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संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स किसी व्यक्ति की आलंकारिक, सहज सोच को सक्रिय करता है और इस तरह नए विचारों और परिकल्पनाओं के उद्भव में योगदान देता है, नए ज्ञान के उद्भव को उत्तेजित करता है। कई मामलों में, यह सेट किए गए कार्यों का विस्तार और परिशोधन करता है, और हल किए जाने वाले कार्यों और डिज़ाइन किए जा रहे सिस्टम की पहचान में योगदान देता है। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के बनाए गए सिस्टम और सबसिस्टम की आवश्यकताओं, उनके निर्माण के मुद्दों, बुद्धिमान प्रणालियों में उपयोग और प्राकृतिक मानव बुद्धि के साथ बातचीत पर विचार किया जाता है। कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ सिस्टम का विकास और वैज्ञानिक अनुसंधान में उनका बढ़ता उपयोग बाद में संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की दिशा में बदल गया। संज्ञानात्मक के साथ सिस्टम कंप्यूटर ग्राफिक्सशोधकर्ताओं को गहरे पैटर्न देखने और विकास इंजीनियरों की डिजाइन सोच को बढ़ाने की अनुमति दें। एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस के विकास में एक तत्काल समस्या जो किसी व्यक्ति और कंप्यूटर के बीच संचार में गुणात्मक रूप से सुधार करती है, वह है नए संज्ञानात्मक तरीकों के आधार पर ऐसे इंटरफ़ेस का बौद्धिककरण। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ सिस्टम और इंटरफेस के आवेदन के विभिन्न संभावित समस्याग्रस्त क्षेत्रों पर विचार किया जाता है, साथ ही साथ कई विशिष्ट सिस्टम और सबसिस्टम संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के कार्यों से संपन्न होते हैं। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स का उपयोग करके सिस्टम डिजाइन करने के लिए बुद्धिमान उपकरणों के व्यावहारिक कार्यान्वयन के मुद्दों पर चर्चा की जाती है। ऐसे उपकरणों के उदाहरण दिए गए हैं।

संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स, अमूर्त वस्तुओं की संरचनाओं और गुणों की ग्राफिक छवियों का निर्माण, किसी व्यक्ति की आलंकारिक, सहज (दाएं गोलार्ध) सोच को सक्रिय करता है, और इस प्रकार, मस्तिष्क के काम के परिणामस्वरूप, बाएं गोलार्ध को सक्रिय करता है, सामान्य सोचऔर इस प्रकार नए विचारों और परिकल्पनाओं के उद्भव में योगदान देता है, नए ज्ञान के उद्भव को उत्तेजित करता है। कई मामलों में, यह सेट किए गए कार्यों का विस्तार और परिशोधन करता है, और हल किए जाने वाले कार्यों और डिज़ाइन किए जा रहे सिस्टम की पहचान में योगदान देता है। वस्तुतः किसी वस्तु (घटना, स्थिति) के बारे में कोई प्रतीकात्मक, मौखिक, वाम गोलार्ध का ज्ञान इस वस्तु (घटना, स्थिति) की इतनी स्पष्ट और स्पष्ट धारणा और विचार प्रदान करने में सक्षम नहीं है जो दृश्य धारणा और सही गोलार्ध सोच दे सकता है।

कई मामलों में संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स स्पष्टीकरण, हल किए जा रहे कार्यों की पहचान और जटिल प्रणालियों को डिजाइन करने में योगदान देता है।

तेजी से, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ इंटरफेस का उपयोग सीखने की प्रक्रियाओं और ज्ञान नियंत्रण प्रक्रियाओं में किया जाता है। इसी समय, मानव मन को प्रभावित करने की ऐसी तकनीक के अनुप्रयोग की प्रभावशीलता सूचना की प्रस्तुति और सूचना प्रस्तुति के विभिन्न रूपों के उपयोग के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों पर आधारित है और सीखने में शामिल करने से पूर्व निर्धारित होती है और नियंत्रण प्रक्रिया विभिन्न निकायसूचना की मानवीय धारणा। [9] में वर्णित अंतरिक्ष यात्री प्रशिक्षण परिसर 3डी मॉडल और 3डी दुनिया बनाने के लिए ग्राफिकल टूल का उपयोग करता है। ये उपकरण छात्रों के ज्ञान के प्रभावी प्रशिक्षण और नियंत्रण को लागू करना संभव बनाते हैं, संक्षेप में, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के साधन हैं।

ज़ेनकिन, 1991] ज़ेनकिन ए.ए. संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स।

संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स का उपयोग करने वाली प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए, सबसे महत्वपूर्ण बुनियादी कार्यों को लागू करने वाले बुद्धिमान उपकरण होना आवश्यक है। एक टूलकिट वांछनीय है जो किसी को ऐसे सिस्टम बनाने की अनुमति देता है जो उनके आवेदन के विभिन्न क्षेत्रों के लिए अपरिवर्तनीय हैं और विभिन्न आशाजनक ऑपरेटिंग और कंप्यूटिंग वातावरण में उनके उपयोग के संदर्भ में पर्याप्त गतिशीलता रखते हैं। इस तरह के एक उपकरण पुस्तकालय को आधुनिक सॉफ्टवेयर वातावरण पर ध्यान देने के साथ त्रि-आयामी ग्राफिक वस्तुओं को बनाना और प्रदर्शित करना चाहिए, ग्राफिक वस्तुओं के लिए मनमानी जानकारी बांधना चाहिए, अन्य के साथ काम करते समय संचित ग्राफिक सामग्री का उपयोग करने की क्षमता प्रदान करना चाहिए। ग्राफिक सिस्टम, साथ ही कई आवश्यक सेवा क्षमताएं प्रदान करते हैं। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ बुद्धिमान इंटरफेस की विभिन्न नई तकनीकों में उपयोग के लिए ऐसा पुस्तकालय बहुत आशाजनक है।

कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ सिस्टम का विकास, और वैज्ञानिक अनुसंधान और शिक्षा में उनका बढ़ता उपयोग, आगे चलकर संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की दिशा में बदल गया, जिसका एक निश्चित उदाहरण इस पेपर में दिया गया है। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स सिस्टम शोधकर्ताओं को गहरे पैटर्न देखने और डिजाइन इंजीनियरों की डिजाइन सोच को बढ़ाने की अनुमति देते हैं। एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस के विकास में एक तत्काल समस्या जो किसी व्यक्ति और कंप्यूटर के बीच संचार में गुणात्मक रूप से सुधार करती है, वह है नए संज्ञानात्मक तरीकों के आधार पर ऐसे इंटरफ़ेस का बौद्धिककरण।

ग्राफिकल इंटरफ़ेस न केवल एक विशिष्ट विषय क्षेत्र की छवियों की कल्पना करता है, बल्कि एक नई गुणवत्ता की एक निश्चित सामग्री के साथ ग्राफिक छवियों को भी भरता है, विशेष रूप से एक इंटरफ़ेस जो संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स का उपयोग करता है। इसलिए दबाव की समस्यामानव निर्णय लेने की दक्षता में सुधार के लिए ग्राफिकल इंटरफ़ेस नई संज्ञानात्मक विधियों पर आधारित इसका बौद्धिककरण है। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स, संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के आधार पर कार्यान्वित इंटरफेस आवश्यक हैं विभिन्न प्रणालियाँज्ञान के आधार पर। सभी प्रकार की सतहों के निर्माण के साथ, भू-भाग और जटिल तकनीकी उत्पादों और संरचनाओं, मानव शरीर के त्रि-आयामी प्रदर्शन के साथ, रेखांकन से संबंधित समस्याओं को हल करते समय उनकी आवश्यकता होती है। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ इंटरफेस का उपयोग विभिन्न समस्या क्षेत्रों में किया जा सकता है: चिकित्सा, सांख्यिकी, निर्माण, वास्तुकला, गणित, भौतिकी, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, आदि। इन इंटरफेस को विभिन्न संज्ञानात्मक उद्देश्यों के लिए प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है।

इस प्रकार, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ आधुनिक सिस्टम, एक नियम के रूप में, सबसे पहले, अध्ययन के तहत विषय क्षेत्र में मौलिक रूप से नए ज्ञान की पीढ़ी में योगदान करते हैं, जो कि संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के बिना प्राकृतिक मानव बुद्धि के लिए बस दुर्गम हो सकता है।

इसलिए, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ आधुनिक सिस्टम सूचना प्रौद्योगिकी को बौद्धिक बनाते हैं, वे, एक नियम के रूप में, अध्ययन के तहत विषय क्षेत्र में मौलिक रूप से नए ज्ञान की पीढ़ी में योगदान करते हैं, और कभी-कभी संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के बिना किसी व्यक्ति की प्राकृतिक बुद्धि के लिए दुर्गम होते हैं। भविष्य में, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स वाले सिस्टम सही गोलार्ध के कामकाज के नियमों की पहचान करने के लिए आलंकारिक, सहज मानव सोच के पैटर्न और प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए एक अद्वितीय उपकरण के रूप में काम कर सकते हैं। मानव मस्तिष्कऔर बाएं गोलार्ध के साथ इसकी बातचीत, जो तर्कसंगत-तार्किक सोच प्रदान करती है।

यदि एक ज्ञान आधार के साथ एक बुद्धिमान प्रणाली में, उदाहरण के लिए, वैज्ञानिक अनुसंधान और विकास के एक निश्चित क्षेत्र के लिए, एक कंप्यूटर ग्राफिक्स सबसिस्टम का उपयोग किया जाता है, जिसमें मुख्य बिंदु उपयोगकर्ता के साथ संचार है दृश्य चित्रअध्ययन किए गए विषय क्षेत्र की वस्तुएं और उनके बीच संबंध, तो ऐसा ग्राफिक सबसिस्टम अनिवार्य रूप से संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स का एक सबसिस्टम है।

यह कहा जा सकता है कि कंप्यूटर ग्राफिक्स के साथ सिस्टम का निर्माण और विकास और वैज्ञानिक अनुसंधान में उनका तेजी से व्यापक उपयोग बाद में संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की दिशा में बदल गया। उदाहरण के लिए, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स वाले सिस्टम, गणितज्ञों को गहन संख्या-सैद्धांतिक पैटर्न को देखने और समझने की अनुमति देते हैं। अनुसंधान इंजीनियरों और जटिल तकनीकी परियोजनाओं के डेवलपर्स के लिए, ये प्रणालियां कल्पना की गई और डिज़ाइन किए गए उत्पादों और वस्तुओं को एक दृश्य वास्तविकता में बदल देती हैं, जिससे आप एक ज्यामितीय मॉडल पर भी किसी वस्तु के डिज़ाइन किए गए भागों और घटकों की कई तकनीकी और भौतिक सूक्ष्मताओं का सावधानीपूर्वक अध्ययन कर सकते हैं। . नई टेक्नोलॉजी, और इस प्रकार डिज़ाइनर के डिज़ाइन विचार को बहुत बढ़ाता है। ये सिस्टम सेट किए गए कार्यों का विस्तार और स्पष्टीकरण करना संभव बनाते हैं, और निर्मित वस्तुओं, उत्पादों और प्रणालियों की पहचान में योगदान करते हैं।

दृश्य विश्लेषण

छवि प्रसंस्करण और विश्लेषण

सचित्र कंप्यूटर ग्राफिक्स

कंप्यूटर ग्राफिक्स की दिशा

वर्तमान, अच्छी तरह से स्थापित स्थिति में, कंप्यूटर ग्राफिक्स को निम्नलिखित क्षेत्रों में विभाजित करने की प्रथा है:

• दृश्य कंप्यूटर ग्राफिक्स,
• छवि प्रसंस्करण और विश्लेषण,
• दृश्य विश्लेषण (अवधारणात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स),
• वैज्ञानिक सार के लिए कंप्यूटर ग्राफिक्स (संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स - ग्राफिक्स जो अनुभूति में योगदान करते हैं)।

ऑब्जेक्ट: संश्लेषित छवियां।

• एक वस्तु मॉडल का निर्माण और एक छवि उत्पन्न करना,
• मॉडल और छवि परिवर्तन,
• वस्तु की पहचान और आवश्यक जानकारी प्राप्त करना।

ऑब्जेक्ट: तस्वीरों का असतत, संख्यात्मक प्रतिनिधित्व।

• छवि गुणवत्ता में सुधार,
• छवि मूल्यांकन - आवश्यक वस्तुओं के आकार, स्थान, आकार और अन्य मापदंडों का निर्धारण,
• छवि पहचान - वस्तु गुणों का चयन और वर्गीकरण (एयरोस्पेस छवियों का प्रसंस्करण, चित्र का इनपुट, नेविगेशन, पहचान और मार्गदर्शन प्रणाली)।

तो, छवि प्रसंस्करण और विश्लेषण छवि प्रतिनिधित्व, प्रसंस्करण और विश्लेषण विधियों पर आधारित हैं, साथ ही, निश्चित रूप से, दृश्य कंप्यूटर ग्राफिक्स, कम से कम परिणाम प्रस्तुत करने के लिए।

विषय: ग्राफिक वस्तुओं के अमूर्त मॉडल और उनके बीच संबंधों का शोध। वस्तुओं को या तो संश्लेषित किया जा सकता है या तस्वीरों में हाइलाइट किया जा सकता है।

दृश्य विश्लेषण में पहला कदम हाइलाइट करना है विशेषणिक विशेषताएं, जो ग्राफिकल ऑब्जेक्ट बनाते हैं।

उदाहरण: मशीन दृष्टि (रोबोट), एक्स-रे छवियों का अलगाव के साथ विश्लेषण और रुचि की वस्तु की ट्रैकिंग, जैसे कि दिल।

तो, दृश्य विश्लेषण (अवधारणात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स) दृश्य ग्राफिक्स + छवि विश्लेषण + विशेष उपकरण पर आधारित है।

