в зоне оперативного пространства.

4. Комплекс программ, реализующих предложенные модели движения аватара в виртуальном мире тренажера.

Практическая ценность работы заключается в создании моделей и алгоритмов, обеспечивающих возможность строить СВР, в которой воспроизводится работа виртуального оборудования с имитацией действий одного или нескольких операторов, работающих в виртуальной среде. Такие системы могут эффективно использоваться в тренажерах для подготовки операторов к управлению сложными объектами. Возможности разработанного программного обеспечения (ПО) позволяют построить траекторию перемещения аватара в заданную точку виртуального пространства тренажера из произвольного начального положения, воспроизвести плавное движение аватара по вычисленной траектории, а также моделировать взаимодействие аватара с заданным объектом виртуального мира.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в процессе создания стенда для отработки планируемых полетных операций на основе моделирования действий экипажа в виртуальной среде интерьера Международной космической станции (МКС) и транспортного корабля «Союз-ТМА» с применением технологий виртуальной реальности и в процессе разработки трехмерных моделей и виртуальных руководств в рамках эксперимента «ВИРУ». Разработанные математические модели и научные результаты работы также внедрены в учебный процесс ЮРГТУ (НПИ).

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее результаты докладывались, обсуждались и получили одобрение на:

- седьмой международной научно-практической конференции «Пилотируемые полеты в космос», 2007 г. (Звездный городок);

- научно-технических конференциях ЮРГТУ (НПИ) «Теория, методы проектирования, программно-техническая платформа корпоративных информационных систем» в 2008, 2009 и 2010 гг.;

- научно-технической конференции факультета информационных технологий ЮРГТУ (НПИ) по проблемам автоматизации обработки информации в информационных и управляющих комплексах, 2009 г.;

- XIX научно-технической конференции молодых ученых и специалистов, посвященная 50-летию первого полета человека в космос, 2011 г. (ОАО «РКК «Энергия»).

В полном объеме диссертационная работа докладывалась и обсуждалась в ООО «Донской филиал Центра тренажеростроения» (г. Новочеркасск). Получено 2 акта внедрения в комплексные ТМК и акт внедрения научных результатов в учебный процесс ЮРГТУ (НПИ).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 научных работ, из них 3 в рекомендованных ВАК изданиях, получено 4 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и трех приложений, изложена на 204 страницах и содержит: 5 таблиц, 100 рисунков и список литературы, включающий 115 наименований.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Ситалов, Дмитрий Сергеевич

4.6 Выводы по главе 4

1. Разработаны программные компоненты, реализующие моделирование аватара, его перемещение в пространстве и взаимодействие с объектами виртуальной среды тренажера. Рассмотрена структура разработанного пакета программ, реализующих предложенные модели движения аватара, указаны ключевые особенности программных средств моделирования движений аватара и особенности их применения в составе тренажера.

2. Произведена оценка адекватности моделирования недоопределенных движений аватара в оперативном пространстве, в ходе которой оценивались угловые скорости движения элементов. При этом расхождение максимальных значений угловых скоростей не превышает антропометрические параметры движения тела человека более чем на 0,1 %, что подтверждает корректность разработанных моделей.

3. Предложена методика проведения комплексной тренировки, включающей аватаров нескольких операторов, что позволяет проводить совместные упражнения на одном объекте нескольких операторов.

4. Разработаны и реализованы программные средства управления движением аватара на основе применения языка сценариев, что позволяет проводить комплексные тренировки в виртуальной среде тренажера с аватарами, поведение которых моделируется программными средствами.

5. Получены зависимости и графики, отображающие сравнительные показатели эффективности моделей движения аватара в зоне оперативного пространства, показавшие уменьшение в 2 раза времени поиска траектории перемещения руки для модели движения аватара, основанной на допустимых траекториях движения элементов скелета руки аватара, относительно существующих методов.

6. Выполнена экспериментальная оценка параметров ГМ аватара в зависимости от количества сегментов вблизи суставов, показавшая значительное преимущество технологии скелетной анимации при применении ее для визуализации ГМ аватара на современном оборудовании.

