Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах
Показана актуальность организации анимационных фильмов в гибких, т.е. перепрограммируемых, тренажёрах для развития у обучаемых интеллектуальных навыков. Рассмотрены основы денотационной модели организации анимационных фильмов в качестве универсальной альтернативы обычным видеофильмам....
Saved in:
| Date: | 2003 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2003
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6396 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах / И.И. Верещагин // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2003. — № 2. — С. 158-163. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860106024851079168 |
|---|---|
| author | Верещагин, И.И. |
| author_facet | Верещагин, И.И. |
| citation_txt | Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах / И.И. Верещагин // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2003. — № 2. — С. 158-163. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Показана актуальность организации анимационных фильмов в гибких, т.е. перепрограммируемых, тренажёрах для развития у обучаемых интеллектуальных навыков. Рассмотрены основы денотационной модели организации анимационных фильмов в качестве универсальной альтернативы обычным видеофильмам.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:31:27Z |
| format | Article |
| fulltext |
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2003, № 2 158
Показана актуальность органи-
зации анимационных фильмов в
гибких, т.е. перепрограммируе-
мых, тренажёрах для развития у
обучаемых интеллектуальных
навыков. Рассмотрены основы
денотационной модели организа-
ции анимационных фильмов в ка-
честве универсальной альтерна-
тивы обычным видеофильмам.
И.И. Верещагин, 2003
ÓÄÊ 004.923
È.È.ÂÅÐÅÙÀÃÈÍ
ÎÐÃÀÍÈÇÀÖÈß
ÀÍÈÌÀÖÈÎÍÍÛÕ ÔÈËÜÌÎÂ
 ÃÈÁÊÈÕ ÒÐÅÍÀƨÐÀÕ
В течение ряда лет коллектив отдела №160
Международного научно-учебного центра
информационных технологий и систем НАН
Украины проводит исследования в рамках
комплексной проблемы синтеза гибких тре-
нажёров для подготовки оперативного пер-
сонала сферы управления. Целью синтеза
гибких, т.е. перепрограммируемых, тренажё-
ров является привитие навыков принятия
оперативных управленческих решений в об-
становке “виртуальной” реальности, “макси-
мально” схожей с той, с которой обучаемый
может столкнуться в реальности действи-
тельной. За рубежом привитию обучаемым
подобных “интеллектуальных” навыков, на-
пример, навыков управления фирмой в кри-
зисных ситуациях, в виртуальных образова-
тельных средах никакого внимания не уделя-
ется, не смотря на чрезвычайно большой ин-
терес к виртуальным средам обучения вооб-
ще в связи с глобализацией сети Internet
[1, 2]. Данный факт объясняется тем, что та-
кие образовательные среды, по мнению за-
рубежных экспертов, слишком специфичны,
а потому требуют неоправданно больших
капиталовложений на реализацию и продви-
жение на рынок при сомнительном потенци-
альном спросе. Следует также принять во
внимание и относительно низкие скоростные
возможности сети Internet по сравнению с
автономной работой большинства персо-
нальных компьютеров, что на сегодняшний
день принципиально не позволяет сделать
виртуальную ситуацию на экране действи-
тельно “живой”. Тем не менее, проведённые
нами поисковые исследования и эксперимен-
ОРГАНИЗАЦИЯ АНИМАЦИОННЫХ ФИЛЬМОВ В ГИБКИХ ТРЕНАЖЁРАХ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2003, № 2 159
тальное программирование позволяет утверждать, что общие решения при син-
тезе гибких тренажёров всё-таки могут быть получены, если ограничиться сфе-
рой развития “интеллектуальных” навыков. В этом случае от скорости и ре-
активности процедур допустимо отказаться в пользу их универсальности и гиб-
кости, что невозможно в тренажёрах, требующих от обучаемого высокой мо-
торики – например, в тренажёрах для подготовки водителей транспортных
средств [3].