केवल एक उभरती हुई नई दिशा, अभी तक स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं है।

यह वैज्ञानिक सार के लिए कंप्यूटर ग्राफिक्स है, जो नए वैज्ञानिक ज्ञान के जन्म में योगदान देता है। आधार - शक्तिशाली कंप्यूटर और उच्च-प्रदर्शन विज़ुअलाइज़ेशन उपकरण।

अनुभूति के सामान्य अनुक्रम में, संभवतः चक्रीय, एक परिकल्पना से एक मॉडल (किसी वस्तु, घटना) की प्रगति और एक निर्णय होता है, जिसका परिणाम ज्ञान होता है। ज्ञान के सामान्य अनुक्रम का मॉडल चित्र 2.1 में प्रस्तुत किया गया है।

चित्र 2.1 - अनुभूति की प्रक्रिया का क्रम

मानव संज्ञान विचार के दो मुख्य तंत्रों का उपयोग करता है, जिनमें से प्रत्येक मस्तिष्क के आधे हिस्से को सौंपा गया है:

• सचेत, तार्किक-मौखिक, प्रतीकों (वस्तुओं) के अमूर्त अनुक्रमों में हेरफेर करता है + प्रतीकों के शब्दार्थ + प्रतीकों से जुड़े व्यावहारिक प्रतिनिधित्व। भाषण की उपस्थिति से जुड़े इस तंत्र की आयु 100 हजार वर्ष तक है:
• अचेतन, सहज ज्ञान युक्त, आलंकारिक, कामुक छवियों और उनके बारे में विचारों के साथ काम करता है। इस तंत्र का युग पृथ्वी पर पशु जगत के अस्तित्व का समय है।

प्रारंभ में, कंप्यूटर में प्रोसेसर और कंप्यूटर ग्राफिक्स टूल का प्रदर्शन कम था, अर्थात। वास्तव में, उनके पास केवल प्रतीकों (तार्किक सोच के कुछ सरलीकृत एनालॉग) के साथ काम करने का अवसर था।

प्रति सेकंड एक अरब या अधिक संचालन की क्षमता वाले सुपर-कंप्यूटर और प्रति सेकंड सैकड़ों मिलियन ऑपरेशन की क्षमता वाले ग्राफिक सुपर-स्टेशनों के आगमन के साथ, छवियों (चित्रों) में काफी प्रभावी ढंग से हेरफेर करना संभव हो गया।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि मस्तिष्क न केवल जानकारी प्रस्तुत करने के दो तरीकों के साथ काम करना जानता है, और यह छवियों के साथ कंप्यूटर की तुलना में अलग और अधिक कुशलता से काम करता है, बल्कि यह भी जानता है कि इन दो तरीकों को कैसे सहसंबंधित किया जाए और (किसी तरह) एक प्रतिनिधित्व से दूसरे में संक्रमण।

इस संदर्भ में, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की मुख्य समस्या और कार्य ऐसे ज्ञान प्रतिनिधित्व मॉडल का निर्माण है जिसमें कोई समान रूप से तार्किक (प्रतीकात्मक, बीजगणितीय) सोच की विशेषता और आलंकारिक सोच की विशेषता वाली वस्तुओं का समान रूप से प्रतिनिधित्व कर सकता है।

अन्य महत्वपूर्ण कार्य:

• उन ज्ञान की कल्पना जिसके लिए कोई (अभी तक?) प्रतीकात्मक वर्णन नहीं है,
• डिस्प्ले स्क्रीन पर इन (गतिशील) छवियों द्वारा दर्शाए गए तंत्र और प्रक्रियाओं के बारे में एक परिकल्पना के निर्माण के लिए छवि से आगे बढ़ने के तरीकों की खोज करें।

संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स का उद्भव प्राकृतिक बुद्धि के व्यापक विकास के युग से गहन विकास के युग में संक्रमण का संकेत है, जो कि गहन रूप से मर्मज्ञ कम्प्यूटरीकरण की विशेषता है, अनुभूति की मानव-मशीन तकनीक को जन्म देता है, जिसका एक महत्वपूर्ण बिंदु है आलंकारिक सोच के अवचेतन सहज तंत्र पर एक प्रत्यक्ष, उद्देश्यपूर्ण, सक्रिय प्रभाव।

संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के अनुप्रयोग के सबसे उज्ज्वल और शुरुआती उदाहरणों में से एक सी। स्ट्रॉस का काम है "शुद्ध गणित में कंप्यूटर का अप्रत्याशित उपयोग" (टीआईईईआर, वॉल्यूम 62, एन 4, 1974, पीपी। 96 - 99)। यह दिखाता है कि कैसे जटिल बीजीय वक्रों का विश्लेषण करने के लिए ग्राफिक टर्मिनल पर आधारित "एन-डायमेंशनल" बोर्ड का उपयोग किया जाता है। इनपुट उपकरणों का उपयोग करके, गणितज्ञ आसानी से प्राप्त कर सकता है ज्यामितीय चित्रअध्ययन के तहत निर्भरता के मापदंडों में एक निर्देशित परिवर्तन के परिणाम। वह मापदंडों के वर्तमान मूल्यों को भी आसानी से प्रबंधित कर सकता है, "जिससे इन मापदंडों में भिन्नता की भूमिका के बारे में उसकी समझ गहरी हो जाती है।" नतीजतन, "कई नए प्रमेय प्राप्त हुए और निर्देश" आगे का अन्वेषण».

आज हम पूरे यकीन के साथ कह सकते हैं कि हमारी आंखों के सामने एक मौलिक रूप से नई मानव-मशीन वास्तविकता पैदा हो रही है, जो अनुभूति की गहन तकनीक के लिए आवश्यक शर्तें तैयार कर रही है। हम मानव-मशीन संपर्क और कृत्रिम बुद्धिमत्ता के क्षेत्र में नई दिशाओं के बारे में बात कर रहे हैं - संज्ञानात्मक ग्राफिक्स और आभासी वास्तविकता की प्रणाली।

मनोवैज्ञानिकों ने सिद्ध किया है कि लिंकिंग दिमागी क्षमताकेवल उच्चतम मौखिक-तार्किक स्तर वाला व्यक्ति मानसिक प्रतिबिंबवास्तविकता अवैध है। इस प्रतिबिंब में संवेदी-अवधारणात्मक और आलंकारिक स्तर और उनके अनुरूप क्षमताएं भी शामिल हैं, जो संवेदना, धारणा, आलंकारिक स्मृति और कल्पना की प्रक्रियाओं में प्रकट होती हैं, इसलिए ऐसी क्षमताओं के विकास के लिए साधन बनाने की आवश्यकता है। आज तक, कंप्यूटिंग उपकरणों के विकास का स्तर इतना अधिक है कि इसने उन प्रणालियों के निर्माण के लिए उपकरण विकसित करना शुरू करना संभव बना दिया है जो न केवल प्रतीकात्मक-तार्किक, बल्कि संवेदी-अवधारणात्मक और आलंकारिक स्तरों पर भी काम करते हैं। और यहां अग्रणी भूमिका आधुनिक कम्प्यूटेशनल विज्ञान के विकास में संकेतित दो नई दिशाओं की है।

संज्ञानात्मक ग्राफिक्स शब्द को पहली बार रूसी वैज्ञानिक ए.ए. ज़ेनकिन ने संख्या सिद्धांत से विभिन्न अवधारणाओं के गुणों के अध्ययन पर अपने काम में माना था। अमूर्त संख्यात्मक अवधारणाओं की दृश्य छवियों का उपयोग करके, उन्होंने ऐसे परिणाम प्राप्त किए जो पहले प्राप्त करना असंभव था। संज्ञानात्मक ग्राफिक्स पर काम की दिशा तेजी से विकसित हो रही है, और अब विभिन्न विषय क्षेत्रों में कई समान प्रणालियां हैं: चिकित्सा में, जटिल प्रबंधन पर निर्णय लेने का समर्थन करने के लिए तकनीकी प्रणाली, सिस्टम पर आधारित प्राकृतिक भाषा.

संज्ञानात्मक ग्राफिक्स सिस्टम के दो कार्यों पर ध्यान दिया जाना चाहिए: उदाहरणात्मक और संज्ञानात्मक। यदि पहला फ़ंक्शन विशुद्ध रूप से उदाहरणात्मक संभावनाएं प्रदान करता है, जैसे कि आरेख, हिस्टोग्राम, ग्राफ़, योजनाओं और आरेखों का निर्माण, विभिन्न चित्र जो कार्यात्मक निर्भरता को दर्शाते हैं, तो दूसरा व्यक्ति को जटिल स्थानिक छवियों में सोचने की अपनी अंतर्निहित क्षमता का सक्रिय रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है।

शब्द "वर्चुअल रियलिटी" पूर्व कंप्यूटर हैकर जेरोन लेनियर द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने 1984 में एचपी रिसर्च कॉर्प की स्थापना की थी। फोस्टर, कैलिफोर्निया में। यह VR सिस्टम बनाने वाली पहली कंपनी है। 90 के दशक की शुरुआत से, वर्चुअल रियलिटी मॉडलिंग टूल्स और सिस्टम के निर्माण पर सम्मेलन आयोजित किए गए हैं जो किसी व्यक्ति को ऐसे वातावरण में कार्य करने की अनुमति देते हैं जो वास्तविकता की स्थितियों से गुणात्मक रूप से भिन्न हो सकता है जिसमें वह रहता है।

दो गुण हैं जो एक प्रोग्राम को अलग करना संभव बनाते हैं जो "वर्चुअल वर्ल्ड" (वीआर सिस्टम) बनाता है पारंपरिक प्रणालीकंप्यूटर ग्राफिक्स।

1. दृश्य सूचना के सरल संचरण के अलावा, ये कार्यक्रम श्रवण और स्पर्श सहित कई अन्य इंद्रियों को एक साथ प्रभावित करते हैं।

2. वीआर सिस्टम इंसानों के साथ इंटरैक्ट करते हैं, और उनमें से सबसे उन्नत में, उपयोगकर्ता, उदाहरण के लिए, सेंसर से भरे दस्ताने लगाकर किसी ऑब्जेक्ट को छू सकता है जो केवल कंप्यूटर की मेमोरी में मौजूद है। कई प्रणालियों में, आप जॉयस्टिक या माउस का उपयोग कर सकते हैं - फिर आप स्क्रीन पर दिखाई गई वस्तु के साथ कुछ कर सकते हैं (जैसे, इसे पलट दें, इसे स्थानांतरित करें, या इसे पीछे से देखें)।

वर्चुअल रियलिटी मॉडल के आधार पर सिस्टम का विकास हमें कई समस्याओं को हल करने के लिए मजबूर करता है जो मल्टीमीडिया प्रौद्योगिकियों और संज्ञानात्मक ग्राफिक्स प्रौद्योगिकियों के लिए विशिष्ट हैं। यह पत्र काल्पनिक सहित विभिन्न वास्तविकताओं का प्रतिनिधित्व करने वाले गतिशील दृश्यों के आलंकारिक प्रतिनिधित्व उत्पन्न करने के लिए ग्राफिकल टूल के विकास से जुड़ी समस्याओं पर विचार करता है।

आइए हम "काल्पनिक दुनिया" प्रतिमान के आधार पर स्थैतिक, गतिकी और गतिकी के भौतिक नियमों को पढ़ाने के लिए एक आभासी वास्तविकता प्रणाली के निर्माण की समस्या पर विचार करें। हम निम्नलिखित गतिशील दुनिया पर विचार करेंगे: एक त्रि-आयामी बंद स्थान, उसमें वस्तुओं का एक सेट, इस अंतरिक्ष में एक अभिनेता (वह एक शिक्षार्थी भी है, चलो उसे एक अभिनेता कहते हैं)। अभिनेता का कार्य उस दुनिया में निहित कानूनों को समझना है जिसमें वह है और कार्य करता है, समय और स्थान में वस्तुओं के साथ कुछ शारीरिक क्रियाएं करता है।

आइए मुख्य प्रकार की अवधारणाओं पर प्रकाश डालें जो अभिनेता का सामना करेंगे। ये वस्तुएं, संबंध, गति और शारीरिक क्रियाएं हैं। आइए हम एक काल्पनिक दुनिया के निर्माण का कार्य निर्धारित करें जो इन श्रेणियों को दर्शाता है; साथ ही ऐसी काल्पनिक वास्तविकता की अवस्थाओं को सामान्य प्राकृतिक भाषा में ग्रंथों के रूप में वर्णित किया जाएगा। ऐसे वीआर सिस्टम का एक महत्वपूर्ण मॉड्यूल एक सबसिस्टम है जो टेक्स्ट से गतिशील रूप से बदलती ग्राफिक छवि बनाता है। इस समस्या को हल करने के लिए, लेखकों द्वारा विकसित TEKRIS प्रणाली का उपयोग किया जाता है। निम्नलिखित हैं: सामान्य विवरणऐसे सिस्टम के निर्माण के लिए TEKRIS सिस्टम और ग्राफिक टूल।

TEKRIS प्रणाली का संरचनात्मक आरेख

टेकरिस सिस्टम सॉफ्टवेयर टूल्स का एक सेट है जो प्राकृतिक भाषा पाठ का उपयोग करके वर्णित स्थिति की गतिशील रूप से बदलती ग्राफिक छवि बनाने की अनुमति देता है। प्रारंभिक विवरण पर लगाए गए प्रतिबंधों के रूप में, निम्नलिखित पर ध्यान दिया जाना चाहिए: 1) प्रारंभिक स्थिर दृश्य का विवरण पाठ में मौजूद होना चाहिए; 2) दृश्य में बाद के सभी परिवर्तन किसी विषय (मानव, रोबोट) द्वारा किए गए कार्यों का परिणाम हैं। एक विशिष्ट उदाहरणऐसा विवरण इस प्रकार हो सकता है:

