यूडीसी 002.53; 004.89; 621.3.068 लेख प्रस्तुत करने की तिथि: 14.03.2014

बुद्धिमान निर्णय समर्थन के लिए बहुआयामी डेटा देखने के लिए संज्ञानात्मक प्रौद्योगिकियां

वी.वी. Tsaplin, पीएच.डी., एसोसिएट प्रोफेसर, चीफ शोधकर्ता(अनुसंधान संस्थान "Tsentrprogramsistem", ave. 50 चलो Oktyabrya, 3a, Tver, 170024, रूस, [ईमेल संरक्षित]); वी.एल. गोरोखोव, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर (सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ आर्किटेक्चर एंड सिविल इंजीनियरिंग, 2nd Krasnoarmeiskaya str।, 4, सेंट पीटर्सबर्ग, 190005, रूस, [ईमेल संरक्षित]); वी.वी. विटकोवस्की, भौतिक और गणितीय विज्ञान के उम्मीदवार, प्रोफेसर (रूसी विज्ञान अकादमी के विशेष खगोल भौतिकी वेधशाला, निज़नी आर्किज़, 1, कराची-चर्केसिया, 369167, रूस, [ईमेल संरक्षित])

लेख संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के सिद्धांतों की रूपरेखा तैयार करता है और निर्णय समर्थन प्रणाली (डीएसएस) के विकास के लिए इसके व्यावहारिक अनुप्रयोग के उदाहरण प्रदान करता है। संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की घटना में डिस्प्ले स्क्रीन पर छवियां उत्पन्न करना शामिल है जो मानव ऑपरेटर के दिमाग में शानदार छवियां बनाते हैं। इन छवियों में सौंदर्य अपील है और एक व्यक्ति के अंतर्ज्ञान को उत्तेजित करते हैं। प्रदर्शन पर छवि उसके दिमाग में एक चलती हुई त्रि-आयामी छवि बनाती है, जो बहुआयामी डेटा के पूरे सेट से बनती है और अध्ययन किए गए विषय क्षेत्र के गुणों को नेत्रहीन रूप से प्रदर्शित करती है। इन छवियों को देखते समय, एक व्यक्ति

ऑपरेटर व्यक्ति की पहचान करने में सक्षम है ज्यामितीय गुणदेखी गई छवि और उन्हें संसाधित बहुआयामी डेटा की विषय सामग्री से कनेक्ट करें। प्रस्तावित संज्ञानात्मक तकनीक को के साथ संयोजित करने में सक्षम होना बहुत महत्वपूर्ण है आधुनिक संभावनाएंबुद्धिमान प्रोग्रामिंग इंटरफेस और बहुआयामी कार्यक्रम सांख्यिकीय विश्लेषणजानकारी। हाइपरबोलिक ज्यामिति और बीजगणितीय किस्मों के आधार पर संज्ञानात्मक विज़ुअलाइज़ेशन के लिए मौलिक रूप से नए एल्गोरिथम दृष्टिकोण प्रस्तावित हैं। पर एक निश्चित अर्थ मेंहम एक नए प्रकार के DSS के उद्भव के बारे में बात कर सकते हैं - संज्ञानात्मक निर्णय समर्थन प्रणाली।

कीवर्ड: बहुआयामी अंतरिक्ष में संज्ञानात्मक छवि, बहुआयामी सांख्यिकीय डेटा का संज्ञानात्मक दृश्य, स्थिति के संज्ञानात्मक दृश्य के लिए एल्गोरिदम, निर्णय समर्थन प्रणाली, आपातकालीन स्थितियां।

प्राप्त 03/14/2014

बहुआयामी डेटा विज़ुअलाइज़िंग कॉग्निटिव टेक्नोलॉजीज़ फॉर डिसीजन-मेकिंग इंटेलिजेंट सपोर्ट Tsaplin V. V., Ph.D. (सैन्य विज्ञान), एसोसिएट प्रोफेसर, मुख्य शोधकर्ता (अनुसंधान संस्थान "सेंटरप्रोग्रामसिस्टेम", 50 लेट ओक्टेब्रिया एवेन्यू। 3 ए, तेवर, 170024, रूसी संघ, [ईमेल संरक्षित]);

गोरोखोव वी.एल., डॉ.एससी. (इंजीनियरिंग), प्रोफेसर (सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ आर्किटेक्चर एंड सिविल इंजीनियरिंग, 2nd Krasnoarmeyskaya St. 4, सेंट पीटर्सबर्ग, 190005, रूसी संघ, [ईमेल संरक्षित]एल.आरयू);

विटकोवस्की वी.वी., पीएच.डी. (भौतिकी और गणित) (रूसी विज्ञान अकादमी की विशेष खगोल भौतिकी वेधशाला, निज़नी आर्किज़ 1, कराचेवो-चर्केसिया, 369167, रूसी संघ, [ईमेल संरक्षित])

