CC BY
18
УДК 004
ПОСТРОЕНИЕ 3D-ВИРТУАЛЬНЫХ ТУРОВ ОБЪЕКТОВ ЗАЩИТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ЭКСПЕРТНОЙ ПРАКТИКЕ
Ж.Ф. Гессе, Н.А. Таратанов
Женни Фердинандовна Гессе, Николай Александрович Таратанов
Кафедра государственного надзора и экспертизы пожаров, Ивановская пожарно-спасательная
академия ГПС МЧС России, Российская Федерация,
просп. Строителей, 33, г. Иваново
E-mail: zhenni.gesse@mail.ru, taratanov n@mail.ru
Одной из актуальных задач, решаемых в рамках реализации федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования, является формирование требуемых компетенций и практических навыков у обучающихся. Выпускник высшего учебного заведения должен обладать как фундаментальными, так и специальными знаниями, владеть навыками профессиональной деятельности. В работе описан один из возможных алгоритмов построения 3D-виртуальных туров объектов защиты (мест происшествия), в создании которых может быть задействован как профессорско-преподавательский состав, так и сами обучающиеся. Визуализированные объекты необходимы для отработки практических навыков осуществления профессиональной деятельности у обучающихся. Использование визуализации в образовательном процессе позволяет повысить наглядность изложения теоретического материала, представления исходных данных при решении практико-ориентированных задач, кроме того существенно расширяет возможности дистанционного обучения. Визуализация объектов защиты и мест происшествия, связанных с пожаром, играет ключевую роль при формировании экспертной, надзорной и инспекционно-аудиторской деятельности обучающихся.
Ключевые слова: сферическая панорама; 3D-виртуальные туры; объект защиты; место происшествия; профессиональные виды деятельности выпускников.
CONSTRUCTING PROCEDURE OF 3D-VIRTUAL TOURS OF PROTECTION OBJECTS (ACCIDENT SITES)
Zh.F. Gesse, N.A. Taratanov
Jenny Ferdinandovna Hesse, Nikolai Alexandrovich Taratanov
Department of state fire supervision and expertise, Ivanovo fire and rescue Academy of the Ministry
of emergency situations of Russia, Russian Federation,
avenue. Stroiteley 33, Ivanovo
E-mail: zhenni.gesse@mail.ru, taratanov_n@mail.ru
One of the actual tasks of The National Educational Standards of higher education is the formation of the required competencies and practical skills of students. The future graduate of a higher educational institution must possess not only general fundamental, but also special knowledge, and acquire skills in professional area. The paper describes one of the possible constructing algorithms of 3D-virtual tours of protection objects (accident sites). In creation of 3D-virtual tours both teachers and students can participate. The visualized objects are necessary for training of students' practical skills for their future professional activities. The use of visual aids in the presentation of the material in the educational process allows us to increase the visibility of theory, the presentation of the source data for solving of practice-oriented problems. It is also significantly extends the possibilities of distance learning. The visualization of protection objects and incident scene associated with fire plays a key role for formation of expert, supervisory, inspection and audit activities of students.
Key words: spherical panorama; 3D-virtual tours; object of protection; incident scene; professional activities of graduates.
Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность» определено, что обучающиеся, освоившие программу специа-литета, должны успешно владеть такими видами деятельности, как экспертная, надзорная и инспекционно-аудиторская. В связи с этим, с целью формирования навыков осуществления профессиональных видов деятельности у выпускников арсенал преподавателя должен содержать разнообразный набор форм, методов и средств обучения, определяющий персональную образовательную траекторию.
В последние годы актуальным и востребованным является развитие информационных технологий, распространяющееся на все сферы деятельности, включая образовательную, что позволяет, с одной стороны, интегрировать информационные технологии в образовательный процесс, а с другой стороны, определить новые средства обучения. Одним из таких является использование 3D-виртуальных туров (далее -виртуальные туры) на основе сферических панорам для отработки практических навыков профессиональной деятельности у обучающихся.