При разработке инвариантных к реализации принципов структуры и управ-
ления гибких тренажёров большое внимание, по нашему мнению, следует уде-
лить организации применения в них так называемых “анимационных” фильмов,
как универсальной альтернативе обычным видеофильмам. В настоящей работе
приводятся основные результаты исследований данного вопроса. Инструментом
формализации была выбрана денотационная семантика Венского метода разра-
ботки программ (VDM). Именно для семантики этого типа была убедительно
продемонстрирована, на наш взгляд, применимость денотационного подхода для
описания совершенно различных компонентов программного обеспечения [4,5],
в то время как другие денотационные семантики характеризуются в качестве
средств описания лишь языков программирования [6,7].
Организация анимационных фильмов в гибких тренажёрах предполагает
разработку двух компонентов программного обеспечения – визуального про-
грамматора сценариев фильмов и визуального интерпретатора этих сценариев.
Определение доменов визуального программатора (ВизПр) сценариев ани-
мационных фильмов представлено ниже предложениями (1) – (3):
вп : ВизПр = (эс_сц : Эпиз+)∗ × фр_эт:ФрЭт – set ×
редукц : ФрЭт – m→(ф_редукц:ФрЭс→Ком) (1)
Эпиз ⊂ union rng (ФрЭт – m→ФрЭс – set) (2)
ком: Ком = иэ : N1 × ик : Ик × тк : Тк ×
<ип : Ип × пар : Пар – set> ∗ (3)
Здесь нет места устанавливать необходимые и достаточные инварианты опреде-
лённых выше доменов. Неформально отметим только самые основные моменты.
Визуальный программатор (1) служит графическим инструментом, посредством
которого разработчик курса тренажёра рисует эскиз сценария (эс_сц) анимаци-
онного фильма. Эскиз сценария представляет собой непустой список эпизодов
(Эпиз+). Каждый эпизод – это один заполненный экран программатора, который
создаётся размещением на экране эталонных фрагментов эпизода (ФрЭт) и из-
менением параметров эталонов (Пар–set) в нужном направлении. Пусть предпо-
лагаемый эпизод включает разворачивающееся из точки графическое окно с
заголовком. Для задания такого фрагмента разработчик курса выбирает из мно-
жества эталонных фрагментов эталон “Окно с текстом”. Затем эталон мышью
размещается в требуемом месте экрана, набирается текст заголовка, задаётся
стиль окна, цвет его фона и текста, а также шрифт и кегль заголовка. В заключе-
ние определяется анимационный эффект – “Развернуть окно из точки” и ско-
рость, например, 100 мм в секунду. Таким путём эталонный фрагмент эпизода
И.И. ВЕРЕЩАГИН
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2003, № 2 160
(ФрЭт) преобразуется в эскиз фрагмента эпизода (ФрЭс) анимационного филь-
ма (2). К визуальному программатору динамически подключается транслятор
эскиза сценария, преобразующий эскиз в собственно сценарий анимационного
фильма. Такой сценарий представляет собой список команд анимации, записан-
ных в двоичном формате. Для управления генерацией сценария из его эскиза
предусматривается отображение эталонных фрагментов эпизодов (ФрЭт) на
функции редукции (ф_редукц), каждая из которых преобразует эскиз фрагмента
(ФрЭс), созданного на основе соответствующего эталонного фрагмента (ФрЭт),
в команду анимации (Ком).
Семантика команды анимации Ком (3) зависит от её имени Ик. Имя коман-
ды определяет состав её подкоманд <ип : Ип × пар : Пар – set> ∗. Каждая подко-
манда, в свою очередь, обладает уникальным именем Ип и набором параметров
Пар – set. Тип команды – системная, обычная и циклическая – служит только
уточняющей характеристикой анимационной команды. В пределах сценария
анимационного фильма всякая команда обладает своим номером, который мы
называем именем экземпляра команды (иэ : N1). Экземпляр команды при визу-
альной интерпретации сценария должен в динамике представить то, что при ви-
зуальном программировании называлось эскизом фрагмента эпизода (ФрЭс).