कमरे में एक टेबल है। मेज पर एक दीपक है। मेज के बगल में एक कुर्सी है। मेज के पीछे, बाईं ओर ज्यादा दूर नहीं, एक किताबों की अलमारी है। कुर्सी के दाईं ओर एक सोफा है। इवान कोठरी के बगल में खड़ा है। इवान मेज पर गया। मैंने दीपक ले लिया। मैंने इसे कोठरी में रख दिया।

सिस्टम का ब्लॉक आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है। इस आरेख में, सॉफ्टवेयर घटकों को आयतों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, और स्रोत और मध्यवर्ती फाइलें अंडाकार के रूप में होती हैं।

प्राकृतिक भाषा में गतिशील स्थिति का विवरण भाषाई संसाधक के इनपुट को फीड किया जाता है। विषय जगत के शब्दकोश का उपयोग करते हुए, यह पाठ को एक आंतरिक फ्रेम प्रतिनिधित्व में परिवर्तित करता है, जिसे बाद में सॉल्वर और शेड्यूलर को खिलाया जाता है।

सॉल्वर, गुणात्मक भौतिक तर्क के एक ब्लॉक का उपयोग कर रहा है और तार्किक खंड, पाठ द्वारा दी गई स्थिति के विकास की गतिशीलता को दर्शाते हुए, दृश्यों के अस्थायी अनुक्रम के रूप में स्थिति के विकास के प्रक्षेपवक्र का विवरण बनाता है।

अनुसूचक किसी दिए गए अनुक्रम से प्रत्येक दृश्य की एक ग्राफिक छवि बनाता है, इस उद्देश्य के लिए दृश्य बनाने वाली सभी वस्तुओं के आयामों और निर्देशांक की गणना करता है, और प्रदर्शित करने के लिए आवश्यक वस्तुओं की गति के प्रक्षेपवक्र भी बनाता है और यह सब पास करता है विज़ुअलाइज़र का इनपुट।

विज़ुअलाइज़र क्रमिक रूप से कुछ देरी के साथ डिस्प्ले स्क्रीन पर उत्पन्न छवियों को पुन: पेश करता है। उदाहरण के लिए, उपरोक्त पाठ विवरण के लिए, चित्र 2 में दिखाया गया प्रारंभिक दृश्य उत्पन्न होगा।

जैसे भाषाई संसाधक शब्दों के शब्दकोश के माध्यम से विषय क्षेत्र से जुड़ा होता है, वैसे ही विज़ुअलाइज़र ग्राफिक वस्तुओं के आधार के माध्यम से उसी क्षेत्र से जुड़ा होता है।

ग्राफिक वस्तुओं का डेटाबेस वस्तुओं और विषयों के त्रि-आयामी विवरणों का एक समूह है जो विश्लेषण किए गए दृश्यों में पाया जा सकता है। किसी विशेष एप्लिकेशन के लिए आधार बनाने के लिए, ग्राफिक ऑब्जेक्ट लाइब्रेरियन नामक एक अतिरिक्त प्रोग्राम का उपयोग किया जाता है।

चावल। 2. प्रारंभिक दृश्य ग्राफिक वस्तु आधार

चित्रमय वस्तुओं के डेटाबेस में विचाराधीन विषय क्षेत्र से जुड़ी वस्तुओं और विषयों के विवरण का एक सेट होता है। प्रत्येक डेटाबेस ऑब्जेक्ट में इस डेटाबेस के लिए अद्वितीय नाम (या प्रकार) होता है (उदाहरण के लिए, "कुर्सी", "टेबल", "सोफा", आदि), और इसे बनाने वाले घटकों की संरचना और सापेक्ष स्थिति का विवरण यूपी।

मूल तत्व जिससे सभी ग्राफिक वस्तुएं बनाई गई हैं, एक आयताकार समानांतर चतुर्भुज है (चित्र 3 देखें)। जटिल वस्तुओं के निर्माण के लिए, पहले से परिभाषित अन्य वस्तुओं को भी घटकों के रूप में उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, "इवान" जैसी जटिल वस्तु का निर्माण करने के लिए, आप पहले निम्नलिखित सरल वस्तुओं को परिभाषित कर सकते हैं: "सिर", "हाथ", "पैर", और फिर पहले से मौजूद "ईंटों" से "इवान" का निर्माण करें।

चित्रा 3 "टेबल" ऑब्जेक्ट दिखाता है, जिसमें पांच मूल तत्व होते हैं। प्रत्येक वस्तु के लिए, एक आयताकार समानांतर चतुर्भुज परिभाषित किया जाता है जिसमें इसे अंकित किया जा सकता है (आकृति में एक बिंदीदार रेखा द्वारा दर्शाया गया है), और आधार कोण जिस पर वस्तु की उत्पत्ति स्थित है।

इसके अलावा, प्रत्येक वस्तु के लिए, रंगों का एक सेट परिभाषित किया जाता है, जिसके साथ कंप्यूटर स्क्रीन पर प्रदर्शित होने पर इसके घटक भागों को चित्रित किया जाता है:

रंगों की संख्या

एक रंग निर्दिष्ट करने के लिए, तीन त्रिक संख्याओं का संकेत दिया जाता है, जहां भरण प्रकार उस क्रम को निर्धारित करता है जिसमें प्राथमिक रंग मिश्रित होते हैं:
भरण प्रकार i

टाइप 2 भरें

भरण प्रकार

प्रतिपादन करते समय, ठोस प्राथमिक या संयुक्त रंग के साथ चार प्रकार के छायांकन का उपयोग किया जाता है, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।

संख्याओं के तीन सेट आपको विभिन्न रंगों के लिए रंग के तीन अलग-अलग रंग सेट करने की अनुमति देते हैं

घटक l

किसी वस्तु का प्रत्येक घटक उसकी स्थिति (आधार कोण के सापेक्ष निर्देशांक), आयामों और चेहरों के रंग से निर्धारित होता है।

एक घटक जो एक मूल तत्व है, उसे निम्नानुसार वर्णित किया गया है:

2) सिस्टम में बेस एंगल कोऑर्डिनेट करता है

वस्तु निर्देशांक;

3) निकाय की कुल्हाड़ियों के चारों ओर घूमने के कोण

वस्तु के निर्देशांक जब तक वह तत्व के समन्वय अक्षों के साथ मेल नहीं खाता;

4) तत्व आयाम (डीएक्स, डीई, डीजेड);

5) रंग संख्या।

एक घटक, जो बदले में एक वस्तु है, को इस प्रकार परिभाषित किया गया है: 1) प्रकार(=1);

2) वस्तु का नाम;

3) आधार कोण निर्देशांक;

4) रोटेशन के कोण;

5) आयाम;

6) रंग संख्या।

जब किसी वस्तु का प्रतिपादन किया जाता है, तो उसके सभी घटकों को प्रक्षेपण क्षेत्र (डिस्प्ले स्क्रीन) की दूरी के आधार पर क्रमबद्ध किया जाता है। सबसे दूर के घटकों को पहले खींचा जाता है, फिर निकटतम को, जो आपको पर्यवेक्षक से सबसे दूर के घटकों के अदृश्य भागों को बंद करने की अनुमति देता है।

घनाभ के फलकों को भी प्रक्षेपण क्षेत्र के दृष्टिकोण के क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। चेहरे के प्रत्येक शीर्ष के लिए, 3D निर्देशांक को दृश्य समन्वय प्रणाली से नीचे दिखाए गए सूत्रों का उपयोग करके डिस्प्ले स्क्रीन के 2D निर्देशांक में अनुवादित किया जाता है (चित्र 5 देखें)। फिर सामान्य वेक्टर की दिशा निर्धारित की जाती है और उपयुक्त प्रकार के फेस शेडिंग का चयन किया जाता है, जिसके बाद डिस्प्ले स्क्रीन पर चेहरे के अनुरूप एक चतुर्भुज खींचा जाता है। चूंकि प्रेक्षक के निकटतम तत्व अंतिम प्रदर्शित होते हैं, वे अदृश्य किनारों को कवर करेंगे।

चावल। 5. विज़ुअलाइज़ेशन प्लेन पर ऑब्जेक्ट का प्रोजेक्शन

ऑब्जेक्ट कोऑर्डिनेट सिस्टम (x, y, z) में किसी तत्व से संबंधित एक बिंदु के निर्देशांक की गणना निम्न सूत्रों का उपयोग करके की जाती है:

जहां (x\ y", z1) तत्व प्रणाली में बिंदु के निर्देशांक हैं;

(xq, уо", zq) - आधार कोण निर्देशांक, tij - दिशा कोसाइन, अर्थात। कॉस एंगलऑब्जेक्ट सिस्टम की कुल्हाड़ियों / और j के बीच।

दिशा कोसाइन की गणना के लिए निम्न सूत्र का उपयोग किया जाता है:

सिना-सिनप-आरामदायक+कोसा-सिनप-कोसा-सिनप-आरामदायक+सिना-सिनप

सिना-सिनप-सिनी+कोसा-कोसी कोसा-सिनप-सिनी+सिना-कोसी

सिना कॉस्प कोसा कॉस्प

मैट्रिक्स M, oc पर x-अक्ष के चारों ओर अनुक्रमिक घुमाव, p पर y, y पर z निर्दिष्ट करता है। स्क्रीन क्षेत्र पर एक बिंदु के प्रक्षेपण के निर्देशांक की गणना इसी तरह से की जाती है।

ग्राफिक्स लाइब्रेरियन

ग्राफिक ऑब्जेक्ट लाइब्रेरियन एक प्रोग्राम है जिसे वस्तुओं और विषयों का एक सेट बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो विश्लेषण किए गए ग्रंथों में पाया जा सकता है। यह प्रोग्राम आपको ऑब्जेक्ट्स का एक नया डेटाबेस बनाने, मौजूदा डेटाबेस लोड करने, डेटाबेस को फ़ाइल में सहेजने, डेटाबेस में एक नया ऑब्जेक्ट जोड़ने, ऑब्जेक्ट को संशोधित करने और हटाने की अनुमति देता है।

चावल। 6. ग्राफिक ऑब्जेक्ट्स के लाइब्रेरियन की वर्किंग स्क्रीन

भागों, साथ ही वर्तमान (संपादित) घटक के मापदंडों के मूल्य।

स्क्रीन पर शेष स्थान ऑब्जेक्ट के तीन ऑर्थोगोनल प्रोजेक्शन और उसके आइसोमेट्रिक प्रोजेक्शन द्वारा कब्जा कर लिया गया है, और निर्देशांक अक्षों के चारों ओर रोटेशन के कोणों को सेट करके ऑब्जेक्ट पर देखने के बिंदु को बदलना संभव है।

कार्यक्रम के मुख्य मेनू में निम्नलिखित आइटम शामिल हैं:

आधार - वस्तुओं का एक नया डेटाबेस बनाना, पुराने डेटाबेस को सहेजना और लोड करना।

तरह - परिवर्तन सममितीय देखें(ऑब्जेक्ट रोटेशन)।

ऑब्जेक्ट - चयनित ऑब्जेक्ट पर नेविगेट करने की क्षमता के साथ डेटाबेस में सभी ऑब्जेक्ट्स की एक सूची प्रदर्शित करना।

घटक - वस्तु घटक (स्थिति, आयाम, रंग) के लिए पैरामीटर मान सेट करना।

रंग - वस्तु के लिए रंगों का एक सेट सेट करना।

कमरा - मौजूदा वस्तुओं से एक कमरा बनाना और देखना (विचाराधीन संस्करण में लागू नहीं)।

बाहर निकलें - कार्यक्रम से बाहर निकलें।

मुख्य मेनू के नीचे के बटन निम्नलिखित कार्य करते हैं:

कार्यक्रम की कार्यशील स्क्रीन अंजीर में दिखाई गई है। 6. स्क्रीन के शीर्ष पर मुख्य मेनू है, नीचे - प्राथमिक रंगों का एक सेट (16 रंग) और चार प्रकार की छायांकन। स्क्रीन के ऊपरी बाएँ कोने में (मेनू के बाद) किसी वस्तु को बनाने और संपादित करने के लिए पाँच बटन हैं। उनके ठीक नीचे वस्तु का नाम, उसकी संरचना की एक सूची है

किसी वस्तु में एक नया आधार या यौगिक घटक जोड़ें

एक घटक का आकार (आयाम) बदलें

घटक स्थान बदलें

घुमाएँ घटक

घटक हटाएं

जब कोई नई वस्तु बनाई जाती है, तो डिफ़ॉल्ट आयामों के साथ एक घनाकार बनाया जाता है। ऑब्जेक्ट के घटकों के आयामों को 1 से 400 की सीमा में पूर्णांक के रूप में सेट किया गया है, इसलिए ऑब्जेक्ट बेस बनाते समय, आपको इस तरह से स्केल निर्धारित करने की आवश्यकता होती है कि ऑब्जेक्ट के प्रदर्शित (वास्तविक नहीं) आयाम इस अंतराल में आते हैं .