सार। लेख निर्णय समर्थन प्रणाली (DSS) के विकास के लिए संज्ञानात्मक मशीन ग्राफिक्स के सिद्धांतों और उदाहरणों का वर्णन करता है। संज्ञानात्मक मशीन ग्राफिक्स घटना ग्राफिक प्रतिनिधित्व प्रदर्शित कर रही है जो मानव ऑपरेटर मस्तिष्क में शानदार छवियां बनाती है। ये छवियां इसके वर्णनात्मक छापों को उत्तेजित करती हैं, जो सोच के सहज तंत्र से निकटता से संबंधित हैं। संज्ञानात्मक प्रभाव इस तथ्य में है कि मनुष्य गतिमान प्रक्षेपण को बहुआयामी अंतरिक्ष में बहुआयामी डेटा गुणों की विशेषता वाले त्रि-आयामी चित्र के रूप में मानता है। बहुआयामी डेटा दृश्य पहलुओं के अध्ययन के बाद उपयोगकर्ता के लिए मानक मशीन ड्राइंग द्वारा दिलचस्प अलग-अलग वस्तुओं या वस्तुओं के समूहों को चित्रित करने की संभावना दिखाई देती है। अगला उपयोगकर्ता क्लस्टर के बारे में सहज उपयोगकर्ता के विचारों और बहुआयामी डेटा में संबंध की जांच करने के लिए छवि रोटेशन प्रक्रिया पर लौट सकता है। अन्य सूचना प्रौद्योगिकियों के संयोजन में संज्ञानात्मक मशीन ड्राइंग विधियों को विकसित करना संभव है। वे विशेष रूप से डिजिटल के पैकेट हैं समझ में यह कहना संभव है कि नए प्रकार के डीएसएस - संज्ञानात्मक निर्णय समर्थन प्रणाली (सीडीएसएस) दिखाई देते हैं।

कीवर्ड: बहुआयामी अंतरिक्ष में संज्ञानात्मक छवि, बहुआयामी सांख्यिकीय डेटा का संज्ञानात्मक दृश्य, पर्यावरण संज्ञानात्मक दृश्य के एल्गोरिदम, निर्णय समर्थन प्रणाली, आपातकालीन स्थितियां।

वर्तमान में, अध्ययन के तहत वस्तुओं के पूरे परिसर के गतिशील रूप से बदलते मापदंडों की एक बड़ी मात्रा के परिचालन विश्लेषण की समस्या प्रासंगिक होती जा रही है। इस तरह की समस्या उत्पन्न होती है, उदाहरण के लिए, सैन्य क्षेत्र में सैन्य अभियानों के सामरिक विश्लेषण में, मानव निर्मित आपदाएं, सामरिक योजना और हथियार प्रणालियों के उपयोग की मॉडलिंग, एक नई पीढ़ी के प्रेषण प्रणालियों के निर्माण में जो स्थिति को दर्शाती हैं। नियंत्रित हवाई क्षेत्र या अन्य परिचालन स्थान में। इन समस्याओं को रणनीतिक और सामरिक मार्शल आर्ट (आधुनिक गणित के संपूर्ण शस्त्रागार का उपयोग करके: संचालन अनुसंधान का सिद्धांत, इष्टतम नियंत्रण और अनुकूलन का सिद्धांत) और आधुनिक हथियारों की स्वचालित प्रणालियों के निर्माण के ढांचे के भीतर गहन रूप से हल किया जाता है।

इन और इसी तरह की अन्य समस्याओं को हल करते समय, ऑपरेटर के अंतर्ज्ञान की बड़ी भूमिका से जुड़ी कई महत्वपूर्ण कठिनाइयों का सामना करना पड़ता है, जो किसी व्यक्ति की अंतर्निहित क्षमता पर सीधे युद्ध की स्थिति या आपात स्थिति (ईएस) को समझने की क्षमता पर आधारित होता है। शत्रुता और मानव निर्मित आपदाओं की आधुनिक परिस्थितियाँ ऑपरेटर को टर्मिनलों के साथ अकेला छोड़ देती हैं, जहाँ एक ही समय में

हजारों मानदंड निर्धारित हैं, जिन्हें वह जल्दी से नहीं समझ पाता है और रचनात्मक रूप से अपने दिमाग में प्रक्रिया करता है। मुख्य कठिनाई यह है कि एक व्यक्ति एक जटिल स्वचालित नियंत्रण और प्रबंधन प्रणाली का एक तत्व है जो उसकी रचनात्मक क्षमताओं के अनुकूल नहीं है। एर्गोनॉमिक्स के ढांचे के भीतर पहले विकसित इस तरह की प्रणाली में ऑपरेटर को एकीकृत करने के तरीकों ने आंशिक रूप से इसे तथाकथित एर्गोटेक्निकल सिस्टम के अनुकूल बनाना संभव बना दिया, लेकिन रचनात्मक और पेशेवर अंतर्ज्ञान की विशाल क्षमता का पूरी तरह से उपयोग नहीं किया गया था।

हालांकि, संज्ञानात्मक विज्ञान, संज्ञानात्मक मनोविज्ञान, ज्ञानमीमांसा और सूचना प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में प्रगति के लिए धन्यवाद, उपरोक्त समस्याओं के मौलिक समाधान के लिए मौलिक रूप से नए अवसर सामने आए हैं। यह प्रगति विशेष रूप से नई प्रौद्योगिकियों और संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के तरीकों के निर्माण में प्रकट हुई थी।