7. Проведен ряд экспериментов по оценке временных характеристик модели аватара, в ходе которых выполнена оценка производительности модели аватара с различным уровнем детализации ГМ при моделировании движения аватара в виртуальной среде тренажера на двух различных вычислительных системах, показавшая, что скорость работы системы практически не зависит от детализации ГМ аватара при применении современного оборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Сформулирована общая концепция построения системы моделирования действий оператора тренажера, отличающаяся тем, что предусматривает не только моделирование воздействий оператора на органы управления, но и их непосредственное визуальное воспроизведение моделью аватара, что позволяет в значительной степени повысить адекватность моделирования ситуации.

2. Предложенные модель аватара и алгоритмы его движения в виртуальном пространстве тренажера отличаются тем, что реализуют комбинированное использование заранее подготовленных анимаций перемещения тела аватара в виртуальном пространстве и генерации движения руки аватара в требуемую точку в реальном масштабе времени, что позволяет воспроизводить весь спектр действий оператора: перемещение в пространстве к рабочей зоне и взаимодействие с оборудованием. '

3. Разработана и реализована оптимизационная модель движения аватара в оперативном пространстве на основе допустимых траекторий движения элементов скелета руки аватара, обладающая высоким быстродействием и отличающаяся тем, что при моделировании перемещения руки аватара к целевой точке используются только геометрические параметры элементов тела аватара и на движения накладываются ограничения, основанные на биомеханических параметрах движения тела человека, что позволяет в реальном масштабе времени моделировать взаимодействие аватара с объектами тренажера, не требующая использование специализированного оборудования.

4. Разработанные геометрическая модель аватара и комплекс программ отличаются новизной и реализуют разработанные модели и алгоритмы движения, что позволяет моделировать весь набор движений человека-оператора тренажера. Проведены комплексные эксперименты по оценке эффективности разработанных алгоритмов моделирования перемещения аватара, показавшие двукратное преимущество в скорости работы предложенной оптимизационной модели движения аватара в оперативном пространстве по сравнению с существующими решениями.

5. Опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 в рекомендованных ВАК изданиях, получено 4 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ситалов, Дмитрий Сергеевич, 2012 год

1. Корендясев, А.И. Теоретические основы робототехники. В 2 кн. / Кн. 1. / А.И. Корендясев, Б.Л. Саламандра, Л.И. Тывес / Отв. ред. С.М. Каплунов. Ин-т машиноведения им. A.A. Благонравова РАН. М.: Наука, 2006. -383 с. - ISBN 5-02-033952-0.

2. Синельников, Р.Д. Атлас анатомии человека. Т. 1 / Р.Д. Синельников. М.: Медицина, 1967. - 268 с.

3. Даламбер, Жан Ле Рон. Динамика. Пер. с франц. / Жан Ле Рон Да-ламбер. Н.: ИО НФМИ, 2000. - 336 с. - ISBN 5-80323-375-7.

4. Пересечение: Две окружности Электронный ресурс. -(www.algolist.manual.ru/maths/geom/intersect/circlecircle2d.php). Загл. с экрана.

5. Цисарж, В.В. Математические методы компьютерной графики / В.В. Цисарж, Р.И. Марусик. К.: Факт, 2004. - 466 с. - ISBN 966-664-097-Х.

6. Понарин, Я.П. Аффинная и проективная геометрия / Я.П. Понарин. М.: МЦНМО, 2009. - 286 с. - ISBN 978-5-94057-401-9.

7. Виленкин, И.В. Высшая математика. Линейная алгебра. Аналитическая геометрия. Дифференциальное и интегральное исчисление / И.В. Виленкин, В.М. Гробер. -М.: Феникс, 2011.-416 с. ISBN 978-5-222-18236-9.

8. Пересечение двух сфер Электронный ресурс. -(http://www.terver.ru/perese4eniedvuxsfer.php). Загл. с экрана.

9. Weisstein, Eric W. «Sphere-Sphere Intersection». From Math World A Wolfram Web Resource Электронный ресурс. -(http://mathworld.wolfram.com/Sphere-SphereIntersection.html). - Загл. с экрана.

10. Понарин, Я.П. Элементарная геометрия. В 2 томах. Том 2. Стереометрия, преобразования пространства / Я.П. Понарин М.: МЦНМО, 2007. -256 с. - ISBN 978-5-94057-223-7.

11. Заславский, A.A. Геометрические преобразования / A.A. Заславский. М.: МЦНМО, 2004. - 86 с. - ISBN 5-94057-094-1.

12. Шишкин, Е.В. Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения / Е.В. Шишкин, A.B. Боресков М.: Диалог-МИФИ, 1995. - 288 е., ил.-ISBN: 5-86404-061-4.