किसी घटक का आकार बदलने के लिए, "आकार" बटन पर क्लिक करें। उसके बाद, कार्यक्रम बदलते आयामों के मोड में बदल जाएगा, जो तीन में से एक में घटक के अनुरूप आयत के निचले दाएं कोने को स्थानांतरित करके किया जाता है। ओर्थोगोनल अनुमान. मूविंग "माउस" मैनिपुलेटर की मदद से बाएं बटन को दबाकर किया जाता है।

जब "मूव" बटन दबाया जाता है तो घटक को उसी तरह से स्थानांतरित किया जाता है। घटक को घुमाने के लिए, "टर्न" बटन पर क्लिक करें। एक नया घटक जोड़ना "नया" बटन दबाकर किया जाता है। किसी घटक के साथ कोई भी ऑपरेशन करते समय, वस्तु के आयाम और उसके सभी घटकों के निर्देशांक स्वचालित रूप से पुनर्गणना होते हैं।

यदि आवश्यक हो, तो "डेल" बटन का उपयोग करके, वस्तु के घटक को हटाया जा सकता है, जिससे निर्देशांक और आयामों की पुनर्गणना भी होती है। स्थिति और आकार के अलावा, किसी वस्तु का प्रत्येक घटक उसके चेहरों के लिए रंग के तीन रंगों को परिभाषित करता है। एक या दूसरे शेड का चुनाव अंतरिक्ष में चेहरे के तल (इसकी सामान्य) की स्थिति पर निर्भर करता है। यदि घटक, बदले में, एक वस्तु है, तो उप-वस्तु के रंग उन्हें संपादित वस्तु के रंगों के साथ बदलने की संभावना के साथ विरासत में मिले हैं।

किसी वस्तु के लिए रंग सेट करने या किसी घटक के लिए रंग निर्धारित करने के लिए, मुख्य मेनू से "रंग" चुनें। डिस्प्ले स्क्रीन पर एक विंडो दिखाई देगी (चित्र 7)।

इस विंडो के बाएं हिस्से में वस्तु के लिए रंगों की एक सूची है, दाहिने हिस्से में तीन संभावित मामलों के लिए एक छायांकन पैटर्न है, नीचे के हिस्से में चार बटन हैं।

छायांकन सेट करने के लिए, आपको एक चेहरा (ए, बी या सी) और स्क्रीन के नीचे से छायांकन का प्रकार, मुख्य (बाएं माउस बटन) और अतिरिक्त (दायां बटन) रंगों का चयन करना होगा। जब आप "सहेजें" बटन पर क्लिक करते हैं, तो चयनित रंग घटक को सौंपा जाता है। "जोड़ें" और "निकालें" बटन आपको रंग सूची के तत्वों को जोड़ने और हटाने की अनुमति देते हैं।

यदि कोई "माउस" मैनिपुलेटर नहीं है, तो आप घटक पैरामीटर मान सेट करने के लिए "घटक" मुख्य मेनू आइटम का उपयोग कर सकते हैं। इस मामले में, चित्र 8 में दिखाया गया विंडो स्क्रीन पर दिखाई देगा। इस विंडो के ऊपरी भाग में, घटक का नाम निर्दिष्ट किया गया है (कुर्सी के "बाएं हैंडल" की आकृति में), जिसे यदि आवश्यक हो तो बदला जा सकता है .

विंडो के बाएं आधे हिस्से में, घटक मापदंडों के मान सेट किए गए हैं, दाईं ओर - घटकों के माध्यम से सॉर्ट करने, जोड़ने और हटाने, रंग सेट करने और सहेजने या परिवर्तनों को सहेजने से इनकार करने के लिए बटन का एक सेट।

इस विंडो के साथ, केवल कुंजियों का उपयोग करके, आप वस्तु का पूरी तरह से वर्णन कर सकते हैं। पैरामीटर मान सेट करने के लिए, कर्सर कुंजियों ("ऊपर", "नीचे") का उपयोग करके आवश्यक लाइन पर जाएं और एक नया मान प्रिंट करें। ध्यान दें कि चित्र 8 में आयाम दर्शाए गए हैं भूरे रंग में, अर्थात। बदलने के लिए दुर्गम हैं, क्योंकि कुर्सी की भुजा, बदले में, एक वस्तु है और इसके आयाम विरासत में मिलते हैं।

जब आप एक ऑब्जेक्ट का संपादन समाप्त कर लेते हैं, तो आप किसी अन्य ऑब्जेक्ट को बनाने या संपादित करने के लिए आगे बढ़ सकते हैं। कार्यक्रम से बाहर निकलने से पहले, वस्तुओं के डेटाबेस को त्रि-आयामी दृश्यों को देखने के लिए कार्यक्रम में आगे उपयोग के लिए एक फ़ाइल में सहेजा जाना चाहिए।

3D दृश्यों का विज़ुअलाइज़ेशन

विज़ुअलाइज़र प्रोग्राम दो मोड में काम कर सकता है। मुख्य मोड तब होता है जब शेड्यूलर वर्तमान 3D दृश्य बनाता है और इसे रेंडरर को रेंडर करने के लिए पास करता है। संचालन के एक अन्य तरीके में, अनुसूचक विश्लेषण किए गए पाठ के लिए दृश्यों का एक क्रम उत्पन्न करता है और इसे एक फ़ाइल में लिखता है, जिसे बाद में विज़ुअलाइज़र द्वारा उपयोग किया जाता है। इस मामले में, रेंडरर उत्पन्न अनुक्रमों के प्रदर्शनकर्ता के रूप में कार्य करता है।

प्रोग्राम इनपुट में दो फाइलें फीड की जाती हैं - ग्राफिक ऑब्जेक्ट्स का आधार और दृश्यों का क्रम - निम्नलिखित रूप में:

एक विशेष PAUSE कमांड (दृश्यों के बीच विराम) के साथ एक दृश्य को दूसरे से अलग किया जाता है।

प्रत्येक दृश्य को आदेशों के अनुक्रम के रूप में वर्णित किया गया है:

टीम 1

टीम टी

कमांड को ऑब्जेक्ट डिस्क्रिप्शन कमांड और कंट्रोल कमांड में विभाजित किया गया है। विवरण कमांड में निम्नलिखित फ़ील्ड शामिल हैं:

प्रयुक्त वस्तु का अनूठा नाम

बाद के दृश्यों में;

ऑब्जेक्ट प्रकार (डेटाबेस में नाम);

लेफ्ट रियर लोअर के निर्देशांक

कक्ष समन्वय प्रणाली में कोण;

निर्देशांक अक्षों के चारों ओर घूर्णन कोण

आकार संशोधक (एल - बड़ा, एम -

मध्यम, एस - छोटा);

रंग (0 से 8 तक)। यदि रंग = 0, तो वस्तु

डेटाबेस में प्रयुक्त रंग में प्रदर्शित होता है। अन्यथा: 1 - काला, 2 - नीला 8 - सफेद।

प्रारंभिक दृश्य का वर्णन करने वाली वस्तुओं के समूह में, "दृश्य" (कमरा) प्रकार की वस्तु होनी चाहिए। यह वस्तुबिल्ट-इन है (ग्राफिक ऑब्जेक्ट्स के डेटाबेस में उपलब्ध नहीं है)। यह कमरे के आयामों के साथ-साथ पर्यवेक्षक की स्थिति भी निर्धारित करता है। हर बार रोटेशन के नए कोण सेट करके, आप पहले से अनदेखी वस्तुओं को देखने के लिए प्रेक्षक की स्थिति बदल सकते हैं। उदाहरण के लिए, चित्र 9 लेख की शुरुआत में चर्चा किए गए पाठ के दूसरे दृश्य को एक अलग कोण से दिखाता है।

चावल। 9. एक अलग कोण से दूसरा दृश्य

दृश्यों का अनुक्रम बनाने के लिए निम्नलिखित नियंत्रण आदेशों का उपयोग किया जाता है:

विराम - दृश्यों के बीच विराम;

MOVE - किसी वस्तु को किसी नए स्थान पर ले जाना

पद;" ट्रेस - वस्तु की गति का प्रक्षेपवक्र दिखाएं;

DEL - वस्तु को दृश्य से हटा दें

("टेक" की अवधारणा की कल्पना करने के लिए प्रयुक्त)।

अंत में, यह ध्यान दिया जा सकता है कि विकसित ग्राफिकल टूल बुद्धिमान सीएडी सिस्टम, रोबोट, प्रशिक्षण प्रणाली, कंप्यूटर गेम बनाने, "वर्चुअल रियलिटी सिस्टम में उपयोग पर केंद्रित हैं। सिस्टम सॉफ्टवेयर टूल आपको टेक्स्ट और ग्राफिकल में व्यक्त डेटा का प्रतिनिधित्व करने की अनुमति देते हैं। रूपों और उनमें हेरफेर।

इन उपकरणों के विकास में अगला कदम एक ऐसी प्रणाली का विकास है जो आपको एक दृश्य में नहीं, बल्कि उनके कुछ संयोजनों में हेरफेर करने की अनुमति देता है, जो आपको अधिक जटिल दुनिया बनाने की अनुमति देगा।

मानव-मशीन संपर्क के क्षेत्र में नई पीढ़ी के सिस्टम बनाने के तरीकों और उपकरणों के निर्माण की समस्याओं पर विचार करते समय (में .) वृहद मायने मेंमैं एक बार फिर विभिन्न रचनात्मक और बौद्धिक प्रक्रियाओं में आलंकारिक, गैर-मौखिक प्रतिनिधित्व की असाधारण भूमिका पर जोर देना चाहता हूं, जिसमें सीखना, नए ज्ञान की खोज करना, जटिल वस्तुओं का प्रबंधन करना आदि शामिल हैं। मानवीय क्षमता. और यहाँ, बिल्कुल, महत्वपूर्ण भूमिकाइन क्षमताओं का समर्थन करने के लिए नई तकनीकों के साथ कंप्यूटर सिस्टम से संबंधित है, विशेष रूप से, संज्ञानात्मक ग्राफिक्स और आभासी वास्तविकता प्रणालियों के आधार पर।

ग्रन्थसूची

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विषय

परिचय ……………………………………………………………………… 2

संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स………………………………….3
संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की अवधारणा…………………….5
तटरक्षक के निदर्शी और संज्ञानात्मक कार्य………………………….6
संज्ञानात्मक सीजी के कार्य और आवश्यकताएं………………………………….8
मल्टीमीडिया के निदर्शी और संज्ञानात्मक कार्य…………….10

निष्कर्ष……………………………………………………………………………13
प्रयुक्त साहित्य की सूची ……………………………………….14

परिचय

इलेक्ट्रॉनिक मल्टीमीडिया उपकरणों का विकास शिक्षा के क्षेत्र में मौलिक रूप से नए उपदेशात्मक अवसर खोलता है। इस प्रकार, इंटरेक्टिव ग्राफिक्स और एनीमेशन की प्रणाली सबसे बड़ी दृश्यता प्राप्त करने के लिए छवि विश्लेषण की प्रक्रिया में उनकी सामग्री, आकार, आकार, रंग और अन्य मापदंडों को नियंत्रित करना संभव बनाती है। ये और कई अन्य संभावनाएं अभी भी इलेक्ट्रॉनिक शिक्षण प्रौद्योगिकियों के डेवलपर्स द्वारा खराब समझी जाती हैं, जो मल्टीमीडिया की शैक्षिक क्षमता के पूर्ण उपयोग की अनुमति नहीं देती हैं। तथ्य यह है कि ई-लर्निंग में मल्टीमीडिया का उपयोग न केवल छात्रों को सूचना हस्तांतरण की गति को बढ़ाता है और इसकी समझ के स्तर को बढ़ाता है, बल्कि किसी भी उद्योग में एक विशेषज्ञ के लिए अंतर्ज्ञान, पेशेवर जैसे महत्वपूर्ण गुणों के विकास में भी योगदान देता है। "स्वभाव", कल्पनाशील सोच।
सहज, कल्पनाशील सोच पर इंटरैक्टिव कंप्यूटर ग्राफिक्स के प्रभाव ने कृत्रिम बुद्धिमत्ता की समस्याओं में एक नई दिशा का उदय किया है - संज्ञानात्मक (यानी, अनुभूति को बढ़ावा देने वाले) कंप्यूटर ग्राफिक्स।
कार्य का उद्देश्य नेटवर्क वातावरण में संज्ञानात्मक एल्बमों के कार्यान्वयन के साथ-साथ संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की अवधारणाओं के लिए सॉफ़्टवेयर टूल के सिस्टम संगठन के मुद्दों पर विचार करना है।

1. संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स

मानव ज्ञान, जैसे वह था, सोचने के दो तंत्रों का उपयोग करता है। उनमें से एक अमूर्त चरित्र तारों के साथ काम करने की क्षमता है जिसमें उनके साथ जुड़े कुछ अर्थपूर्ण और व्यावहारिक प्रतिनिधित्व हैं। यह शब्द के व्यापक अर्थों में ग्रंथों के साथ काम करने की क्षमता है। ऐसी सोच को प्रतीकात्मक या बीजगणितीय कहा जा सकता है। दूसरा इन छवियों के बारे में संवेदी छवियों और विचारों के साथ काम करने की क्षमता है। ऐसी छवियां प्रतीकात्मक निरूपण की तुलना में बहुत अधिक विशिष्ट और एकीकृत होती हैं। लेकिन वे उन तत्वों की तुलना में बहुत अधिक "अस्पष्ट", "कम तार्किक" हैं जो उन तत्वों के पीछे छिपे हैं जिनके साथ बीजीय सोच संचालित होती है। लेकिन उनके बिना, हम अपने दिमाग में अपने आस-पास की दुनिया को उस पूर्णता में प्रतिबिंबित नहीं कर सकते जो हमारी विशेषता है। संवेदी छवियों के साथ काम करने की क्षमता (और, सबसे ऊपर, दृश्य छवियों के साथ) यह निर्धारित करती है कि ज्यामितीय सोच को क्या कहा जा सकता है। एक
सोच के मनोविज्ञान के क्षेत्र में कई विशेषज्ञ आश्वस्त हैं कि यह सूचना प्रस्तुत करने के दो तरीकों की उपस्थिति है (प्रतीकों के अनुक्रम के रूप में और चित्रों-छवियों के रूप में), उनके साथ काम करने की क्षमता और दोनों को सहसंबंधित करना एक दूसरे के साथ प्रतिनिधित्व के तरीके जो मानव सोच की घटना को प्रदान करते हैं।
दृश्य अभ्यावेदन के साथ काम करने के लिए विशेष उपकरणों के उद्भव की आवश्यकता है और उनसे पाठ्य अभ्यावेदन और रिवर्स ट्रांज़िशन में जाने के तरीके। इस प्रकार, मुख्य कार्य निर्धारित किया गया था, जिससे अब एक नया समस्या क्षेत्र उभर रहा है - संज्ञानात्मक ग्राफिक्स।