Сферическая панорама (панорама 360°) представляет собой панорамную фотографию окружающего пространства, сделанную из одной точки [1]. При наличии специальной интерактивной оболочки просмотр панорамной фотографии можно осуществлять посредством поворота головы или переводом взгляда. Наличие точек перехода позволяет создавать виртуальные туры на основе нескольких сферических панорам.
Ранее в работах [2, 3] были описаны основные требования к компьютерной и мобильной технике при создании, работе и просмотре визуализированных таким образом объектов. Работа со сферическими панорамами и виртуальными турами позволяет существенно повысить эффективность проводимых занятий за счет интерактивной
составляющей образовательного процесса, повышения интереса обучающихся и за счет увеличения наглядности изучаемого материала. При этом обучающиеся непосредственно вовлекаются в процесс всестороннего изучения объекта защиты (места происшествия) - оказываются в «эпицентре» событий, благодаря чему создаются условия для качественной подготовки к будущей профессиональной деятельности.
В процессе визуализации может быть задействован не только профессорско-преподавательский состав кафедр академии, но и сами обучающиеся в рамках выполнения индивидуальных заданий или написания выпускных квалификационных работ. Несомненным преимуществом использования сферических панорам и 3D-виртуальных туров на их основе в образовательном процессе является возможность их накопления и агрегатирования.
В литературе присутствует ряд работ, посвященных моделированию различных объектов, а также использованию сферических панорам и виртуальных туров [47]. Однако пошагового руководства по разработке сферических панорам и 3D-виртуальных туров на их основе для объектов защиты (мест происшествия) литературный поиск не выявил.
Целью настоящей работы являлось создание пошагового алгоритма построения и настройки 3D-виртуальных туров объектов защиты (мест происшествия), используемых для визуализации процесса обучения, интенсивного формирования практических навыков экспертной, надзорной и инспек-ционно-аудиторской, а также других видов профессиональной деятельности у обучающихся. Результаты настоящей работы позволят существенно упростить процесс подготовки виртуальных туров.
Проведенный нами критический обзор компьютерных программ с изучением их инструкций (справок) показал, что одними из наиболее удобных к использованию на персональных компьютерах являются программы Panotour Pro (разработчик:
компания Kolor) и Pano2VR Рго (разработчик: Garden Gnome Software), позволяющие получать воспроизводимые результаты. Остановимся подробнее на руководстве по использованию программы Panotour Pro, которая подходит и для создания новых виртуальных туров, и корректировки уже имеющихся.
При открытии программы Panotour Pro в рабочем окне предлагается создать новый проект или открыть уже существу-
ющий. Для открытия уже существующего проекта из указанного места необходимо два раза кликнуть левой кнопкой мыши на рабочем окне программы, выбрав папку и имя файла, где содержится проект (с расширением *.kpt), и нажать кнопку Open. Данное действие возможно выполнить также через панель управления, нажав левой кнопкой мыши меню File/Open project..., после чего требуется выполнить вышеперечисленные действия (рис. 1).
Home] ru.,, 1 «VK 1 ....... kolor panoi P™
..... —- kolor panotour pro
E^nrt ; Open а Реп о tour project H Create an empty Panotour project
• Open a rcccnl Panotour pro)cct Помар на гвн^Хлебникова Create a Panotour project from presets Ricoh Theta f Klcoh Theta with Croups Kolor IControl Kolor Hoftdpi and Footer ■Jj Kolor Cross
S Р № В ~ wat £, •» О ЕЭ - «1 Л a- ю« гив О
Рис. 1. Вид рабочего окна «Open project»
Для создания нового проекта на панели панель управления следует выбрать левой кнопкой мыши на стартовой странице «Тоиг...».
Далее происходит добавление сферических панорам, из которых необходимо построить виртуальный тур. Выбирается
нужное количество панорам, после чего подлежит нажатию кнопка Открыть.
После нажатия кнопки Открыть сферические снимки загружаются в рабочую область вкладки Tour, где их для удобства можно расставлять в нужной последовательности (рис. 2).