13. Роджерс, Д. Математические основы машинной графики / Д. Роджерс, Дж. Адаме. -М.: Мир, 2001. 604 с. - ISBN 5-03-002143-4.

14. Бахвалов, Н.С. Численные методы / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2008. - 640 с. - ISBN 978-594774-815-4.

15. Васильев, Ф.П. Методы оптимизации / Ф.П. Васильев. М.: Факториал пресс, 2002. - 824 стр. - ISBN 978-5-88688-056-4.

16. Спиридонова, И.А. Топологические структуры и их применение: Методические указания к проведению практических занятий по курсу «Специальные главы высшей математики» / И.А. Спиридонова. Новочер. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: НГТУ, 1997. - 23 с.

17. The Matrix and Quaternions FAQ Электронный ресурс. -(http://www.flipcode.eom/documents/matrfaq.html#Q55). Загл. с экрана.

18. Асланов, B.C. Некоторые вопросы динамики твердого тела: учеб. пособие /B.C. Асланов. Издательство Саратовского университета, Самарский филиал. - Самара, 1992. - 79 с. - ISBN 5-292-01472-9.

19. Веселовский, В.В. Кинематика манипуляторов: учеб. пособие / В.В. Веселовский. Моск. ин-т радиотехники, электроники и автоматики. - М., 1991. - 72 с. - ISBN 5-230-12056-8.

20. Ратнер, Питер. Трехмерное моделирование и анимация человека / Питер Ратнер. М.: Изд-во Вильяме, 2005. - 272 с. - ISBN: 5-8459-0811-6, 04712-1548-1.

21. Макашева, З.М. Исследование систем управления / З.М. Макашева. М.: Кнорус, 2009. - 176 с. - ISBN: 978-5-85971 -631 -9.

22. Официальный сайт Electronic Arts Электронный ресурс. -(http://www.ea.com/games/crysis). Загл. с экрана.

23. Официальный сайт компании Crytek Электронный ресурс. -(http://www.crytek.com/). Загл. с экрана.

24. Jason Ocampo, Steve Butts, Jeff Haynes. Top 25 PC Games of All Time We pick the best and most influential games to ever hit the PC Электронный ресурс. (http://pc.ign.com/articles/101/1011624pl.html). - Загл. с экрана.

25. Итоги 2007-го года. Церемония награждения Электронный ресурс. (http://www.playground.ru/articles/19667/). - Загл. с экрана.

26. Петров, Б.А. Манипуляторы / Б.А. Петров. JL: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1984. - 238 е., ил.

27. Бутенин, Н.В. Курс теоретической механики. В двух томах / Н.В. Бутенин, Я.Л. Лунц, Д.Р. Меркин / Оформление обложки С.Л. Шалапиро, А.А. Олексенко. СПб.: Издательство «Лань», 1988. - 736 с. - ISBN 5-81140052-7.

28. Накано, Э. Введение в робототехнику: Пер. с япон. / Э. Накано. -М.: Мир, 1988. 334 е., ил. - ISBN 5-03-000396-7.

29. Кобринский, А.А. Манипуляционные системы роботов: основы устройства, элементы теории / А.А. Кобринский, А.Е. Кобринский. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 344 с.

30. На старт. Внимание. Марс! «Московский Комсомолец» № 25368 от 4 июня 2010 г. Электронный ресурс. (http://www.mk.ru/ sci-ence/article/2010/06/03/503767-na-start-vnimanie-mars.html). - Загл. с экрана.

31. What is Gimbal Lock and why does it occur? Электронный ресурс. -(http://www.anticz.com/eularqua.htm). Загл. с экрана.

32. Euphoria: Bringing Games to Life Электронный ресурс. -(http://www.naturalmotion.com/euphoria). Загл. с экрана.

33. Вукобратович, М. Неадаптивное и адаптивное управление манипу-ляционными роботами: Пер. с англ. / М. Вукобратович, Д. Стокич, Н. Кирчан-ски. М.: Мир, 1989. - 376 с, ил. - ISBN 5-03-000540-4.

34. Величенко, В.В. Матрично-геометрические методы в механики с приложениями к задачам робототехники / В.В. Величенко. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 280 с. - ISBN 5-02-013888-6.

35. Ястребов, B.C. Системы управления движением робота /B.C. Ястребов, A.M. Филатов. М.: Машиностроение, 1979. - 176 е., ил.