संज्ञानात्मक ग्राफिक्स कंप्यूटर ग्राफिक्स से इस मायने में भिन्न होते हैं कि इसका मुख्य कार्य ऐसे ज्ञान प्रतिनिधित्व मॉडल (संज्ञानात्मक मॉडल) बनाना है जिसमें बीजगणितीय सोच और छवि-चित्रों की विशेषता वाली दोनों वस्तुओं का प्रतिनिधित्व करना संभव होगा, जिसके साथ ज्यामितीय सोच समान साधनों से संचालित होती है। । ये संयुक्त संज्ञानात्मक संरचनाएं संज्ञानात्मक ग्राफिक्स की मुख्य वस्तुएं हैं।
मौलिक वैज्ञानिक अनुसंधान में आईसीजी क्षमताओं के उपयोग से एक बढ़ती हुई भूमिका निभाई जाने लगी है। साथ ही, आईसीजी के उदाहरणात्मक कार्य पर जोर, प्रारंभिक चरण की विशेषता, यानी। निर्माण, उदाहरण के लिए, विशिष्ट डाया- और हिस्टोग्राम, सभी प्रकार के दो-आयामी ग्राफ, योजनाएं और आरेख, विभिन्न कार्यात्मक निर्भरता के ग्राफ, आदि, उन आईसीजी क्षमताओं के सक्रिय उपयोग की ओर तेजी से बढ़ रहे हैं जो "वैज्ञानिक में अधिकतम उपयोग" की अनुमति देते हैं। अनुसंधान मानवजटिल स्थानिक पैटर्न में सोचने की क्षमता।
कंप्यूटर के आगमन से पहले भी विज्ञान में छवियों के संज्ञानात्मक कार्य का उपयोग किया जाता था। ग्राफ, ट्री, नेटवर्क आदि की अवधारणाओं से जुड़े आलंकारिक निरूपण। कई नए प्रमेयों को सिद्ध करने में मदद की, यूलर मंडलियों ने अरस्तू के न्यायशास्त्र के अमूर्त संबंध की कल्पना करना संभव बना दिया, वेन आरेखों ने तर्क के बीजगणित के कार्यों का विश्लेषण करने के लिए दृश्य प्रक्रियाएं बनाईं। 2
मानव-मशीन प्रणालियों के हिस्से के रूप में कंप्यूटर में संज्ञानात्मक ग्राफिक्स का व्यवस्थित उपयोग बहुत कुछ वादा करता है। यहां तक ​​​​कि इस दिशा में बहुत डरपोक प्रयास, जिन्हें मल्टीमीडिया तकनीकों के रूप में जाना जाता है, जो अब विशेषज्ञों (विशेषकर बुद्धिमान शिक्षण प्रणालियों के निर्माण में शामिल) का ध्यान आकर्षित कर रहे हैं, ऐसे अध्ययनों का वादा दिखाते हैं।

2. संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की अवधारणा

"सौ बार सुनने की तुलना में एक बार देखना बेहतर है ..." - लोक ज्ञान कहता है। इस दृष्टिकोण से, विज्ञान का संपूर्ण इतिहास मनुष्य की आसपास की दुनिया के बारे में उसकी दृष्टि की विकासवादी सीमाओं का विस्तार करने की शाश्वत इच्छा का एक ठोस उदाहरण है। प्रत्यक्ष अवलोकन से छिपे तारकीय दुनिया के रहस्यों को करीब लाने और बेहतर ढंग से देखने के लिए मनुष्य ने दूरबीन का आविष्कार किया, उसने सूक्ष्म जगत की सबसे छोटी वस्तुओं को देखने, जांचने के लिए एक माइक्रोस्कोप बनाया ... एक्स-रे और स्पेक्ट्रोस्कोपी ने एक व्यक्ति को आंतरिक देखने की अनुमति दी पदार्थ की संरचना, टोमोग्राफी ने मानव टकटकी खोल दी आंतरिक संसारजीवित जीवों, थर्मल इमेजिंग ने उन्हें सीधे गर्मी, एक रेडियोविज़र - रेडियो तरंगें ... आदि, आदि देखने की अनुमति दी ... - देखें, विचार करें, विचार करें ... - लेकिन केवल इसलिए नहीं कि आंख के माध्यम से मानव में मस्तिष्क आसपास की दुनिया के बारे में 90 प्रतिशत से अधिक जानकारी प्राप्त करता है: दृष्टि केवल एक चैनल, या एक रिसीवर, या दृश्य जानकारी का कनवर्टर नहीं है, बल्कि, जाहिरा तौर पर, आलंकारिक, सहज ज्ञान युक्त तकनीक के सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक है। रचनात्मक, यानी अर्थात् नया ज्ञान, सोच पैदा करना।
यह सर्वविदित है कि एक सफल चित्र न केवल एक जटिल सैद्धांतिक मुद्दे के सार, अर्थ को स्पष्ट रूप से स्पष्ट कर सकता है: ऐसा चित्र कभी-कभी अनुमति देता है - और शायद ही कभी - एक प्रसिद्ध समस्या के नए, अप्रत्याशित पहलुओं को देखने के लिए, अर्थात् , एक नया विचार, विचार, विचार देखने के लिए। दूसरे शब्दों में, ग्राफिक्स न केवल सामान्य, पारंपरिक ILLUSTRATIVE कार्य करते हैं, बल्कि दूसरा, कोई कम महत्वपूर्ण, संज्ञानात्मक, या अनुभूति-प्रचार, कार्य भी नहीं करते हैं। और आधुनिक सूचना प्रौद्योगिकी इस तरह के संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स (सीसीजी) का उपयोग करने के लिए मौलिक रूप से नए अवसर खोलती है, सबसे पहले, अमूर्त सैद्धांतिक अनुसंधान के क्षेत्र में। मौलिक विज्ञान(एफएन)।
QCG टेलीस्कोप, माइक्रोस्कोप, एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर, टोमोग्राफ, थर्मल इमेजर आदि का एक प्रकार का सार्वभौमिक एनालॉग है। हालांकि, आवश्यक अंतर के साथ, यह विज्ञान के इतिहास में पहला भौतिक उपकरण है जो किसी को वैज्ञानिक अमूर्तता की गैर-भौतिक, अदृश्य दुनिया की वस्तुओं को देखने की अनुमति देता है। यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि इस तरह के अमूर्त में कई नियमितताएँ भी शामिल हैं जो वास्तविक दुनिया की वस्तुओं और प्रणालियों के व्यवहार को निर्धारित करती हैं, तो अमूर्त संस्थाओं के CCG विज़ुअलाइज़ेशन की समस्या विशुद्ध रूप से अकादमिक रुचि से परे है।

3. तटरक्षक के निदर्शी और संज्ञानात्मक कार्य

वर्तमान में, कंप्यूटर ग्राफिक्स नए के सबसे तेजी से विकासशील क्षेत्रों में से एक है सूचना प्रौद्योगिकी. इस प्रकार, मौलिक अनुसंधान सहित वैज्ञानिक अनुसंधान में, सीजी के चित्रण कार्य पर जोर, जो प्रारंभिक चरण की विशेषता है, तेजी से सीजी की उन संभावनाओं के उपयोग की ओर बढ़ रहा है जो जटिल स्थानिक छवियों में सोचने की मानव क्षमता को सक्रिय करने की अनुमति देते हैं। . इस संबंध में, सीजी के दो कार्य स्पष्ट रूप से प्रतिष्ठित होने लगे हैं: उदाहरणात्मक और संज्ञानात्मक। 3
सीजी का निदर्शी कार्य हमें कमोबेश पर्याप्त दृश्य डिजाइन में शामिल करने की अनुमति देता है जो पहले से ही ज्ञात है, अर्थात। या तो हमारे आसपास की दुनिया में पहले से मौजूद है, या शोधकर्ता के दिमाग में एक विचार के रूप में। सीजी का संज्ञानात्मक कार्य कुछ का उपयोग करना है ग्राफिक छविएक नया प्राप्त करें, अर्थात्। ज्ञान जो अभी तक किसी विशेषज्ञ के सिर में भी नहीं है, या कम से कम इस ज्ञान को प्राप्त करने की बौद्धिक प्रक्रिया में योगदान देता है।
ग्राफिक, एनीमेशन और वीडियो चित्रण के साथ पूर्व-तैयार जानकारी के रूप में प्रस्तुत ज्ञान के एक स्पष्ट हिस्से को छात्रों को स्थानांतरित करते समय सीजी के उदाहरणात्मक कार्यों को एक घोषणात्मक प्रकार की शैक्षिक प्रणालियों में लागू किया जाता है।
सीजी का संज्ञानात्मक कार्य एक प्रक्रियात्मक प्रकार की प्रणालियों में प्रकट होता है, जब छात्र से ज्ञान "प्राप्त" करते हैं अनुसंधानअध्ययन के तहत वस्तुओं के गणितीय मॉडल पर, और, चूंकि ज्ञान निर्माण की यह प्रक्रिया सोच के एक सहज ज्ञान युक्त दाएं-गोलार्ध तंत्र पर आधारित है, यह ज्ञान स्वयं प्रकृति में काफी हद तक व्यक्तिगत है। प्रत्येक व्यक्ति अपने तरीके से अवचेतन मानसिक गतिविधि की तकनीक बनाता है। आधुनिक मनोवैज्ञानिक विज्ञान में किसी व्यक्ति की रचनात्मक क्षमता के निर्माण के लिए कड़ाई से प्रमाणित तरीके नहीं हैं, भले ही वह एक पेशेवर हो। सहज ज्ञान युक्त पेशेवर उन्मुख सोच के विकास के लिए प्रसिद्ध अनुमानी दृष्टिकोणों में से एक अनुसंधान समस्याओं का समाधान है। एक प्रक्रियात्मक प्रकार के शैक्षिक कंप्यूटर सिस्टम का उपयोग इस प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से तेज करना, इससे नियमित संचालन को समाप्त करना और गणितीय मॉडल पर विभिन्न प्रयोग करना संभव बनाता है।
शैक्षिक अनुसंधान में सीजी की भूमिका को कम करके आंका नहीं जा सकता है। यह पाठ्यक्रम की ग्राफिक छवियां और गणितीय मॉडल पर प्रयोगों के परिणाम हैं जो प्रत्येक छात्र को वस्तु या घटना की अपनी छवि बनाने की अनुमति देते हैं, जिसका अध्ययन उसकी संपूर्ण अखंडता और विभिन्न प्रकार के कनेक्शनों में किया जाता है। यह भी निस्संदेह है कि कंप्यूटर छवियां, सबसे पहले, एक संज्ञानात्मक, और एक निदर्शी कार्य नहीं करती हैं, क्योंकि एक प्रक्रियात्मक प्रकार के कंप्यूटर सिस्टम के साथ शैक्षिक कार्य की प्रक्रिया में, छात्र विशुद्ध रूप से व्यक्तिगत होते हैं, अर्थात। किसी के लिए इस रूप में विद्यमान नहीं, ज्ञान के घटक।
बेशक, कंप्यूटर ग्राफिक्स के चित्रात्मक और संज्ञानात्मक कार्यों के बीच का अंतर मनमाना है। अक्सर, एक साधारण ग्राफिक चित्रण कुछ छात्रों को एक नए विचार के लिए प्रेरित कर सकता है, उन्हें ज्ञान के कुछ तत्वों को देखने की अनुमति देता है जो एक शैक्षिक कंप्यूटर सिस्टम के एक घोषणात्मक प्रकार के शिक्षक-डेवलपर द्वारा "निवेश" नहीं किए गए थे। इस प्रकार, कंप्यूटर छवि का निदर्शी कार्य एक संज्ञानात्मक कार्य में बदल जाता है। दूसरी ओर, आगे के प्रयोगों में एक प्रक्रियात्मक प्रकार की शैक्षिक प्रणालियों के साथ पहले प्रयोगों के दौरान एक कंप्यूटर छवि का संज्ञानात्मक कार्य पहले से ही "खोज" के लिए एक उदाहरण कार्य में बदल सकता है और इसलिए, अब वस्तु की एक नई संपत्ति नहीं है अध्ययन के तहत।
फिर भी, मानव सोच के तार्किक और सहज तंत्र में मूलभूत अंतर, ज्ञान प्रतिनिधित्व के रूपों और उनके विकास के तरीकों में इन अंतरों से उत्पन्न होते हैं, कंप्यूटर ग्राफिक्स के उदाहरण और संज्ञानात्मक कार्यों के बीच अंतर करने के लिए इसे उपयोगी तरीके से उपयोगी बनाते हैं और अधिक स्पष्ट रूप से अनुमति देते हैं कंप्यूटर शैक्षिक प्रणालियों के विकास में ग्राफिक छवियों के उपचारात्मक कार्यों को तैयार करना।