कार्य सिद्धांत। लेखकों द्वारा प्रस्तावित दृष्टिकोण ग्रासमैन मैनिफोल्ड्स के रूप में प्रस्तुत बहुआयामी डेटा को एक बहुआयामी विन्यास (चरण) स्थान में ऑपरेटर-शोधकर्ता द्वारा मनमाने ढंग से निर्दिष्ट विमान पर प्रोजेक्ट करना संभव बनाता है।

चावल। 1. पीड़ितों का स्तरीकरण Pic। 2. समय और क्षेत्रों द्वारा आपातकालीन स्थितियों वाले क्षेत्रों के प्रावधान के मामले में स्रोतों का स्तरीकरण

बचाव के तकनीकी साधन

अंजीर। 2. खतरे के स्रोत 1. दिनांक पर क्षेत्र स्तरीकरण स्तरीकरण

तकनीकी आश्वासन पर साधन और क्षेत्र

चावल। 3. राज्य का स्तरीकरण और उपलब्धता तकनीकी साधनक्षेत्र द्वारा बचाव

अंजीर। 3. मोक्ष सुविधाओं और तकनीकी स्थिति पर क्षेत्र स्तरीकरण

स्टीव साथ ही चयन सबसे अच्छी स्थितिप्रक्षेपण विमान अपनी आंखों के सामने अपने अंतर्ज्ञान और संज्ञानात्मक छवि पर भरोसा करते हुए, उपयोगकर्ता द्वारा स्वयं किया जाता है। बहुआयामी अंतरिक्ष में प्रक्षेपण विमान के उन्मुखीकरण को सक्रिय रूप से प्रभावित करने की क्षमता होने के कारण, शोधकर्ता डेटा की सांख्यिकीय (ज्यामितीय) संरचना के बारे में प्रारंभिक विचारों से मुक्त होता है जो वस्तुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। एक व्यक्ति सीधे स्क्रीन पर समूहों या बहुआयामी सतहों के अनुमानों को देखता है जिसमें उसका डेटा बनता है। यह शानदार छवि अध्ययन के तहत वस्तुओं की उनकी सहज समझ को उत्तेजित करती है।

नीचे लेखकों द्वारा विकसित स्थिति के संज्ञानात्मक दृश्य के साधनों के उपयोग का एक संक्षिप्त उदाहरण है, जो आज के जटिल और तेजी से पर्याप्त निर्णय लेने के लिए ऑपरेटर के अंतर्ज्ञान और अनुभवजन्य अनुभव के सक्रिय और नियंत्रित उत्तेजना की समस्या को हल करने में सक्षम है। बदलते परिवेश। इसके अलावा, अतिपरवलयिक ज्यामिति और बीजीय किस्मों पर आधारित मौलिक रूप से नए एल्गोरिथम दृष्टिकोण प्रस्तावित और विकसित किए गए हैं।

संज्ञानात्मक विज़ुअलाइज़ेशन का एक उदाहरण टेक्नोस्फेरिक खतरों का एक संज्ञानात्मक विश्लेषण है, जो किया जाता है

रूस के आपातकालीन स्थिति मंत्रालय के साथ सहयोग के ढांचे के भीतर ned। अध्ययन नागरिक सुरक्षा के लिए अखिल रूसी अनुसंधान संस्थान के कर्मचारियों की भागीदारी और विशेषज्ञता के साथ आयोजित किया गया था आपात स्थितिरूस का EMERCOM" (विज्ञान के लिए संघीय केंद्र और उच्च प्रौद्योगिकी))। 2012 की पहली तिमाही (703 आपात स्थिति) में दर्ज की गई आपात स्थितियों की जानकारी विश्लेषण के लिए प्रारंभिक डेटा के रूप में उपयोग की गई थी। सैकड़ों सुविधाओं पर होने वाली आपात स्थितियों का विश्लेषण निम्नलिखित चयनित मापदंडों के अनुसार किया गया: माह, राज्य, पैमाने, क्षेत्र, पीड़ितों की संख्या, मौतों की संख्या, कर्मियों, उपकरण, आपात स्थिति का स्रोत।

संभावित विकल्पइन आपातकालीन स्थितियों के विश्लेषण के लिए एक स्थिर स्थिति में संज्ञानात्मक छवियां (पैरामीटर कुल्हाड़ियों की एक जोड़ी द्वारा निर्दिष्ट विमान पर एक बहुआयामी बादल का प्रक्षेपण) आंकड़े 1-3 में दिखाए गए हैं।

यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि आपात स्थिति के विश्लेषण और पूर्वानुमान में एक अतिरिक्त उपकरण के रूप में एक संज्ञानात्मक छवि की पीढ़ी का उपयोग करके बहुआयामी सांख्यिकीय डेटा के विज़ुअलाइज़ेशन के उपयोग ने उनके विशेष वर्गों पर ध्यान आकर्षित करना संभव बना दिया, जिन्हें उपयोग के बिना पता नहीं लगाया जा सकता था। संज्ञानात्मक छवियों की सहज धारणा की।

चावल। 4. हाइपरबोलिक विज़ुअलाइज़र में संज्ञानात्मक छवियां 4. हाइपरबोलिक विज़ुअलाइज़र में संज्ञानात्मक छवियां