36. Черноусько, Ф.Л. Манипуляционные роботы: динамика, управление, оптимизация / Ф.Л. Черноусько, H.H. Болотник, В.Г. Градецкий. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. - 368 с. - ISBN 5-02-014107-0.

37. Ситалов, Д.С. Упрощенная модель руки для решения обратной задачи моделирования аватара / Д.С. Ситалов // Изв. вузов. Северо-Кавк. регион. Техн. науки.- 2010. -№ 6.-С. 15-18.

38. Ситалов, Д.С. Проблемы моделирования действий оператора в современном тренажере / Д.С. Ситалов // Программные продукты и системы. -2010.-№4(92).-С. 137-140.

39. Ситалов, Д.С. Моделирование скелета аватара / Д.С. Ситалов //

40. Теория, методы проектирования, программно-техническая платформа корпоративных информационных систем: материалы VI Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 26 мая 2008 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: ЮРГТУ, 2008. - С. 86-95.

41. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2011613005

42. Модель аватара» / Д.С. Ситалов. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 14.04.2011.

43. Кобринский, А.Е. Некоторые проблемы теории манипуляторов / А.Е. Кобринский, Ю.А. Степаненко // Механика машин. Выпуск 7-8. М.: Издательство «Наука», 1967. - С. 4-24.

44. Дольников, Ю.И. Экспериментальные исследования движений в крупных суставах руки / Ю.И. Дольников // Механика машин. Выпуск 7-8. -М.: Издательство «Наука», 1967. С. 76-84.

45. Амелькин, Н.И. Кинематика и динамика твердого тела / Н.И. Амелькин. М., Московский физико-технический институт, 2000. - 64 с.

46. Адаме, Д. DirectX: продвинутая анимация. Пер. с англ. / Д. Адаме. -М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2004. 480 с. - ISBN 5-9579-0025-7.

47. Alexander Savenko. A Biomechanics-Based Model for the Animation of Human Locomotion / Alexander Savenko, Dr. Serge Van Sint Jan, Dr. Gordon Clap-worthy // The 9-th International Conference Computer Graphics & Vision GraphiCon 1999.-M., 1999.

48. Канатников, A.H. Аналитическая геометрия: учебник для втузов / А.Н. Канатников, А.П. Крищенко. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 387 с. - ISBN 978-5-7038-3538-8.

49. Cyclic Coordinate Descent (CCD) Электронный ресурс. -(http://www.geekyblogger.com/2008/04/cyclic-coordinate-descent-ccd.html). Загл. с экрана.

50. Human Motion Animation with Inverse Kinematics Электронный pe-сурс. (http://www.geekyblogger.com/2008/04/human-motion-animation-with-inverse.html). - Загл. с экрана.

51. Горловина, JI.И. Линейная алгебра и некоторые ее приложения / Л.И. Горловина. М.: Изд-во «Наука», Гл. ред. физ.-мат. лит., 1971. - 288 е., ил.

52. Ефимов, Н.В. Линейная алгебра и многомерная геометрия / Н.В.Ефимов, Э.Р. Розендорн. М.: Изд-во «Наука», Гл. ред. физ.-мат. лит., 1970.-528 с, ил.

53. Погорелов, А.В. Элементарная геометрия / А.В. Погорелов. М.: Изд-во «Наука», Гл. ред. физ.-мат. лит., 1972. - 208 е., ил.

54. Привалов, И.И. Аналитическая геометрия / И.И. Привалов. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1954. -300 е., ил.

55. Frank Luna. Skinned Mesh Character Animation with Direct3D 9.0c Электронный ресурс. (http://mathinfo.univ-reims.fr/image/dxMesh/extra /d3dxskinnedmesh.pdf). - Загл. с экрана.

56. Тютин, В.В. Рациональное описание движения анимированного персонажа в системах ЗБ-графики / В.В. Тютин // Международная конференция по компьютерной графике GraphiCon, 2004.

57. Семакин, М.М. Моделирование сложного движения персонажа по высокоуровневому описанию: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.13.18 / Семакин Михаил Михайлович. Ижевск, 2004. - 24 с.

58. Armin Bruderlin, Thomas W. Calvert. Goal-directed, dynamic animation of human walking Электронный ресурс. (http://www.cs.princeton.edu/ courses/archive/spr01/cs598b/papers/bruderlin89.pdf). - Загл. с экрана.