4. संज्ञानात्मक सीजी के कार्य और आवश्यकताएं

कृत्रिम बुद्धि के क्षेत्र में एक प्रसिद्ध विशेषज्ञ डी ए पोस्पेलोव ने संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के तीन मुख्य कार्य तैयार किए। पहला कार्य ज्ञान प्रतिनिधित्व के ऐसे मॉडल बनाना है जिसमें तार्किक सोच और छवियों-चित्रों की विशेषता वाली दोनों वस्तुओं का प्रतिनिधित्व करना संभव होगा, जिसके साथ आलंकारिक सोच समान साधनों से संचालित होती है। दूसरा कार्य उन मानवीय ज्ञान की कल्पना करना है जिनके लिए पाठ्य विवरण खोजना अभी संभव नहीं है। तीसरा, प्रेक्षित छवियों-चित्रों से आगे बढ़ने के तरीकों की खोज है, जो कि देखे गए चित्रों की गतिशीलता के पीछे छिपे हुए तंत्र और प्रक्रियाओं के बारे में कुछ परिकल्पना के निर्माण के लिए है। 4
शिक्षा की सूचना प्रौद्योगिकी के दृष्टिकोण से संज्ञानात्मक सीजी के इन तीन कार्यों को चौथे कार्य द्वारा पूरक किया जाना चाहिए, जो छात्रों में पेशेवर रूप से उन्मुख अंतर्ज्ञान और रचनात्मक क्षमताओं के विकास के लिए परिस्थितियों का निर्माण करना है।
इंजीनियरिंग विश्लेषण, डिजाइन और प्रशिक्षण के लिए कंप्यूटर सिस्टम विकसित करते समय, वे आमतौर पर संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के पहले दो कार्यों से आगे बढ़ते हैं, जब बहुआयामी गणितीय मॉडल पर शोध के दौरान प्राप्त तकनीकी वस्तु के बारे में ज्ञान और सामान्य प्रतीकात्मक-डिजिटल रूप में प्रस्तुत किया जाता है बड़ी मात्रा में जानकारी के कारण मानव विश्लेषण के लिए पहुंच योग्य नहीं है।
संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के तीसरे और चौथे कार्यों की स्पष्ट समझ हमें वास्तविक ग्राफिक छवियों और संबंधित सॉफ़्टवेयर और कार्यप्रणाली समर्थन दोनों के लिए अतिरिक्त आवश्यकताओं को तैयार करने की अनुमति देती है। उनमें से हैं: अध्ययन की जा रही वस्तुओं या प्रक्रियाओं की पर्याप्तता, उपयोग की जाने वाली इंजीनियरिंग विधियाँ और शिक्षण विधियाँ; खराब प्रशिक्षित या यहां तक ​​कि अप्रस्तुत उपयोगकर्ताओं द्वारा धारणा के लिए स्वाभाविकता और पहुंच; मापदंडों के वितरण के गुणात्मक पैटर्न के विश्लेषण के लिए सुविधा; सौंदर्य अपील, छवि निर्माण की गति।

छात्रों को छवि के प्रकार को चुनने में भी सक्षम होना चाहिए। तथ्य यह है कि एक ही जानकारी को अलग-अलग तरीकों से चित्रमय रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक विकृत ठोस पिंड के यांत्रिकी में, लगभग दस विभिन्न प्रकार केइमेजिस। जानकारी के इस प्रकार के ग्राफिक प्रदर्शन के विशेष अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि प्रत्येक व्यक्ति, अपने व्यक्तिगत, व्यक्तिगत धारणा के आधार पर, एक विशेष प्रकार की छवि की प्रभावशीलता का अपने तरीके से मूल्यांकन करता है, और विभिन्न लोगों के आकलन में काफी भिन्नता हो सकती है। . इसलिए, शैक्षिक कंप्यूटर सिस्टम में सूचना के ग्राफिकल प्रदर्शन के विभिन्न तरीकों का एक सेट होना चाहिए ताकि प्रत्येक छात्र उस छवि के प्रकार का चयन कर सके जो उसके लिए सबसे उपयुक्त है, या मशीन गणना के परिणामों का विश्लेषण करने के लिए विभिन्न ग्राफिक चित्रों का उपयोग कर सकता है। छात्रों को छवियों को नियंत्रित करने की क्षमता प्रदान करना आवश्यक है - इसके आकार, रंग सीमा, पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण की स्थिति, प्रकाश स्रोतों की संख्या और स्थिति, प्रदर्शित मूल्यों के विपरीत की डिग्री आदि को बदलने के लिए। ग्राफिकल इंटरफ़ेस की ये सभी विशेषताएं न केवल छात्रों को ग्राफिक छवियों के उपयुक्त रूपों को चुनने की अनुमति देती हैं, बल्कि शैक्षिक कार्यों में खेल और अनुसंधान घटकों को भी पेश करती हैं, स्वाभाविक रूप से छात्रों को अध्ययन की जा रही वस्तुओं और प्रक्रियाओं के गुणों के गहन और व्यापक विश्लेषण के लिए प्रोत्साहित करती हैं। .

5. मल्टीमीडिया के निदर्शी और संज्ञानात्मक कार्य

छात्रों की संज्ञानात्मक गतिविधि के संबंध में सोच के बाएं और दाएं गोलार्ध के तंत्र के बीच उपरोक्त अंतरों की व्याख्या करते हुए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि तार्किक सोच केवल ज्ञान के सबसे आवश्यक तत्वों में से कुछ को अलग करती है और उनसे एक स्पष्ट विचार बनाती है। वस्तुओं और प्रक्रियाओं का अध्ययन किया जा रहा है, जबकि अवचेतन दुनिया की सभी विविधताओं में एक समग्र धारणा प्रदान करता है।
इस अंतर के आधार पर, मल्टीमीडिया के दो कार्यों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है - उदाहरणात्मक और संज्ञानात्मक।
अनुकरणीय कार्य तार्किक सोच के लिए समर्थन प्रदान करता है। इस मामले में, मल्टीमीडिया ऑब्जेक्ट पुष्ट करता है, कुछ स्पष्ट रूप से व्यक्त विचार, वस्तु या प्रक्रिया की संपत्ति का अध्ययन करता है, अर्थात। क्या पहले से ही तैयार किया गया है, उदाहरण के लिए, एक शिक्षक-डेवलपर द्वारा।
संज्ञानात्मक कार्य किसी मल्टीमीडिया वस्तु की सहायता से कुछ नया प्राप्त करना है, अर्थात। ज्ञान जो अभी तक किसी विशेषज्ञ के सिर में भी नहीं है, या कम से कम इस ज्ञान को प्राप्त करने की बौद्धिक प्रक्रिया में योगदान देता है।
ग्राफिक, एनीमेशन, ऑडियो और वीडियो चित्रण के साथ पूर्व-तैयार जानकारी के रूप में प्रस्तुत किए गए ज्ञान के एक स्पष्ट हिस्से को छात्रों को स्थानांतरित करते समय मल्टीमीडिया का चित्रण कार्य एक घोषणात्मक प्रकार की शैक्षिक प्रणालियों में लागू किया जाता है। मल्टीमीडिया आदि का संज्ञानात्मक कार्य।

पेपर संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स और मॉडलिंग के लक्ष्यों और उद्देश्यों का अध्ययन प्रस्तुत करता है। उनका वर्गीकरण माना जाता है। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स और मॉडलिंग का तुलनात्मक विश्लेषण दिया गया है।
संज्ञानात्मक विज्ञान के विचारों को लागू करने वाले पैकेज और उपकरण पर विचार किया जाता है। उनका वर्गीकरण और अनुप्रयोग विशेषताएं दी गई हैं।
संज्ञानात्मक विज्ञान के क्षेत्र में घरेलू और विदेशी विकास की समीक्षा दी गई है। ऐसे कार्यों की संभावनाओं का विश्लेषण किया जाता है।

1 संज्ञानात्मक कंप्यूटर विज्ञान का परिचय

हमारे समाज के विकास के साथ, प्रसंस्करण की आवश्यकता में सूचना का प्रवाह हिमस्खलन की तरह बढ़ रहा है। और उसी के अनुसार इसके विश्लेषण की जटिलता बढ़ती जाती है। इन कार्यों की मात्रा संभावनाओं से अधिक है मानव मस्तिष्क. यहां तक ​​​​कि कुछ मशीन प्रसंस्करण हमेशा सूचना के प्रवाह से नया या वांछित ज्ञान निकालना संभव नहीं बनाता है। इसलिए, इसके प्रसंस्करण के गुणात्मक रूप से भिन्न स्तर की आवश्यकता है, जिसमें संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स या मॉडलिंग के तरीकों और साधनों का उपयोग शामिल है।

संज्ञानात्मक विधियों का मुख्य कार्य कार्यों के भाग को स्वचालित करना है संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं. इसलिए, इन प्रौद्योगिकियों को उन सभी क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है जिनमें स्वयं ज्ञान की मांग है।

कंप्यूटर संज्ञानात्मक विज्ञान का सामान्य लक्ष्य सामान्य अल्फ़ान्यूमेरिक रूप में सूचना की प्रस्तुति से जुड़ी धारणा, ज्ञान और समझ की बाधाओं को दूर करके गुणात्मक रूप से नए ज्ञान का निर्माण करना है। उदाहरण के लिए, मौलिक रूप से नए वैज्ञानिक विचारों के जन्म को अक्सर कटौती की प्रक्रिया, परिकल्पनाओं और सिद्धांतों के औपचारिक रूप से तार्किक निष्कर्ष तक कम नहीं किया जा सकता है।

1.1 बुनियादी अवधारणाएं

सामान्य तौर पर, संज्ञानात्मक कंप्यूटर मॉडलिंग (सीसीएम) मानसिक, संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के मॉडलिंग को संदर्भित करता है। हालांकि, इस तथ्य को देखते हुए कि हाल के समय मेंसंज्ञानात्मक मॉडलिंग का व्यापक रूप से कठिन-से-औपचारिक निर्णय लेने और प्रबंधन समस्याओं में उपयोग किया जाता है; निम्नलिखित परिभाषा अधिक बार पाई जा सकती है।
सीसीएम विश्लेषण की एक विधि है जो नियंत्रण वस्तु को लक्ष्य स्थिति में स्थानांतरित करने पर कारकों के प्रभाव की ताकत और दिशा निर्धारित करती है, नियंत्रण वस्तु पर विभिन्न कारकों के प्रभाव में समानता और अंतर को ध्यान में रखते हुए। ऐसे संज्ञानात्मक मॉडल का आधार आमतौर पर शास्त्रीय संज्ञानात्मक मानचित्र होता है।

एक शास्त्रीय संज्ञानात्मक मानचित्र एक निर्देशित ग्राफ होता है जिसमें विशेषाधिकार प्राप्त शीर्ष नियंत्रण वस्तु की कुछ भविष्य (आमतौर पर लक्षित) स्थिति होती है, शेष शिखर कारकों के अनुरूप होते हैं, राज्य के शीर्ष के साथ कारकों को जोड़ने वाले चाप की मोटाई होती है और इसके अनुरूप संकेत होता है नियंत्रण वस्तु के संक्रमण पर इस कारक के प्रभाव की ताकत और दिशा दिया गया राज्य, और कारकों को जोड़ने वाले चाप नियंत्रण वस्तु पर इन कारकों के प्रभाव में समानता और अंतर दिखाते हैं।

बी एक समान परिभाषा प्रदान करता है और बताता है कि कारण और प्रभाव ग्राफ मनाया प्रणाली के कार्यात्मक संगठन का एक सरलीकृत व्यक्तिपरक मॉडल है और आगे के शोध और परिवर्तन के लिए एक "कच्चा" सामग्री है - संज्ञानात्मक मॉडलिंग। चित्र 1.1 - 1.2 संज्ञानात्मक मानचित्रों के उदाहरण प्रदान करते हैं।

चित्र 1.1 - संज्ञानात्मक मॉडलिंग प्रणाली "CANVA" में विकसित कुछ आर्थिक स्थिति के संज्ञानात्मक मानचित्र का एक उदाहरण

चित्र 1.2 - संज्ञानात्मक मॉडलिंग प्रणाली "iThink" में विकसित एक संज्ञानात्मक मानचित्र का एक उदाहरण

संज्ञानात्मक कंप्यूटर मॉडलिंग की सबसे सामान्य परिभाषा में दी गई है, जहां इसे पारंपरिक कंप्यूटर मॉडलिंग और संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के संश्लेषण के रूप में समझा जाता है।
संज्ञानात्मक मेगामैप्स की अवधारणा को एक विशेष प्रकार के शास्त्रीय संज्ञानात्मक मानचित्रों के रूप में पेश किया गया है। उनके वर्गीकरण और उदाहरणों पर भी यहाँ विचार किया गया है।

संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स (सीसीजी) से हमारा तात्पर्य ज्ञान प्रतिनिधित्व के ऐसे मॉडलों के निर्माण से है, जिसमें मौखिक-तार्किक, प्रतीकात्मक स्तर की सोच और गैर-प्रतीकात्मक सोच की विशेषता वाली छवियों-चित्रों की विशेषता दोनों वस्तुओं का प्रतिनिधित्व करना संभव होगा। . CCG का सीधा संबंध वैज्ञानिक रचनात्मकता की प्रक्रिया से है।

1.2 संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के कार्य

वर्तमान में, कंप्यूटर ग्राफिक्स नई सूचना प्रौद्योगिकियों के सबसे तेजी से विकासशील क्षेत्रों में से एक है। इस प्रकार, मौलिक अनुसंधान सहित वैज्ञानिक अनुसंधान में, सीजी के चित्रण कार्य पर जोर, जो प्रारंभिक चरण की विशेषता है, तेजी से सीजी की उन संभावनाओं के उपयोग की ओर बढ़ रहा है जो जटिल स्थानिक छवियों में सोचने की मानव क्षमता को सक्रिय करने की अनुमति देते हैं। . इस संबंध में, सीजी के दो कार्य स्पष्ट रूप से प्रतिष्ठित होने लगे हैं: उदाहरणात्मक और संज्ञानात्मक।

सीजी का निदर्शी कार्य हमें कमोबेश पर्याप्त दृश्य डिजाइन में शामिल करने की अनुमति देता है जो पहले से ही ज्ञात है, अर्थात। या तो हमारे आसपास की दुनिया में पहले से मौजूद है, या शोधकर्ता के दिमाग में एक विचार के रूप में। सीजी का संज्ञानात्मक कार्य एक निश्चित ग्राफिक छवि की मदद से एक नया प्राप्त करना है, अर्थात। ज्ञान जो अभी तक किसी विशेषज्ञ के सिर में भी नहीं है, या कम से कम इस ज्ञान को प्राप्त करने की बौद्धिक प्रक्रिया में योगदान देता है।
ग्राफिक एनीमेशन और वीडियो चित्रण के साथ पूर्व-तैयार जानकारी के रूप में प्रस्तुत किए गए ज्ञान के एक स्पष्ट हिस्से को उपयोगकर्ताओं को स्थानांतरित करते समय सीजी के निदर्शी कार्यों को एक घोषणात्मक प्रकार की प्रणालियों में लागू किया जाता है।