Рис. 2. Вид выстроенных в нужной последовательности панорам
Следующим действием должно быть сохранение тура, для этого в строке меню выбираем File/Save as project, где необходимо задать Название виртуального тура
и указать путь его сохранения.
После сохранения тура можно приступать к переходам между сферическими
панорамами, для этого в нижнеи части меню проставляются точки перехода и указывается место (панорама) куда необходимо осуществлять перемещение при нажатии точки перехода (рис. 3). Данные действия повторяются по отношению к каждому сферическому изображению.
; Рапслоиг Pro V2.5.1 64Ыи ■ New Project"
Рис. 3. Вид меню настройки перехода между сферами
После того, как осуществлена расстановка всех точек для перехода, можно переходить к оформлению виртуального тура, нажав вкладку Style. В правой части (вкладка control bar) производится выбор понравившегося вида панели навигации.
Также при необходимости можно добавить в панель навигации виртуального тура возможность просмотра данного тура в VR-очках. Для этого выбирают вкладку Controls и двойным нажатием левой клавиши мыши по WebVR Button устанавливают его, выбрав место расположения данного значка (рис. 4).
Программа Panotour Pro позволяет добавлять различные эффекты в виртуальный тур, используя вкладку Effects.
Вкладка Image zone необходима для вставки рисунка (Picture) или логотипа (Logo) после указания его местонахождения на персональном компьютере. К рисунку
или логотипу возможно осуществлять привязку электронного адреса, всплывающего при нажатии его в виртуальном туре.
Если для корректного использования виртуального тура необходим компас, то его местонахождение можно определить с помощью вкладки Maps и двойного щелчка для выбора Compass.
Для обеспечения возможности просмотра виртуального тура на планшете или мобильном устройстве необходима вкладка User input и двойное нажатие левой клавиши мыши Gyroscope.
В случае необходимости возможно изменение созданных точек перехода, для этого требуется перемещение в правую часть меню Style и выбор вкладки Poin и Maps point.
После осуществления все настроек виртуального тура требуется переход к вкладке Build, которая необходима для ука-
зания места, куда будет собираться (выгружаться) виртуальный тур, и его названия. Перед нажатием кнопки Build, выделяются «галочкой» Enable flash fallback и Use mul-
tiresolutюn, позволяющие открывать виртуальный тур с помощью различных мультимедийных плееров (например, KMPlayer).
[ » I
с
Рис. 4. Вид меню настройки панели WebVR Button
На рис. 5 в качестве примера представлены скриншоты готовых открытых (запущенных) виртуальных туров, созданных с помощью программы Panotour Pro.
Таким образом, отправной точкой для разработки виртуальных туров является предварительная подготовка набора сферических панорам конкретного объекта защиты (места происшествия). Описанные в работе основные этапы разработки виртуаль-
ных туров на основе сферических панорам позволяют создавать для визуализации виртуальные туры, отличные друг от друга интерфейсом, возможностями воспроизведения, просмотра и т.д. Настоящее руководство по разработке 3D-виртуальных туров объектов защиты (мест происшествия) может быть распространено и на другие объекты, требующие визуализации.
Рис. 5. Скриншот виртуального тура, запущенного на планшете (компьютере) и на мобильном устройстве с возможностью просмотра в VR-очках
Значимость 3D-виртуальных туров объектов защиты (мест происшествия) и алгоритма их построения возрастает в свете возможности использования в образовательном процессе элементов дистанционного обучения, которые подразумевают возможность ведения интерактивного диалога обучающийся-преподаватель с целью освоения теоретических знаний, приобретения практических навыков и обеспечения прочной взаимосвязи между теорией и практикой.
Практический опыт использования в образовательном процессе при очной форме обучения визуализированных мест происшествия, связанных с пожаром, показал повышение заинтересованности и мотивации обучающихся при изучении дисциплин. Немаловажным является также возможность сокращения времени, отводимого на осмотр одного объекта в визуализированной форме, ввиду отсутствия необходимости его посещения по месту фактического нахождения.