संज्ञानात्मक दृश्य के लिए नए एल्गोरिदम। की पेशकश की आगामी विकाशसंज्ञानात्मक विज़ुअलाइज़ेशन एल्गोरिदम k-आयामी प्रक्षेप्य स्थान Pk की ^ -आयामी अतिशयोक्तिपूर्ण स्थान में ^ की व्याख्या के आधार पर, बाद में एक संज्ञानात्मक त्रि-आयामी छवि में परिवर्तन के बाद। बहुआयामी डेटा की हाइपरबोलिक ज्यामिति का यह गठन प्लकर निर्देशांक का उपयोग करके होता है। इस तरह के एल्गोरिदम वस्तुओं के टेराबाइट संग्रह को भी संज्ञानात्मक रूप से देखने में सक्षम हैं। इस प्रकार की एक संज्ञानात्मक छवि चित्र 4 में दिखाई गई है।

हाइपरबोलिक विज़ुअलाइज़ेशन एल्गोरिथ्म पदानुक्रमों के साथ बातचीत के एक कुशल मोड का समर्थन करता है बड़ा आकारपारंपरिक पदानुक्रम रेंडरर्स की तुलना में। जबकि 600x600 पिक्सेल विंडो में एक सामान्य 2D रेंडरर 100 नोड्स प्रदर्शित कर सकता है, एक हाइपरबोलिक ब्राउज़र 1,000 नोड्स प्रदर्शित कर सकता है, जिनमें से लगभग 50 फ़ोकस में हैं और पढ़ने में आसान हैं।

सांख्यिकीय संबंधों का विश्लेषण करते समय यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, कारक विश्लेषण, लक्ष्य का पता लगाने और मान्यता। गतिशील विज़ुअलाइज़ेशन प्रक्रिया अपूर्ण और संभवतः झूठी वस्तुओं की प्रकृति के बारे में एक प्राथमिक जानकारी पर भरोसा नहीं करती है, और इसलिए, किसी विशेष मॉडल के विकृत प्रभाव को अनुमानों में पेश किए बिना, यह गहरी स्थितियों में विज़ुअलाइज्ड छवियों का उपयोग करना संभव बनाता है। युद्ध संचालन और हथियारों के विषय क्षेत्र की प्राथमिक अनिश्चितता। लेखकों ने बहु-प्लेटफ़ॉर्म जावा संस्करण विकसित किए हैं सॉफ्टवेयर सिस्टमस्पेसवॉकर और सामान्य प्रेषण सेवाओं के लिए परिचालन वातावरण के संज्ञानात्मक दृश्य के लिए प्रौद्योगिकियों को लागू करने में सक्षम।

वस्तुओं की स्थिति में थोड़े से परिवर्तन के संज्ञानात्मक नियंत्रण की एक और संभावना है। अध्ययनों से पता चला है कि वस्तुओं के मापदंडों में छोटे बदलाव भी उनकी संज्ञानात्मक छवियों को महत्वपूर्ण रूप से बदलते हैं, जो ऑपरेटर को वस्तुओं की विशेषताओं में बदलाव को तुरंत नोटिस करने की अनुमति देता है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि संज्ञानात्मक छवि बनाते समय हाइपरबोलिक ज्यामिति का उपयोग टेराबाइट बहुआयामी सरणियों की सामग्री को नेत्रहीन रूप से प्रस्तुत करना संभव बनाता है। इसके अलावा, संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के इन अनुप्रयोगों का उपयोग तब और भी प्रभावी होगा जब इसे नेटवर्क प्रौद्योगिकियों में लागू किया जाएगा। ऑनलाइन अंतरिक्ष निगरानी प्रणालियों में परिचालन विश्लेषण की पद्धति शुरू करके एक प्रभावशाली प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है।

बहुआयामी डेटा की बड़ी मात्रा का परिचालन विश्लेषण - संचालन योजना से तकनीकी प्रणालियों की निगरानी और मॉडलिंग तक।

साहित्य

1. गैरेट आर।, लंदन जे। समुद्र में संचालन के मूल सिद्धांत; [प्रति. अंग्रेज़ी से]। एम.: वोन। मॉस्को पब्लिशिंग हाउस, 1974। 268 पी।

2. संज्ञानात्मक दृष्टिकोण; [रेस। ईडी। वी.ए. व्याख्याता]। एम .: "कानन +" रूई "पुनर्वास", 2008। 464 पी।

3. प्रोकोपचिना एस.वी., शस्तोपालोव एम.यू., उत्किन एल.वी., कुप्रियनोव एम.एस., लाज़रेव वी.एल., इमाएव डी.के., गोरोखोव वी.एल., ज़ुक यू.ए., स्पीसिवत्सेव ए.वी. अनिश्चितता के तहत प्रबंधन: मोनोग्राफ। सेंट पीटर्सबर्ग: सेंट पीटर्सबर्ग इलेक्ट्रोटेक्निकल यूनिवर्सिटी "एलईटीआई", 2014 का प्रकाशन गृह। 303 पी।

4. ज़ेनकिन ए.ए. संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स. एम.: नौका, 1991।

