Метод контейнеризації для візуалізації природних і антропогенних ландшафтів

  • Є. В. Левус Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів https://orcid.org/0000-0001-5109-7533
  • П. Я. Пустельник Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів
  • М. Ю. Морозов Мюнхенський технічний університет, м. Мюнхен
  • Р. О. Моравський Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів
Ключові слова: контейнер, дворівнене кешування, серіалізація, часові витрати, ефективність методу

Анотація

Автоматизовані системи для візуалізації ландшафтів набули значного поширення порівняно із створенням тривимірних світів вручну через свою простоту та швидкість. Основними проблемами наявних рішень є їх недостатня реалістичність для великих масштабів, обмеженість засобів для деталізації результатів, продуктивність візуалізації. Вирішення таких проблем потребує значних апаратних ресурсів для забезпечення як якості, так і швидкості візуалізації. Побудовано метод економного використання обчислювальних ресурсів при візуалізації природних і антропогенних ландшафтів. Особливостями побудованого методу є використання дворівневого кешування та серіалізація контейнерів. Перший рівень кешу – оперативна пам'ять системи, де зберігаються останні згенеровані або завантажені контейнери. Другий рівень – дисковий простір системи, куди відбувається серіалізація контейнерів із кешу першого рівня. Використано компактний бінарний формат для серіалізації об'єктів, що дало змогу уникнути надлишкових даних, і як наслідок, зменшити витрати пам'яті. Рішення практично реалізовано у вигляді програмної бібліотеки із набором сервісів для контейнеризації тривимірних сцен LandscapeGen: Containerization. Візуалізовані системою антропогенні та природні ландшафти характеризуються відсутністю артефактів, адаптацією антропогенних об'єктів до природних ландшафтів. Значною перевагою розробленого програмного забезпечення є можливість використання згенерованих ним зображень у сторонніх застосунках. Проаналізовано ефективність побудованого методу для більше як 300 візуалізацій з різними вхідними даними, які є ключовими для визначення складності моделі візуалізації. Часові витрати на візуалізацію порівняно для випадків з кешуванням в оперативній пам'яті, у файловій системі та без кешування. Розроблений метод контейнеризації дає економію часу не менше як на 80 % для випадків як використання кешу першого, так і другого рівнів. Отримані результати засвідчують ефективність та масштабованість розробленого методу контейнеризації.

Біографії авторів

Є. В. Левус, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, доцент, кафедра програмного забезпечення

П. Я. Пустельник, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

магістрант, кафедра програмного забезпечення

М. Ю. Морозов, Мюнхенський технічний університет, м. Мюнхен

магістрант, кафедри інформатики

Р. О. Моравський, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

магістрант, кафедра програмного забезпечення

Посилання

Biljecki, F., Kumar, K., & Nagel, C. (2018). CityGML Application Domain Extension (ADE): overview of developments. Open Geospatial Data, Software and Standards 3.1, 13 p. https://doi.org/10.1186/s40965-018-0055-6

Brasebin, M., Christophe, S., Jacquinod, F., Vinesse, A., & Mahon, H. (2016). 3D Geovisualization & Stylization to Manage Comprehensive and Participative Local Urban Plans. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, IV-2/W1., 83–91. https://doi.org/10.5194/isprs-annals- IV-2- W1-83-2016

Bushnaief, J., & Czatrowski, P. (2014). Solving Visibility and Streaming in The Witcher 3: Wild Hunt with Umbra 3. GDC Vault. Retrieved from: www.gdcvault.com.

Level Streaming Overview. (2021). Unreal Engine. Retrieved from: https://docs.unrealengine.com/en-US/BuildingWorlds/LevelStreaming/Overview/index.html.

Merino, L., Fuchs, J., Blumenschein, M., Anslow, C., Ghafari, M., et. al. (2017). On the impact of the medium in the effectiveness of 3D software visualizations. IEEE Working Conference on Software Visualization (VISSOFT), 11–21. https://doi.org/10.1109/VISSOFT.2017.17

Mostaghimi, H., Amour, B. St., & Abdul-Kader, Walid. (2017). Three-dimensional container loading: A simulated annealing approach. International Journal of Applied Engineering Research, 12(7), 1290–1304.

Object Container Streaming. (2021). Star Citizen. Retrieved from: https://starcitizen.tools/Object_Container_Streaming

Zhao, X., Bennell, J. A., Bektaş, T., & Dowsland, K. (2014). A comparative review of 3D container loading algorithms. International Transactions in Operational Research, 23(1–2), 287–320. https://doi.org/10.1111/itor.12094

Morozov, M. Iu., Levus, Ye. V., Moravskii, R. O., & Pustelnik, P. Ia. (2020). Generuvannia landshaftiv dlia sferichnikh poverkhon: analiz zavdannia ta varianti virishennia. Scientific Bulletin of UNFU, 30(1), 136–141. https://doi.org/10.36930/40300124

Опубліковано
2021-11-25
Як цитувати
Левус, Є. В., Пустельник, П. Я., Морозов, М. Ю., & Моравський, Р. О. (2021). Метод контейнеризації для візуалізації природних і антропогенних ландшафтів. Науковий вісник НЛТУ України, 31(5), 90-95. https://doi.org/10.36930/40310514
Розділ
Інформаційні технології