Практику использования сферических панорам, 3D-виртуальных туров на их основе можно распространить на изучение других дисциплин и на не специфические направления деятельности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Заматаев Д.В. Исследование подходов к построению виртуальной модели здания // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2014. С. 313-316.
2. Богданов И.А., Таратанов Н.А., Гессе Ж.Ф. Возможности использования 3D сцен места пожара для отработки профессиональных видов деятельности обучающихся // «Молодые учёные в решении актуальных проблем безопасности: Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. 2018. С. 87-88.
3. Бритков А.А., Таратанов Н.А., Гессе Ж.Ф. Современный подход к визуализации объектов защиты // Современные пожаробезопасные материалы и технологии: сборник материалов II Международной научно-практической конференции, посвященной Году культуры безопасности. 2018. С. 520-524.
4. Юленков С.Е., Котельникова С.В., Касаткин А.С. Современные виртуальные экскурсии и средства разработки виртуальных экскурсий в му-
зейной деятельности // Решетневские чтения. T. 2. 2016. С. 239-24G.
5. Кузнецова A.E., Бушмакова Ю.В. // Исследование ландшафтов прибрежных территорий города Усолье // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. № 1 (25). 2G17. С. 69-79. DOI: 1G.15593/24G9-5125/2G17.G1.G6.
6. Никитин A.r. Мониторинг местности с воздуха с применением беспилотных авиационных систем в интересах МЧС России при ликвидации ЧС // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. T. 2. № 1 (7). 2016. С. 47-49.
7. Aрсентьева С.С., Морозов CA. Использование метода сферической фиксации места происшествия // Вестник Челябинского государственного университета. Серия: Право. T. 4. № 2. С. 33-3б. DOI: 1G.24411/2618-8236-2G19-142G4.
REFERENCES
1. Zamataev D.V. Issledovanie podhodov k postroeniyu virtual'noj modeli zdaniya // Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten' (nauchno-tekhnicheskij zhurnal). 2014. рр. 313-31б.
2. Bogdanov I.A., Taratanov N.A., Gesse ZH.F. Vozmozhnosti ispol'zovaniya 3D scen mesta pozhara dlya otrabotki professional'nyh vidov deyatel'nosti obuchayushchihsya // «Molodye uchyonye v reshenii aktual'nyh problem bezopasnosti: Materialy VII Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. 2G18. pp. 87-88.
3. Britkov A.A., Taratanov N.A., Gesse ZH.F. Sovremennyj podhod k vizualizacii ob"ektov zashchity // Sovremennye pozharobezopasnye materialy i tekhnologii: sbornik materialov II Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyashchennoj Godu kul'tury bezopasnosti. 2G18. pp. 52G-524.
4. YUlenkov S.E., Kotel'nikova S.V., Kasatkin A.S. Sovremennye virtual'nye ekskursii i sredstva razrabotki virtual'nyh ekskursij v muzejnoj deyatel'nosti // Reshetnevskie chteniya. vol. 2. 2G16. pp. 239-24G.
5. Kuznecova A.E., Bushmakova YU.V. // Issledovanie landshaftov pribrezhnyh territory goroda Usol'e // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Prikladnaya ekologiya. Urbanistika. № 1 (25). 2017. pp. б9-79. DOI: 1G.15593/24G9-5125/2G17.G1.G6.
6. Nikitin A.G. Monitoring mestnosti s vozduha s primeneniem bespilotnyh aviacionnyh sistem v in-teresah MCHS Rossii pri likvidacii CHS // Pozharnaya bezopasnost': problemy i perspektivy. vol. 2. № 1 (7). 2G16. pp. 47-49.
7. Arsent'eva S.S., Morozov S.A. Ispol'zovanie metoda sfericheskoj fiksacii mesta proisshestviya // Vestnik CHelyabinskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Pravo. vol. 4. № 2. pp. 33-3б. DOI: 1G.24411/2618-8236-2G19-142G4.