5. कुक डी., स्वाइन डी.ई. डेटा विश्लेषण के लिए इंटरएक्टिव और गतिशील ग्राफिक्स। स्प्रिगर, 2009. 345 पी।

6. गोरोखोव वी.एल., मुरावियोव आई.पी. संज्ञानात्मक मशीन ग्राफिक्स। गतिशील अनुमानों और बहुआयामी डेटा के मजबूत विभाजन के तरीके: मोनोग्राफ; [ईडी। ए.आई. मिखाइलुश्किन]। सेंट पीटर्सबर्ग: एसपीबीजीआईईयू, 2007. 170 पी।

7. लो ए. बिग डेटा, सिस्टमिक जोखिम, और गोपनीयता-संरक्षण जोखिम मापन / बिग डेटा और गोपनीयता - वर्क शॉप सारांश रिपोर्ट जून 19, 2013 मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, 2013। 45 पी।

8. रोसेनफेल्ड बी.ए. बहुआयामी रिक्त स्थान. एम.: नौका, 1966. 647 पी।

9. क्लेन एफ। उच्च ज्यामिति। एम.: यूआरएसएस, 2004. 400 पी।

1. गैरेट आरए, लंदन जे.पी.एच. नौसेना संचालन विश्लेषण की मूल बातें। यूनाइटेड स्टेट्स नेवल इंस्टिट्यूट पब्लिक, 1970, 254 पी। (रस। एड।: ​​ओस्नोवी एनालिज़ ऑपरेत्सी ना मोर। मॉस्को, वोएनो इज़डेटलस्टोवो, 1974, 268 पी।)।

2. लेक्टोर्स्की वी.ए. (सं.) कोग्निटिव्नी पोदखोद। मॉस्को, कानोन+ रूई रीबिलिटैट्सिया पब्लिक।, 2008, 464 पी।

3. प्रोकोपचिना एस.वी., शेस्टोपालोव एम.यू., उत्किन एल.वी., कुप्रियनोव एम.एस., लाज़रेव वी.एल., इमाएव डी.एच., गोरोखोव वी.एल., ज़ुक यू.ए., स्पेसिवत्सेव ए.वी. Upravlenie v usloviyakh neopredelyonnosti। मोनोग्राफ, सेंट। पीटर्सबर्ग, सेंट पीटर्सबर्ग पीटर्सबर्ग इलेक्ट्रोटेक्निकल यूनिवर्सिटी। "एलईटीआई" प्रकाशन, 2014, 303 पी।

4. ज़ेनकिन ए.ए. कोग्निटिव्नया कॉम्प्युटर्नया ग्राफिका। मॉस्को, नौका, 1991, 192 पी।

5. कुक डी., स्वाइन डी.ई. डेटा विश्लेषण के लिए इंटरएक्टिव और गतिशील ग्राफिक्स। स्प्रिगर पब्लिक।, 2009, 345 पी।

6. गोरोखोव वी.एल., मुरावयेव आई.पी. कॉग्निटिव्नया मशिनया ग्राफिका। मेटोडी दीनामिचेस्किख प्रोएक्ट्सि और रोबस्तनाया सेगमेंटा-त्सिया मनोगोमेर्निख डैनीख। मोनोग्राफ, सेंट। पीटर्सबर्ग, सेंट पीटर्सबर्ग पीटर्सबर्ग स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ इकोनॉमिक्स (यूनेकॉन) पब्लिक, 2007, 170 पी।

7. लो ए. बड़ा डेटा, प्रणालीगत जोखिम, और गोपनीयता-संरक्षण जोखिम माप। बड़ा डेटा और गोपनीयता - कार्यशाला सारांश रिपोर्ट। 2013, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी पब्लिक।, 2013, 45 पी।

8. रोज़ेनफेल्ड बी.ए. बहुआयामी प्रोस्ट्रान्स्टवा। मॉस्को, नौका, 1966, 647 पी।

9. क्लेन एफ। वैश्य ज्यामिति। मॉस्को, यूआरएसएस पब्लिक।, 2004, दूसरा संस्करण।, 400 पी।

10. विटकोवस्की वी।, कोमारिंस्की एस। 6-डी संज्ञानात्मक प्रौद्योगिकी के माध्यम से बहुआयामी डेटा का दृश्य। खगोलीय डेटा विश्लेषण सॉफ्टवेयर और सिस्टम (एडीएएसएस) XIX। मिज़ुमोटो वाई।, मोरिता के.-आई।, ओहिशी एम। (सं।)। यूएसए, सैन फ्रांसिस्को, 2010, पीपी। 449-553।

कंप्यूटर विज्ञान के अनुप्रयुक्त विज्ञान के ढांचे के भीतर संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स का विकास