Визуальный интерпретатор сценариев анимационных фильмов служит вто-
рым компонентом, которым в отличие от первого, инструментального, компо-
нента обладает любая версия программного обеспечения гибкого тренажёра.
Входной информацией для него является произвольный сценарий анимационно-
го фильма, наглядно интерпретируемый на экране рабочей станцией (автоном-
ным компьютером) тренируемого. Интерпретатор начинает работать в опреде-
лённые моменты времени, назначенные в общем сценарии тренажа, иными сло-
вами, по одной из команд общего сценария тренировки.
В программном обеспечении визуального интерпретатора предусматривает-
ся создание буфера анимационных команд, принятых к исполнению (Буфер).
Для отражения текущей фазы обработки команды анимации интерпретатор соз-
даёт отдельный объект управления (Упр) для каждой команды в буфере. Такой
объект может находиться в одном из 5-и состояний (5):
буф : Буфер = Ком – set (4)
упр : Упр = Буфер ← m →{СОЗДАТЬ_ОБЪЕКТ,
СОЗДАТЬ_ПОТОК, ВЫПОЛНИТЬ_АНИМ,
ПОДДЕРЖАТЬ_ЦИКЛ, РАЗРУШИТЬ_ОБЪЕКТ}. (5)
Если буфер пуст или в нём находятся только циклически исполняемые команды
(о чём более подробно будет сказано далее), визуальный интерпретатор создаёт
поток управления для помещения очередной команды анимации (i) в свой бу-
фер. Затем конструируется объект управления для этой команды в состоянии
“СОЗДАТЬ_ОБЪЕКТ”:
let ком = <Ком+> [i],
упр = упр ∪ [ком ← m → СОЗДАТЬ_ОБЪЕКТ]
in Буфер := Буфер ∪ ком
ОРГАНИЗАЦИЯ АНИМАЦИОННЫХ ФИЛЬМОВ В ГИБКИХ ТРЕНАЖЁРАХ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2003, № 2 161
Следующий шаг заключается в создании необходимых структур в памяти
компьютера и потока управления для команды, только что прочитанной в буфер.
Подробно рассмотрим этот вопрос. С семантической точки зрения на множестве
анимационных структур (С) визуального интерпретатора задан строгий частич-
ный порядок, при котором утверждение Ci < Cj (i ≠ j) свидетельствует, что
структура Cj включает все функции обработчики для подкоманд
<ип : Ип × пар : Пар - set> ∗ команды сценария Икj (3) – имена экземпляров ко-
манд иэ : N1 для данного имени команды Икj во внимание не принимаются.
Структура Cj может включать новые функции обработчики, нужные для коман-
ды Икj, или переопределять некоторые из обработчиков структуры Ci, хотя воз-
можны и оба варианта. Таким образом, множество функций обработчиков
структуры Cj для команды анимации Икj содержит только новые или переопре-
делённые обработчики, тогда как в сценариях анимационных фильмов команды
Ком (3) содержат все подкоманды, требуемые для независимого функциониро-
вания каждой отдельной анимационной команды сценария. Все сказанное мож-
но формально описать следующими определениями доменов:
сj : Cj = табл : (ип:Ип m → иф:Иф)× Ф–set × фj , (6)
Иф = Пар–set × Х–set → Х–set ∈ union Ф–set , (7)
фj = ∅ → табл(Cj-1). (8)
Здесь Ф–set есть множество обработчиков для команды анимации Икj. Цен-
тральное место в структуре занимает таблица табл., ставящая в соответствие
каждому имени подкоманды (Ип) уникальное имя её обработчика (Иф). Функ-
ция фj позволяет получать аналогичную таблицу для низшей структуры в иерар-
хии структур обработки анимационных команд, так что в цепи Ик1 < … < Икi <
Икj цепь структур обработки С0 < С1 < …< Сi < Сj содержит j+1 членов и струк-
тура С0 является минимумом для всех цепей, а также включает “пустую” функ-
цию перехода ф0 = ∅ → ∅, достижение которой сигнализирует о том, что, на-
пример, подкоманда Ипх не предусмотрена в данной команде анимации.