सीजी का संज्ञानात्मक कार्य एक प्रक्रियात्मक प्रकार की प्रणालियों में प्रकट होता है, जब उपयोगकर्ता अध्ययन के तहत वस्तुओं के गणितीय मॉडल पर, और निर्णय निर्माताओं की परिचालन गतिविधियों के विश्लेषण की प्रक्रिया में अनुसंधान के माध्यम से ज्ञान "प्राप्त" करते हैं। विभिन्न प्रकार केनियंत्रण और प्रबंधन की वस्तुएं। यह स्पष्ट है कि चूंकि ज्ञान निर्माण की यह प्रक्रिया सोच के सहज दाएं-गोलार्ध तंत्र पर आधारित है, इसलिए यह ज्ञान काफी हद तक एक विशेषज्ञ प्रकृति का है।

1.3 संज्ञानात्मक कंप्यूटर मॉडलिंग के कार्य

मॉडलिंग में संज्ञानात्मक दृष्टिकोण विषय की बौद्धिक प्रक्रियाओं को सक्रिय करने और औपचारिक मॉडल के रूप में समस्या की स्थिति के अपने प्रतिनिधित्व को ठीक करने में उसकी मदद करने पर केंद्रित है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, स्थिति का एक संज्ञानात्मक मानचित्र आमतौर पर ऐसे मॉडल के रूप में उपयोग किया जाता है।
संज्ञानात्मक विश्लेषण और मॉडलिंग की तकनीक वर्तमान स्थिति को व्यवस्थित रूप से चिह्नित करना और प्रमाणित करना संभव बनाती है और गुणात्मक स्तर पर, पर्यावरणीय कारकों को ध्यान में रखते हुए, इस स्थिति में समस्या को हल करने के तरीकों का प्रस्ताव करती है।

संज्ञानात्मक विश्लेषण और मॉडलिंग के उपयोग से पूर्वानुमान और प्रबंधन के लिए नई संभावनाएं खुलती हैं विभिन्न क्षेत्र:
- में आर्थिक क्षेत्रयह आपको थोड़े समय में एक रणनीति विकसित करने और उचित ठहराने की अनुमति देता है आर्थिक विकासमें परिवर्तन के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए उद्यम, बैंक, क्षेत्र या यहां तक ​​कि पूरे राज्य बाहरी वातावरण;
- वित्त और शेयर बाजार के क्षेत्र में - बाजार सहभागियों की अपेक्षाओं को ध्यान में रखना;
- सैन्य क्षेत्र और सूचना सुरक्षा के क्षेत्र में - सामरिक सूचना हथियारों का मुकाबला करने के लिए, अग्रिम रूप से संघर्ष संरचनाओं को पहचानना और पर्याप्त उपाय विकसित करना

2 संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स और मॉडलिंग के कार्यों का वर्गीकरण

अपने आप में, संज्ञानात्मक ग्राफिक्स और संज्ञानात्मक मॉडलिंग की अवधारणाएं काफी भिन्न हैं। तदनुसार, इन क्षेत्रों में किए गए विकास भी भिन्न होते हैं। लेकिन कंप्यूटर विज्ञान के इन दो क्षेत्रों को अलग-अलग नहीं माना जा सकता है। वे अंदर हैं करीबी रिश्ताऔर उन मुद्दों का पता लगाएं जो एक दूसरे के पूरक हैं।
संज्ञानात्मक मॉडलिंग और संज्ञानात्मक ग्राफिक्स दोनों में, हल किए जाने वाले कार्यों के 3 मुख्य क्षेत्र हैं, जिन्हें तालिका 1 में प्रस्तुत किया गया है।

तालिका 2.1 केकेएम और केकेजी के कार्यों का वर्गीकरण

	केकेएम	केकेजी
1	कार्य मौखिक है, लेकिन कुछ गैर-पारंपरिक तरीकों के उपयोग के बिना हल करने योग्य या हल करना मुश्किल नहीं है, उदाहरण के लिए, विशेषज्ञ प्रणाली	ज्ञान प्रतिनिधित्व के ऐसे मॉडलों का निर्माण, जिसमें तार्किक सोच और छवियों-चित्रों की विशेषता दोनों वस्तुओं का प्रतिनिधित्व करना संभव होगा, जिसके साथ आलंकारिक सोच समान साधनों से संचालित होती है
2	पाठ्य और ग्राफिक जानकारी की समझ और प्रसंस्करण से जुड़ी संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं का मॉडलिंग, अर्थात। "टेक्स्ट - ड्राइंग" और "ड्राइंग - टेक्स्ट" जैसी प्रणालियों का विकास	उन मानवीय ज्ञान की कल्पना, जिनके लिए पाठ्य विवरण खोजना अभी तक संभव नहीं है
3	धारणा और मूल्यांकन प्रणाली" - कई मायनों में बिंदु 1 के समान, हालांकि, यह कार्य की जटिलता इतनी नहीं है जो यहां महत्वपूर्ण है, लेकिन प्रारंभिक जानकारी की मात्रा और निर्णय लेने के लिए दिया गया समय	प्रेक्षित छवियों-चित्रों से आगे बढ़ने के तरीकों की खोज उन तंत्रों और प्रक्रियाओं के बारे में कुछ परिकल्पना के निर्माण के लिए जो देखे गए चित्रों की गतिशीलता के पीछे छिपे हुए हैं

हालांकि, वर्तमान में उपलब्ध अनुसंधान, विकास और सॉफ्टवेयर उत्पाद वास्तव में सीसीएम और सीसीजी में कार्यों के बीच अंतर नहीं करते हैं, लेकिन तीन क्षेत्रों में से एक के भीतर उन्हें एक साथ हल करते हैं।

2.1 प्रदर्शित प्रक्रिया गतिकी के संज्ञान को बढ़ाना

वास्तविक समय नियंत्रण प्रणाली में कुछ मापदंडों को बदलने के लिए अक्सर ऑपरेटर के प्रतिक्रिया समय की महत्वपूर्णता की समस्या होती है। एक असामान्य स्थिति की स्थिति में, ऑपरेटर को संबंधित उप-प्रणालियों के व्यवहार की शुद्धता पर निर्णय लेना चाहिए। अपर्याप्त या गलत निर्णय लेने से महत्वपूर्ण भौतिक नुकसान हो सकता है।

इस या उस जानकारी की धारणा के लिए आवश्यक समय को कम करने के लिए, जब इसे प्रस्तुत किया जाता है, तो तर्क के निम्न-प्रदर्शन "तंत्र" के लिए इतना अधिक नहीं, बल्कि अधिक शक्तिशाली - सहज रूप से साहचर्य सोच की ओर मुड़ना समझ में आता है।
पर इस मामले मेंसंज्ञानात्मक दृष्टिकोण इस बात को ध्यान में रखता है कि आकृति में परिवर्तन, आकृति के रंग, उसके अनुपात के विरूपण के रूप में प्रस्तुत की गई जानकारी को पाठ रूप में समान जानकारी की तुलना में बहुत तेजी से माना जाता है।

2.2 आगे के विश्लेषण के लिए संज्ञानात्मक प्रक्रिया मॉडलिंग

संज्ञानात्मक मॉडलिंग का उद्देश्य प्रेक्षित स्थिति की कार्यात्मक संरचना के बारे में परिकल्पना उत्पन्न करना और परीक्षण करना है जब तक कि एक कार्यात्मक संरचना प्राप्त न हो जाए जो प्रेक्षित स्थिति के व्यवहार की व्याख्या कर सके।

संज्ञानात्मक मॉडलिंग के कंप्यूटर सिस्टम के लिए मुख्य आवश्यकताएं किसी के लिए खुलापन हैं संभावित परिवर्तनस्थिति के कई कारक, कारण और प्रभाव संबंध, स्थिति के विकास के गुणात्मक पूर्वानुमान प्राप्त करना और समझाना (प्रत्यक्ष समस्या को हल करना "क्या होगा यदि ..."), स्थिति के प्रबंधन पर सलाह और सिफारिशें प्राप्त करना (हल करना) उलटा समस्या "क्या आवश्यक है ...")।
टोंटी मौजूदा सिस्टमस्थितियों का संज्ञानात्मक मॉडलिंग उनके यूजर इंटरफेस और प्रोसेसिंग एल्गोरिदम की असंगति है मनोवैज्ञानिक विशेषताएंमनाया स्थिति के कारकों के पारस्परिक प्रभाव के मूल्यों और ताकत का व्यक्तिपरक माप। यह विसंगति स्थिति के संज्ञानात्मक मॉडल में शामिल कारकों के पारस्परिक प्रभाव की ताकत का निर्धारण करने में विशेषज्ञ की त्रुटियों और गलत धारणाओं की ओर ले जाती है। भ्रम के साथ एक संज्ञानात्मक मॉडल के आधार पर किसी विषय के लिए एक व्यवहारिक रणनीति का विकास स्वाभाविक रूप से भ्रमपूर्ण रणनीतियों की ओर जाता है।

2.3 उच्च गुणवत्ता वाला डेटा विज़ुअलाइज़ेशन

कई सहस्राब्दियों से, भाषण, पाठ और स्थिर चित्र बौद्धिक मानव ज्ञान के मुख्य वाहक रहे हैं। लेकिन ये सभी वाहक केवल एक प्रक्रिया की गतिशीलता का वर्णन कर सकते हैं, लेकिन इसे पुन: पेश नहीं कर सकते। समय के साथ, मानव ज्ञान गहरा होता है और बहुत अधिक जटिल हो जाता है, इसलिए इसे व्यक्त करने के लिए ऐसे साधनों की आवश्यकता होती है जो गतिशीलता को प्रदर्शित कर सकें, न कि इसका वर्णन कर सकें। इस तरह के पहले मीडिया में से एक वीडियो छवि है, लेकिन यह अधिकांश प्रक्रियाओं की गतिशीलता को प्रदर्शित करने में सक्षम नहीं है। भविष्य में, इस समस्या को हल करने के लिए कंप्यूटर मॉडलिंग का उपयोग किया जाने लगा।

लेकिन केवल ज्ञान का हस्तांतरण करना पर्याप्त नहीं है। इसे इस रूप में व्यक्त करना आवश्यक है कि यह ज्ञानी की समझ के लिए सुलभ हो। यह केएम और केकेएम के बीच का अंतर है और ज्ञान प्रतिनिधित्व की श्रेणियों को चुनने की समस्या है। तथ्य यह है कि बचपन से एक व्यक्ति को श्रेणियों में सोचना सिखाया जाता है असली दुनियाजिसे वह छू सकता है, देख सकता है, आदि। क्या पर बड़ा बच्चा, जितनी अधिक अमूर्त श्रेणियां और उनमें हेरफेर करने के तरीके उसे सीखने होंगे।

इसके अलावा, सूचना का प्रवाह लगातार बढ़ रहा है और बदल रहा है। विश्वविद्यालयों में, सीखना आरेखों, आलेखों और पाठ के अनुच्छेदों के एक अंतहीन ढेर को याद कर रहा है जिसे पढ़ना मुश्किल है और समझना मुश्किल है। प्रतिदिन सौ अमूर्त वस्तुओं और उनके बीच के संबंधों को स्मृति में दर्ज करना होता है। और कई अवधारणाएं जो एक प्रक्रिया की गतिशीलता का वर्णन करती हैं, अक्सर कुछ योजनाबद्ध चित्रों में भी व्यक्त करना मुश्किल होता है।
इस प्रकार, संज्ञानात्मक मॉडल में, वैज्ञानिक अवधारणाओं का ऐसा प्रतिनिधित्व चुना जाना चाहिए जो सोच तंत्र के शुभारंभ में योगदान दे और छात्र को कुछ ज्ञान को याद न रखने के लिए प्रोत्साहित करे, बल्कि इसके बारे में जागरूक हो।

सूचना की बौद्धिक धारणा की विशेषताओं को ध्यान में रखने की आवश्यकता का भी उल्लेख किया गया है। एक उदाहरण के रूप में, उच्च संज्ञानात्मक क्षमता वाली संबंधित छवियों के निर्माण के लिए तकनीकी वस्तुओं और एल्गोरिदम की भौतिक विशेषताओं के क्षेत्रों को प्रदर्शित करने के तरीके दिए गए हैं। इसलिए बिना अनुकरण के प्लेट बलों के वितरण की कल्पना करना असंभव है। लेकिन प्रस्तुति मॉडल का चुनाव व्यक्ति पर निर्भर करता है।

चित्र 2.1 - प्लेट में बलों का वितरण (दो विकल्प)।

3 संज्ञानात्मक कंप्यूटर मॉडलिंग और ग्राफिक्स के विचारों का उपयोग करके सॉफ्टवेयर उत्पादों का वर्गीकरण।

3.1 संज्ञानात्मक इंटरफ़ेस समर्थन

मानव-मशीन इंटरैक्शन इंटरफेस के संज्ञान को बढ़ाने से ऑपरेटर की प्रतिक्रिया समय की महत्वपूर्णता की उपरोक्त समस्या हल हो जाती है।
उदाहरण के लिए, यदि वास्तविक समय में जटिल तकनीक को नियंत्रित करने वाले ऑपरेटर के कंसोल पर असतत और निरंतर प्रकार के कई हजार सेंसर की जानकारी प्रदर्शित की जाती है, तो इसे प्रदर्शित करने के लिए बहुत सारी वीडियो छवियों (नकल आरेख, टेबल आदि) का उपयोग किया जाता है। ऑपरेटर को इस सारी जानकारी को समझना चाहिए और असामान्य स्थिति की स्थिति में, संबंधित सबसिस्टम के व्यवहार को ठीक करने का निर्णय लेना चाहिए। अपर्याप्त या गलत निर्णय लेने से भारी सामग्री या मानव हानि भी हो सकती है, जबकि प्रतिबिंब के लिए उपलब्ध समय की गणना मिनटों में की जाती है। इसलिए, जो लोग ऐसी स्थितियों में ऑपरेटर या डिस्पैचर के रूप में कार्य करते हैं, वे अक्सर तनाव अधिभार का अनुभव करते हैं।