कला। ISvEC विभाग के शिक्षक

एसपीबीजीआईईयू की शाखा

लोगों द्वारा समस्याओं को हल करने की प्रक्रिया के विश्लेषण के लिए समर्पित मनोवैज्ञानिकों द्वारा किए गए कई अध्ययनों से पता चला है कि इस प्रक्रिया में पहले दो चरण सबसे अधिक समय लेने वाले हैं। एक व्यक्ति एक निश्चित स्थिति की अस्पष्ट भावना से स्पष्ट रूप से तैयार किए गए कार्य में संक्रमण की प्रक्रिया पर अधिकतम प्रयास करता है। एक नियम के रूप में, अधिकांश शोधकर्ताओं द्वारा इस चरण को रचनात्मक माना जाता है। जिस पर समस्या का विचार बनता है और उसका सूत्रीकरण मांगा जाता है। इसके अलावा, कई मामलों में, मामला केवल एक पेशेवर के आवेदन से संबंधित है।

बीजगणितीय दृष्टिकोण का उपयोग करने की शर्तों के तहत समस्या के निर्माण के चरण विज्ञान की दृष्टि के क्षेत्र से बाहर रहते हैं। यह समस्या स्पष्ट रूप से एल्गोरिथम नहीं है। प्रत्येक कार्य है व्यक्तिगत चरित्र, और किसी भी सामान्य प्रक्रियाओं का अस्तित्व, विशुद्ध रूप से कार्यप्रणाली को छोड़कर (जैसे आविष्कार खोज एल्गोरिदम, यहां शायद ही संभव है)। हालांकि, गणितीय रचनात्मकता की प्रक्रियाओं के बारे में गंभीरता से सोचने वाले प्रख्यात गणितज्ञों ने बार-बार उल्लेख किया है कि किसी समस्या के निरूपण की खोज के चरण में, अक्सर एक महत्वपूर्ण भूमिका किसके द्वारा निभाई जाती थी? ज्यामितीय निरूपणऔर मॉडल। और यह दिलचस्प है कि अक्सर वे सीधे तौर पर हल की जा रही समस्या की प्रकृति से संबंधित नहीं होते थे, लेकिन केवल साहचर्य रूप से इस सूत्रीकरण को जन्म देते थे। इसी घटना को मनोवैज्ञानिकों ने नोट किया है। आइए उन विशेषताओं को सूचीबद्ध करने का प्रयास करें जो कंप्यूटर विज्ञान में एक नई दिशा की विशेषता हैं, जिन्हें कहा जाता है संज्ञानात्मक ग्राफिक्स।इस दिशा की अधिक विस्तृत चर्चा विशेष रूप से संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के लिए समर्पित दुनिया के पहले मोनोग्राफ में निहित है।

कंप्यूटर ग्राफिक्स कंप्यूटर विज्ञान का एक क्षेत्र है जो कंप्यूटर का उपयोग करके छवियों के निर्माण के सभी पहलुओं को शामिल करता है।

1950 के दशक में दिखाई देने पर, सबसे पहले इसने स्क्रीन पर केवल कुछ दर्जन खंडों को प्रदर्शित करना संभव बनाया।

कंप्यूटर ग्राफिक्स स्टील का आधार मौलिक विज्ञान: गणित, रसायन विज्ञान, भौतिकी, आदि।

दृश्य धारणा और सूचना के प्रसारण के लिए लगभग सभी वैज्ञानिक और इंजीनियरिंग विषयों में कंप्यूटर ग्राफिक्स का उपयोग किया जाता है। पायलटों और अन्य व्यवसायों (सिम्युलेटर) के प्रशिक्षण में कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करना भी आम बात है। कंप्यूटर ग्राफिक्स की बुनियादी जानकारी अब एक इंजीनियर और वैज्ञानिक दोनों के लिए आवश्यक है।

कंप्यूटर ग्राफिक्स के अनुप्रयोग का अंतिम परिणाम एक छवि है जिसका उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है।

संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स- वैज्ञानिक सार के लिए कंप्यूटर ग्राफिक्स, नए वैज्ञानिक ज्ञान के जन्म में योगदान। इसका तकनीकी आधार शक्तिशाली कंप्यूटर और उच्च प्रदर्शन वाले विज़ुअलाइज़ेशन उपकरण हैं।

लागू सूचना विज्ञान में संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के उपयोग का एक उदाहरण एल्गोरिथम फ़्लोचार्ट का संज्ञानात्मक दृश्य, अनुसंधान वस्तुओं का त्रि-आयामी प्रतिनिधित्व, डेटा मॉडल का दृश्य प्रतिनिधित्व आदि हो सकता है।

आवधिक कार्यों के लिए एक समान तकनीक का उपयोग किया गया था। जैसा कि आप जानते हैं, आवधिक कार्यों के ग्राफ़ में दोहराए जाने वाले खंड होते हैं, इसलिए, यदि आप आवधिक फ़ंक्शन के ग्राफ़ को नोट्स में स्थानांतरित करते हैं, तो संगीत में दोहराए जाने वाले टुकड़े होंगे।

राष्ट्रीय परियोजनाओं के कार्यान्वयन की निगरानी की समस्या को हल करने के लिए कई कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक है। राष्ट्रीय परियोजनाओं के कार्यान्वयन में स्थिति के पैमाने और गतिशीलता के लिए प्रारंभिक डेटा की एक महत्वपूर्ण मात्रा के तेजी से प्रसंस्करण, विकास और पर्याप्त और समय पर निर्णय लेने की आवश्यकता होती है।