59. Bruderlin, Armin. Interactive animation of personalized human locomotion / Armin Bruderlin, Thomas W. Calvert // Graphics Interface 93 May 19-21, 1993.-Toronto, 1993.-P. 17-23.

60. Bruderlin, Armin. Knowledge-driven, interactive animation of human running / Armin Bruderlin, Thomas W. Calvert // Graphics Interface 96 May 1996. -Toronto, 1996.-P. 213-221.

61. Abt, K. Serious Games / K. Abt. New York: Viking Press, 1970.176 p.-ISBN 0-8191-6147-0.

62. R. Stuart Ferguson. Practical Algorithms for 3D Computer Graphics / R. Stuart Ferguson. А К Peters/CRC Press, 2006. 550 p. - ISBN 1568811543.

63. Pandasoft DirectX Exporter Электронный ресурс. -(http://www.andytather.co.uk/Panda/directxmaxmainfeatures.aspx). Загл. с экрана.70. kW X-porter Электронный ресурс. (http://sourceforge.net/projects/ kwxport/). - Загл. с экрана.

64. SecondLife Электронный ресурс. (www.secondlife.com). - Загл. сэкрана.

65. Лилов, Л.К. Моделирование систем связанных тел / Л.К. Лилов. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1993. 272 с. - ISBN 5-02-014300-6.

66. Serious Game Design Электронный ресурс. -(http://seriousgames.msu.edu/). Загл. с экрана.

67. David М. Bourg. Physics for Game Developers / David M. Bourg. -USA: O'REILLY, 2002. 352 c. - ISBN 9780596000066.

68. Технология NVIDIA PhysX дарит играм потрясающий реализм, невиданный прежде Электронный ресурс. (http://www.nvidia.ru/object/nvidia physxru.html). - Загл. с экрана.

69. Newton Game Dynamics. Open-Source Physics Engine Электронный ресурс. (http://newtondynamics.com/forum/newton.php). - Загл. с экрана.

70. Havok Physics Engine Электронный ресурс. -(http://www.havok.com). Загл. с экрана.

71. Run-Time Skin Deformation. Jason Weber. Intel Architecture Labs Электронный ресурс. (http://www.intel.com/ial/3dsoftware/index.htm). - Загл. с экрана.

72. Andrew Witkin and David Baraff. Physically Based Modeling: Principles and Practice (Online Siggraph '97 Course notes) Электронный ресурс. -(http://www.cs.cmu.edu/~baraff/sigcourse/). Загл. с экрана.

73. Thomas Jakobsen. Advanced Character Physics Электронный ресурс. (http://www.gamasutra.com/resourceguide/20030121/jacobson01.shtml). - Загл. с экрана.

74. Бриллиант, К. Цифровая модель человека / К. Бриллиант. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2004.-400 с. - ISBN 5-9579-0006-0, 1-58450-285-1.

75. Экзоскелет Электронный ресурс. (http://modusponens.info/ 2010/05/exoskeleton/). - Загл. с экрана.

76. Олег Линьков. Создание текстурных разверток Электронный ресурс. (http://www.gamedev.ru/articles/?id=60107). - Загл. с экрана.

77. Журавлев, В.Ф. Основы теоретической механики / В.Ф. Журавлев. -М.: Наука. Физматлит, 1997. 320 с. - ISBN 5-02-015154-8.

78. Спыну, Г.А. Промышленные роботы. Конструирование и применение: Учеб. пособие / Г.А. Спыну. 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Выща шк., 1991. - 311 с, ил. - ISBN 5-11-002474-Х.

79. Пол, Р. Управление траекторией руки с помощью вычислительной машины (перевод Карнаушенко Е.К.) / Р. Пол // Интегральные роботы. Сборник статей. Под ред. Г.Е. Поздняка. Пер. с англ. М.: Издательство «Мир», 1973. -с. 326-339.

80. Банди, Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. / Б. Бан-ди. М.: Радио и связь, 1988. - 128 е.: ил. - ISBN 5-256-00052-7.

81. А.Г. Трифонов. Постановка задачи оптимизации и численные методы ее решения Электронный ресурс. (http://matlab.exponenta.ru/optimiz/ book2/34.php). - Загл. с экрана.

82. Motion Capture by Maureen Furniss Электронный ресурс.http://web.mit.edu/comm-fomm/papers/furniss.html). Загл. с экрана.