कंपनी "TASMO-BIT" इस दिशा में सक्रिय रूप से विकसित हो रही है:
-कोगरा - परिचालन प्रबंधन के लिए वास्तविक समय की संज्ञानात्मक बुद्धिमान प्रणाली
-DIEKS पर्यावरणीय रूप से खतरनाक सुविधाओं और उद्योगों के उपकरणों की स्थिति के परिचालन निदान के लिए एक गतिशील विशेषज्ञ प्रणाली है।
- साही - सिस्टम को एक यूजर इंटरफेस बनाने और यूजर इंटरफेस तत्वों और एक्सेस के तत्वों के बीच बातचीत को कॉन्फ़िगर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है बाहरी स्रोतजानकारी।
चित्र 3.1 नोवोवोरोनिश एनपीपी की इकाई 5 में स्प्रिंट-आरवी सिस्टम के यूजर इंटरफेस के भीतर कार्यान्वित उपकरणों को दिखाता है।

चित्र 3.1 - संज्ञानात्मक उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस का एक उदाहरण।

3.2 सिमुलेशन पैकेज में संज्ञानात्मक मॉडलिंग

हर सिमुलेशन वातावरण संज्ञानात्मक नहीं हो सकता। इसके लिए यह आवश्यक है कि संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के कार्यों का प्रदर्शन किया जाए, अर्थात्। कम से कम तार्किक सोच या छवि-चित्रों की विशेषता वाली वस्तुओं के इस वातावरण में उपस्थिति आवश्यक है जिसके साथ आलंकारिक सोच संचालित होती है।
उदाहरण के लिए, मॉडलिंग व्यवसाय प्रक्रियाओं के लिए, कार्यप्रणाली और मानक विकसित किए गए हैं जो उन्हें वर्णित और कल्पना करने की अनुमति देते हैं। SADT सबसे प्रसिद्ध और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सिमुलेशन सिस्टम में से एक है। SADT संरचित विश्लेषण और डिजाइन तकनीक (प्रौद्योगिकी) के लिए एक संक्षिप्त शब्द है संरचनात्मक विश्लेषणऔर डिजाइन) ग्राफिक प्रतीक हैं और प्रक्रियाओं का वर्णन करने के लिए एक विधि है। SADT को सभी चरणों में लागू किया जा सकता है जीवन चक्रसिस्टम एसएडीटी की उपयोगिता की मान्यता ने आईडीईएफओ कार्यात्मक मॉडलिंग पद्धति और मानक के रूप में इसके कार्यात्मक मॉडलिंग भाग के मानकीकरण और प्रकाशन का नेतृत्व किया।
इन और अन्य मानकों का उपयोग लॉजिक वर्क्स से बीपीविन, प्रोकैप 6.0, प्रोसिम 7.0, स्मार्टर 5.0 जैसे नॉलेज बेस्ड सिस्टम्स इंक से किया जाता है। और आदि।
वर्तमान में उपलब्ध अधिकांश सॉफ्टवेयर पैकेजों में विषय क्षेत्र का विज़ुअलाइज़ेशन शास्त्रीय संज्ञानात्मक मानचित्रों का उपयोग करके किया जाता है। इस तरह के पहले मॉडल का आविष्कार 80 के दशक की शुरुआत में किया गया था। वे अधिकांश पर आधारित हैं आधुनिक प्रणालीवित्त, राजनीति और व्यापार में गतिशील मॉडलिंग।
सबसे लोकप्रिय आधुनिक विकासों में हाइपर लॉजिक, इंटेलिजेंसवेयर, इंफ्रालॉजिक, एपट्रोनिक्स, ओरेकल और कई अन्य शामिल हैं। HyperLogic का CubiCalc पैकेज फजी लॉजिक पर आधारित सबसे शक्तिशाली विशेषज्ञ प्रणालियों में से एक है।
सोवियत के बाद के अंतरिक्ष में, iThink और सिमुलिंक पैकेज सबसे लोकप्रिय हैं। हालांकि, इन पैकेजों का उपयोग करना काफी कठिन है, हालांकि प्रलेखन के अनुसार वे "साधारण प्रबंधकों" की ओर उन्मुख हैं।
घरेलू बाजार में विकास के अंतिम वर्षों और समान प्रणालियों के वास्तव में तैयार पैकेज दिखाई दिए। उनमें से:
- सॉफ्टवेयर सिस्टम "स्थिति", "कम्पास", "किट" IPU RAS . में बनाया गया
- संज्ञानात्मक मॉडलिंग की प्रणाली "CANVA", कुलिनिच ए.ए.
- सिस्टम संज्ञानात्मक मॉडलिंग केटीआर ईवीएस कुटाकोव एस.वी.
और आदि।
अलग से, इस दिशा में ए.ई. यांकोवस्काया। विज़ुअलाइज़ेशन और निर्णय लेने का औचित्य संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के तत्वों पर आधारित है, जो ग्राफिक विज़ुअलाइज़ेशन के 4 तरीकों पर आधारित हैं: हिस्टोग्राम विशेष प्रकार, समान भुजाओं वाला त्रिकोण, पाई चार्टएक खंड और एक आयत के साथ, कार्नोट का नक्शा। 3.3 उच्च-गुणवत्ता वाले डेटा विज़ुअलाइज़ेशन के विकास के लिए पैकेज अक्सर, बहुआयामी गणितीय मॉडल पर शोध के दौरान प्राप्त तकनीकी वस्तु के बारे में ज्ञान और सामान्य प्रतीकात्मक-संख्यात्मक रूप में प्रस्तुत किया जाता है, अपर्याप्त होने के कारण मानव विश्लेषण के लिए उपलब्ध नहीं है ऊँचा स्तरजानकारी की अमूर्तता।
इस समस्या को हल करने के लिए सबसे सामान्य दृष्टिकोण DeductorStudio पैकेज में लागू किया गया है, जो आपको एक ही डेटा को कई अलग-अलग तरीकों से प्रदर्शित करने की अनुमति देता है। विशेष ध्यानहकदार टीम वर्ककई रूसी विश्वविद्यालय: प्राकृतिक विज्ञान और वैज्ञानिक-तकनीकी प्रभावों का आभासी कोष "प्रभावी भौतिकी"। परियोजना एक शैक्षिक, कार्यप्रणाली और संदर्भ उपकरण है, जिसे आधुनिक इंटरनेट प्रौद्योगिकियों के आधार पर लागू किया गया है, और यह इस पर केंद्रित है अलग - अलग स्तरशिक्षा (माध्यमिक सामान्य; प्राथमिक, माध्यमिक, उच्च और स्नातकोत्तर पेशेवर)। औपचारिक और सामान्य विवरण के अलावा, फंड में प्रत्येक प्रभाव में प्रभाव के सार को दर्शाने वाला एक एनीमेशन होता है। DonNTU के टेक्नोपार्क के विकास में, एनिमेटेड घटना का वर्ग भौतिकी तक सीमित नहीं है। कई वर्षों से, मास्टर्स का एक पोर्टल रहा है, जिसमें प्रत्येक वैज्ञानिक कार्य में एक व्याख्यात्मक एनीमेशन होता है। संज्ञानात्मक सीखने को बढ़ाने के लिए एक अन्य उपकरण दृश्य प्रोग्रामिंग, प्रोग्रामिंग है जो शब्दार्थ को व्यक्त करने के लिए एक से अधिक आयामों का उपयोग करता है। विजुअल प्रोग्रामिंग की एक उल्लेखनीय विशेषता यह है कि यह कंप्यूटर या ओएस की आंतरिक वास्तुकला की विशेषताओं और सूक्ष्मताओं का अध्ययन किए बिना बुद्धि की एल्गोरिथम क्षमताओं के विकास में योगदान देता है। दृश्य प्रोग्रामिंग समन्वय बाधा और समझ की बाधा को दूर करने में मदद करता है। वे। किसी भी छात्र को प्रोग्राम लिखने के लिए ऑपरेटर्स, वेरिएबल्स आदि के सिंटैक्स की ख़ासियतों को सीखने की ज़रूरत नहीं है।
इस तरह के विकास के वातावरण में VUFC (विजुअल यूनिक्स फ़िल्टर कंपोनेंट्स) शामिल हैं, SIVIL एक प्रोग्रामिंग भाषा है और चित्रों में सबरूटीन्स की एक लाइब्रेरी है, LegoRobolab और कई अन्य।

इस क्षेत्र में उत्कृष्ट उपलब्धियां ज़ेनकिन ए.ए. की हैं। वह संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की ज्ञान-सृजन क्षमताओं पर शोध करता है। उनके द्वारा विकसित प्रणालियाँ अमूर्त गणितीय वस्तुओं की छवियों (पाइथोग्राम) के साथ काम करने की अनुमति देती हैं जो मानव मस्तिष्क के दाहिने गोलार्ध के काम को सक्रिय करती हैं, जिसके लिए जिम्मेदार हैं दृश्य सोचऔर रचनात्मक अंतर्ज्ञान। यह आपको नया खोजने की अनुमति देता है वैज्ञानिक तथ्य, विचार, परिकल्पना। इस प्रकार, उन्होंने संख्या सिद्धांत, तर्क और सेट सिद्धांत में गैर-तुच्छ परिणाम प्राप्त किए।

चित्र 3.3 - परवलय प्रणाली के साथ एक उदाहरण DSCH - संख्याओं के योगात्मक सिद्धांत में समस्याओं के अध्ययन के लिए संवाद प्रणाली।

सबसे ज्यादा प्रभावी तरीकेसूचना के बहुआयामी वैक्टर का प्रदर्शन चित्रलेख - योजनाबद्ध चित्र हैं। चेर्नोव के चेहरे इस तरह के प्रदर्शन का एक विशिष्ट उदाहरण हैं।

चेर्नोव के चेहरे चेहरों का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व हैं, जिनमें से कुछ विशेषताएं इसके अनुरूप हैं सापेक्ष मूल्यदी गई विशेषताएं। इस प्रकार, विभिन्न डेटा सेट अनुरूप होंगे विभिन्न भावचेर्नोव के चेहरे, आपको पाने की इजाजत देते हैं सामान्य विचारप्रणाली की स्थिति और इसकी व्यक्तिगत विशेषताओं के आदर्श से विचलन की डिग्री के बारे में। उदाहरण के लिए, बहुत बड़ी आंखें बाकी के आदर्श की पृष्ठभूमि के खिलाफ संबंधित विशेषता के मानदंड से विचलन का संकेत दे सकती हैं। कभी-कभी ग्राफिकल प्रतिनिधित्व का यह तरीका डेटा के बीच संबंधों के छिपे हुए पैटर्न को प्रकट करता है जिसे अन्य तरीकों से प्रकट नहीं किया जा सकता है।

4। निष्कर्ष

इस कार्य के दौरान, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स और मॉडलिंग के लक्ष्यों और उद्देश्यों का अध्ययन किया गया। उनका वर्गीकरण माना जाता है।
संज्ञानात्मक विज्ञान के विचारों को लागू करने वाले पैकेज और उपकरणों का अध्ययन किया गया है।
यह स्थापित किया गया है कि संज्ञानात्मक मॉडलिंग और ग्राफिक्स वर्तमान में कंप्यूटर विज्ञान के तेजी से विकासशील क्षेत्रों में आशाजनक हैं, जो लागू समस्याओं की एक विस्तृत श्रेणी को कवर करते हैं।
आज हमारे बाजार में संज्ञानात्मक कंप्यूटर मॉडलिंग की सबसे आशाजनक दिशा स्थितिजन्य केंद्रों और विशेषज्ञ प्रणालियों का निर्माण है जो कठिन-से-औपचारिक कार्यों में निर्णय लेना संभव बनाता है और औसत उपयोगकर्ता के लिए एक इंटरफ़ेस सुलभ है। चूंकि कारोबारी माहौल में ऐसी प्रणालियों की मांग तेजी से बढ़ रही है।
ऐसी प्रणालियों के मौजूदा पश्चिमी संस्करण काफी महंगे हैं, महंगे उपकरणों पर लागू होते हैं और औसत उपयोगकर्ता के लिए समझना मुश्किल होता है।
एक ओर, यह एक और खाली जगह को खोलता है श्रम बाजार, क्योंकि ऐसी प्रणालियों के रखरखाव और विन्यास के क्षेत्र में विशेषज्ञों की कमी है। और दूसरी ओर, यह घरेलू डेवलपर्स के लिए कम लागत के कारण प्रतिस्पर्धा करना संभव बनाता है।

नीचे एक एप्लेट है जो रोगी के विभिन्न राज्यों के लिए चेर्नोव के चेहरों का अनुकरण करता है। आंखों का आकार रोगी के तापमान से मेल खाता है, मुस्कान की वक्रता - ऊपरी दबाव (उदास मुस्कान - अधिक दबाव) और गले में खराश की उपस्थिति/अनुपस्थिति चित्रलेख में कानों की उपस्थिति/अनुपस्थिति के अनुरूप है।
एप्लेट नीचे जावा-सक्षम ब्राउज़र में दिखाई देगा।

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सार (जून 2006) लिखते समय, मास्टर का काम अभी तक पूरा नहीं हुआ है। अंतिम समापन- जनवरी 2007 काम का पूरा पाठ और विषय पर सभी सामग्री लेखक या उसके पर्यवेक्षक से निर्दिष्ट तिथि के बाद प्राप्त की जा सकती है।