यह निर्णय निर्माता द्वारा विषम जानकारी की धारणा और व्याख्या की समस्या को उठाता है, जो इसकी प्रस्तुति के रूपों को खोजने की समस्या को हल करने की प्रासंगिकता को निर्धारित करता है जो वर्तमान स्थिति को समझने की अस्पष्टता को बाहर या कम करता है।

मनुष्य की सोच इस तरह से निर्मित होती है कि व्यक्ति शब्दों और संख्याओं में नहीं, बल्कि छवियों में सोचता है। आसपास की दुनिया के बारे में जानकारी की धारणा के साथ स्थिति बिल्कुल वैसी ही है: द्वारा बनाई गई छवियां विभिन्न निकायभावनाओं को समग्र रूप से माना जाता है।

अध्ययनों से पता चलता है कि कथित छवि का दृश्य घटक सबसे बड़ा महत्व रखता है। इसका तात्पर्य संख्यात्मक और गैर-संख्यात्मक (मौखिक, ग्राफिक) प्रारंभिक डेटा और उनके विश्लेषणात्मक प्रसंस्करण के परिणामों के विज़ुअलाइज़ेशन की समस्या के प्राथमिकता समाधान की आवश्यकता है।

कंप्यूटर विज्ञान के ढांचे के भीतर, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स निम्नलिखित क्षेत्रों में विकसित हो रहे हैं:

- संज्ञानात्मक ग्राफिक छवियों के तरीकों, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के तरीकों के सामान्य निर्माण का अध्ययन;

- पढाई व्यक्तिगत विशेषताएंधारणा, विशेष रूप से इसकी धारणा;

- निर्णय निर्माताओं की सूचना धारणा मॉडल का विकास;

- डेटा प्रतिनिधित्व के लिए एक वैचारिक और आलंकारिक भाषा के एक वर्णमाला का निर्माण, जिसमें स्टीरियोटाइपिकल प्रतीक शामिल हैं जो आसपास की दुनिया की वस्तुओं और घटनाओं को समानता की अलग-अलग डिग्री के साथ प्रदर्शित करते हैं, सहयोगी रूप से समझने योग्य ग्राफिक प्राइमेटिव जिसमें से किसी भी जटिलता के जीओ को संश्लेषित किया जाता है, और सहायक प्रतीकों की आवश्यकता होती है ग्राफिक प्राइमेटिव्स को जोड़ने और सबसे प्रासंगिक नागरिक सुरक्षा पर ध्यान आकर्षित करने के लिए;

- जीओ के गुणों का अध्ययन जो निर्णय निर्माता को प्रभावित करते हैं जब उन्हें संवेदनाओं के स्तर पर माना जाता है - ऊर्जा, ज्यामितीय, गतिशील;

- वैचारिक-आलंकारिक भाषा के "व्याकरण" का गठन, अर्थात, GO और संज्ञानात्मक दृश्यों के निर्माण के लिए बुनियादी नियम;

- एक वैचारिक और आलंकारिक डेटा प्रस्तुति भाषा के आधार पर प्राथमिकता वाली राष्ट्रीय परियोजनाओं के कार्यान्वयन की निगरानी के लिए सूचना और विश्लेषणात्मक समर्थन के परिणामों की कल्पना करने के लिए एक प्रोटोटाइप सबसिस्टम का विकास;

- निर्णय निर्माता द्वारा दक्षता, पूर्णता, सूचना धारणा की सटीकता के संदर्भ में विकसित प्रोटोटाइप की प्रभावशीलता का प्रयोगात्मक सत्यापन।

अनुप्रयुक्त संज्ञानात्मक विज्ञान की मुख्य दिशाएँ। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस: अवसर और सीमाएं। विशेषज्ञ प्रणालियांऔर निर्णय समर्थन प्रणाली। अर्थव्यवस्था में निर्णय लेने की मॉडलिंग और मानवीय तर्कसंगतता की समस्या। प्राकृतिक भाषा प्रसंस्करण और मशीनी अनुवाद प्रणाली की समस्या। रोबोटिक्स की मुख्य दिशाएँ: आंदोलन के निर्माण, अंतरिक्ष में अभिविन्यास और मोबाइल रोबोट के प्रशिक्षण के मॉडलिंग की समस्याएं। मानव-कंप्यूटर संपर्क: बुनियादी दृष्टिकोण और अनुसंधान के तरीके। संज्ञानात्मक एर्गोनॉमिक्स। डिजाइन और कंप्यूटर ग्राफिक्स। आभासी वास्तविकताएँ।

हाइपरटेक्स्ट तकनीकों का व्यापक उपयोग और इन तकनीकों से निकटता से जुड़े मल्टीमीडिया प्रतिमान भी संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के विकास को प्रोत्साहित करते हैं। जैसा कि आप जानते हैं, मल्टीमीडिया प्रतिमान ग्रंथों और छवियों के अधिकारों की बराबरी करता है। एक गैर-रेखीय प्रतिनिधित्व (नेटवर्क के रूप में) में, जो हाइपरटेक्स्ट प्रौद्योगिकियों के लिए विशिष्ट है, मल्टीमीडिया प्रतिमान आपको पाठ से छवियों में संक्रमण करते हुए, पाठ स्तर और छवि स्तर दोनों पर नेटवर्क को नेविगेट करने की अनुमति देता है। किसी भी समय, और इसके विपरीत।