83. Телевидение. Цифровое Кинопроизводство. Виртуальная Реальность. 3D-Производство. 40-Кинотеатры Электронный ресурс. (www.jcsi.ru). -Загл. с экрана.

84. Шилов, К.Ю. Интеллектуальные функции корабельных тренажеров и пути их реализации / К.Ю. Шилов // Программные продукты и системы. -2006.-№4. -С. 13-15.

85. Бобрович, В.Ю. Учебно-методическое обеспечение понятийных тренажеров / В.Ю. Бобрович // Системы управления и обработки информации: научн.-техн. сб. ФНПЦ НПО «АВРОРА». СПб.: ФНПЦ «НПО «АВРОРА», 2004.-С. 171-175.

86. Тренажеры. Современные тренажерные технологии Электронный ресурс. (http://www.traintech.ru/ru/trenazhery/). - Загл. с экрана.

87. Филатова, H.H. Мультимедиа тренажерные комплексы для технического образования / H.H. Филатова, Н.И. Вавилова, O.J1. Ахремчик // Educational Technology & Society. 2003. - № 6. - С. 164-186.

88. Алтунин, B.K. Информационно-функциональное пространство проектирования тренажерных и обучающих систем / В.К. Алтунин // Тренажеростроение: современное состояние, перспективы развития. Тверь: ЗАО НИИ ЦПС, 2005.-С. 20-23.

89. Ситалов, Д.С. Оптимизационная модель решения обратной задачи моделирования движения аватара в оперативном пространстве / Д.С. Ситалов // Программные продукты и системы. 2011. - №3 (95). - С. 114-117.

90. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2011618253 «Программный модуль моделирования поведения аватара» / Д.С. Ситалов. -Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 19.10.2011.

91. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2011618252 «Программный модуль моделирования определенных движений аватара» /Д.С. Ситалов. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 19.10.2011.

92. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2011618510 «Программный модуль моделирования недоопределенных движений аватара» / Д.С. Ситалов. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 31.10.2011.

93. ХановаА.А. Численное решение уравнений и систем уравнений. Решение систем нелинейных уравнений Электронный ресурс. -(http://www.exponenta.ru/educat/systemat/hanova/equation/loc.asp). Загл. с экрана.

94. Афанасьев, В.О. Системы 3D-визуализации индуцированной виртуальной среды: автореф. дис. доктора физ.-мат. наук: 05.13.11 / Афанасьев Валерий Олегович. М., 2007. - 36 с.

95. Michael, David. Serious Games: Games That Educate, Train, and Inform / David Michael, Sande Chen. Course Technology PTR, 2005. - 313 p.

96. Verena Elisabeth Kremer. Quaternions and SLERP Электронный ресурс. (http://embots.dfki.de/doc/seminarca/KremerQuaternions.pdf). - Загл. с экрана.

97. Quaternion Slerp v.s. Matrix Lerp Электронный ресурс. -(http://blogs.msdn.eom/b/ito/archive/2009/05/01/more-bones-04.aspx). Загл. с экрана.

98. Мунипов, В.М. Эргономика / В.М. Мунипов, В.П. Зинченко. М.: Логос, 2001. 356 е.: ил. - ISBN 5-94010-043-0.

99. Профессионализм, эргономика и качество. Сохранение здоровья при работе за компьютером Электронный ресурс. -(http://www.falto.ru/article/article36.php). Загл. с экрана.

100. Меньшов, А.И. Космическая эргономика / А.И. Меньшов. Ленинград: Наука. Ленинградское отделение, 1971. 296 с.

101. Панеро, Джулиус. Основы эргономики. Человек, пространство, интерьер. Справочник по проектным нормам / Джулиус Панеро, Мартин Зелник. М.: ACT, 2008. 320 с. - ISBN 5-17-038655-0.

102. Донской, Д.Д. Биомеханика/ Д.Д. Донской. М.: Просвещение, 1975. -239 с.: ил.

103. Александер, Р. Биомеханика / Р. Александер. М.: Мир, 1970.339 с.

104. Grand Theft Auto IV PC. Recommended system requirements Электронный ресурс. (http://www.rockstargames.com/IV/#?page=pc). - Загл. с экрана.

105. Altmann, SimonL. Rotations, quaternions, and double groups / Simon L. Altmann. New York: Oxford University Press, 1986. - 303 p. - ISBN 0-19855372-2.