Пусть теперь команда анимации имеет имя экземпляра команды иэj, а её
объект управления носит имя упрj. Тогда визуальный интерпретатор должен
сначала создать структуру в памяти (Сj
п), подчиняясь требованию объекта
управления о её создании Сj ← m Сj
п, и перевести сам объект управления в
очередное состояние упрj(иэj) → СОЗДАТЬ_ПОТОК. Подчеркнём, что в памяти
компьютера создаются все структуры цепи, а именно: С0
п< С1
п < …< Сi
п < Сj
п.
Недавно упоминавшаяся минимальная структура С0, кроме “пустой” функ-
ции перехода, включает стартовую функцию (фстарт) потока управления испол-
нением анимационной команды. Поэтому сам поток управления создаётся ка-
кой-либо гипотетической процедурой операционной системы (обозначим её
знаками @@) с передачей ей имени стартовой функции и списка параметров для
всех подкоманд экземпляра анимационной команды иэj:
@@Создать_поток( фстарт , <ип : Ип × пар : Пар - set> ∗).
И.И. ВЕРЕЩАГИН
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2003, № 2 162
Стартовая функция начинает работу с просмотра таблиц табл (6), беря за основу
структуру Сj
п. Найдя нужную подкоманду, функция фстарт вызывает её обработ-
чик из набора Ф – set. Если анимационная команда не является циклической, её
объект управления переводится в состояние ВЫПОЛНИТЬ_АНИМ. В этом слу-
чае после обработки всех подкоманд команды иэj объект управления переводит-
ся в состояние РАЗРУШИТЬ_ОБЪЕКТ, и визуальный интерпретатор выполняет
такое действие, а затем создаёт поток управления для чтения новой команды
сценария в буфер. Если команда циклическая, например, бегущая строка, то её
объект управления переводится в состояние ПОДДЕРЖАТЬ_ЦИКЛ. С этого
момента визуальный интерпретатор также создаёт поток управления для поме-
щения очередной команды в свой буфер. Чтобы разрушить объект циклической
команды, требуется отдельная команда анимации. Таким образом, в визуальном
интерпретаторе одновременно выполняются несколько потоков циклических
команд, объекты управления которых находятся в состоянии ПОДДЕР-
ЖАТЬ_ЦИКЛ, и только один поток управления иного рода. Он либо читает оче-
редную команду сценария в буфер интерпретатора, либо исполняет подкоманды
анимационной команды до перевода объекта управления в состояние РАЗРУ-
ШИТЬ_ОБЪЕКТ или ПОДДЕРЖАТЬ_ЦИКЛ.
В заключение сделаем несколько разрозненных замечаний, уточняющих ос-
новные положения работы.
Во-первых, визуальный интерпретатор поддерживает список копий команд
для восстановления своего экрана. Всего выделяется три типа команд анимации
Тк (3): системная команда, обычная и циклическая команда. В список копий не
включаются лишь системные команды анимации. К ним, например, относятся
команда задержки исполнения и команда очистки буфера визуального интерпре-
татора.
Во-вторых, поясним более подробно сигнатуру функций обработчиков под-
команд анимации (7). Вторым параметром обработчиков и возвращаемым зна-
чением является домен Х – set. Под этим доменом понимается либо структуры в
памяти компьютера, либо экранные структуры, то есть фрагменты эпизодов
анимационного фильма.
Следующее замечание относится к линейным размерам, задаваемым при ви-
зуальном программировании сценария анимационного фильма. Такие размеры
должны вноситься в параметры подкоманд анимации в нормированном виде,
например, относительно величины 1024 или 2048, чтобы в ходе интерпретации
можно было учесть реальное разрешение экрана компьютера тренируемого и
для возможности масштабирования окна с анимационным фильмом относитель-
но полного экрана компьютера.
И последнее замечание касается скорости эффектов анимации. Мы реко-
мендуем задавать их в метрических размерах относительно секунды. В этом
случае скорость анимации можно сделать мало зависимой от быстродействия
компьютера и видеоадаптера, если перед началом визуальной интерпретации
ОРГАНИЗАЦИЯ АНИМАЦИОННЫХ ФИЛЬМОВ В ГИБКИХ ТРЕНАЖЁРАХ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2003, № 2 163
оценивать скорости основных графических операций, реализующих анимацион-
ные команды, и производить соответствующие поправки.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:
1. Организация анимационных фильмов в гибких тренажёрах предполагает
разработку программного обеспечения двух компонентов – визуального про-
грамматора сценариев фильмов и визуального интерпретатора этих сценариев.
2. Рассмотрены основы денотационной модели организации анимационных
фильмов в качестве универсальной альтернативы обычным видеофильмом в
обучающих системах, ориентированных на тренировку.
3. Изложенные принципы построения денотационной модели организации
анимационных фильмов могут найти применение не только в гибких тренажёрах
для развития у обучаемых интеллектуальных навыков, но и в системах, где ани-
мация является важным, но тем не менее вспомогательным средством функцио-
нирования таких систем.
4. Все расстояния, задаваемые при визуальном программировании, целесо-
образно представлять в сценариях анимационных фильмов в нормированном
виде относительно величин, выбранных в качестве стандарта.
5. Скорости анимационных эффектов целесообразно задавать в метрических
размерах относительно секунды, а при интерпретации необходима корректиров-
ка с учётом реального быстродействия компьютера и видеоадаптера.
1. Piet Kommers, Lora Aroyo. Agents for Constuctivistic Learning in Virtual Realities //
УCиМ. – 2002. – №3/4. – С.92 – 102.
2. Шереметов Л., Усков В. Виртуальные образовательные среды. Приложение // Информа-
ционные технологии. – 2002. – №5. – 24 с.
3. Верещагін І.І., Динисовець В.Д. Принципи архітектури гнучких тренажерів для вищих
ланок управління // УкрІНТЕІ. – 2002. – №1/2. – С.10 – 13.
4. Бьернер Д. Формальное специфирование как экспериментальная наука // Программиро-
вание. – 1991. – №6. – С.24 – 43.
5. Jones C.B. Systematic Software Development Using VDM, 3-rd ed., Prentice-Hall, 1997,
ххii+365 pp.
6. Вольфенгаген В.Э. Конструкции языков программирования. Приёмы описания. – М.: АО
“Центр ЮрИнфоР”, 2001. – 276 с.
7. Лавров С.С. Программирование. Математические основы, средства, теория. – СПб.:
БХВ–Петербург, 2001. – 320 с.
Получено 15. 06. 2003
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-6396 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1817-9908 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:31:27Z |
| publishDate | 2003 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Верещагин, И.И. 2010-03-02T10:18:00Z 2010-03-02T10:18:00Z 2003 Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах / И.И. Верещагин // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2003. — № 2. — С. 158-163. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1817-9908 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6396 004.923 Показана актуальность организации анимационных фильмов в гибких, т.е. перепрограммируемых, тренажёрах для развития у обучаемых интеллектуальных навыков. Рассмотрены основы денотационной модели организации анимационных фильмов в качестве универсальной альтернативы обычным видеофильмам. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах Article published earlier |
| spellingShingle | Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах Верещагин, И.И. |
| title | Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах |
| title_full | Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах |
| title_fullStr | Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах |
| title_full_unstemmed | Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах |
| title_short | Организация анимационных фильмов в гибких тренажерах |
| title_sort | организация анимационных фильмов в гибких тренажерах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6396 |
| work_keys_str_mv | AT vereŝaginii organizaciâanimacionnyhfilʹmovvgibkihtrenažerah |