इस प्रकार, "टेक्स्ट-ड्राइंग" और "ड्राइंग-टेक्स्ट" प्रकार की प्रणालियाँ मल्टीमीडिया प्रतिमान और संज्ञानात्मक ग्राफिक्स से निकटता से संबंधित हैं, और स्वयं संज्ञानात्मक ग्राफिक्स और हाइपरटेक्स्ट तकनीक के बीच बातचीत के परिणामों में से एक हैं।

अनुसंधान स्वचालन प्रणालियों में, संज्ञानात्मक ग्राफिक्स का उपयोग उन विचारों को देखने के साधन के रूप में किया जा सकता है जिन्हें अभी तक कोई सटीक अभिव्यक्ति नहीं मिली है। इन उपकरणों के उपयोग का एक अन्य उदाहरण फ़ज़ी लॉजिक्स में बुनियादी संचालन का चयन करने के लिए एक विशेष संज्ञानात्मक ग्राफिक्स है, जिसमें नीले और लाल क्षेत्रों का वैश्विक रंग वितरण संयोजन और विघटन जैसे परिभाषित संचालन की "कठोरता" की विशेषता है।

इस क्षेत्र में, संज्ञानात्मक ग्राफिक्स का उपयोग समस्याओं को औपचारिक रूप देने के चरण में और प्रशंसनीय परिकल्पनाओं को सामने रखने की प्रक्रिया में किया जाता है।

कृत्रिम बुद्धि प्रणालियों के क्षेत्र में, संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स मॉडलिंग स्थितियों के लिए बीजीय और ज्यामितीय दृष्टिकोण के कारण अन्य प्रणालियों की तुलना में अधिक परिणाम प्राप्त करेंगे और विभिन्न विकल्पउनके निर्णय।

तो, वैज्ञानिक अनुसंधान में, मौलिक सहित, के लिए विशेषता आरंभिक चरणआईसीजी के उदाहरणात्मक कार्य पर जोर तेजी से उन आईसीजी क्षमताओं के उपयोग की ओर बढ़ रहा है जो इसे सक्रिय करना संभव बनाते हैं मानवजटिल स्थानिक पैटर्न में सोचने की क्षमता। इस संबंध में, ICG के दो कार्य स्पष्ट रूप से प्रतिष्ठित होने लगे हैं: उदाहरणात्मक और संज्ञानात्मक।

आईसीजी का निदर्शी कार्य कम या ज्यादा पर्याप्त दृश्य डिजाइन में शामिल करना संभव बनाता है जो पहले से ही ज्ञात है, यानी, हमारे आसपास की दुनिया में या शोधकर्ता के सिर में एक विचार के रूप में पहले से मौजूद है। ICG का संज्ञानात्मक कार्य एक निश्चित ICG छवि का उपयोग एक नया, यानी ज्ञान प्राप्त करने के लिए करना है जो अभी तक किसी विशेषज्ञ के सिर में भी मौजूद नहीं है, या, के अनुसार कम से कम, इस ज्ञान को प्राप्त करने की बौद्धिक प्रक्रिया में योगदान करें।

आईसीजी के दृष्टांत और संज्ञानात्मक कार्यों के बीच अंतर का यह मूल विचार ज्ञान के वर्गीकरण में अच्छी तरह से फिट बैठता है और संगनक् सिस्टमशैक्षिक उद्देश्य। ग्राफिक, एनीमेशन, ऑडियो और वीडियो चित्रण के साथ पूर्व-तैयार जानकारी के रूप में प्रस्तुत ज्ञान के एक स्पष्ट हिस्से को छात्रों को स्थानांतरित करते समय आईसीजी के उदाहरणात्मक कार्यों को एक घोषणात्मक प्रकार की शैक्षिक प्रणालियों में लागू किया जाता है। आईसीजी का संज्ञानात्मक कार्य प्रक्रियात्मक-प्रकार की प्रणालियों में प्रकट होता है, जब छात्र अनुसंधान के माध्यम से ज्ञान "प्राप्त" करते हैं। गणितीय मॉडलवस्तुओं और प्रक्रियाओं का अध्ययन किया जा रहा है, और चूंकि ज्ञान निर्माण की यह प्रक्रिया सोच के सही गोलार्ध तंत्र पर आधारित है, इसलिए यह ज्ञान स्वयं प्रकृति में काफी हद तक व्यक्तिगत है। प्रत्येक व्यक्ति अवचेतन की तकनीक बनाता है मानसिक गतिविधिमेरे अपने तरीके से। 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।

इनमें आईसीजी की भूमिका शैक्षिक अनुसंधान overestimate करने के लिए कठिन। यह पाठ्यक्रम की आईसीजी छवियां और गणितीय मॉडल पर प्रयोगों के परिणाम हैं जो प्रत्येक छात्र को अपनी संपूर्ण अखंडता और विभिन्न कनेक्शनों में अध्ययन की जा रही वस्तु या घटना की अपनी छवि बनाने की अनुमति देते हैं। इसमें कोई संदेह नहीं है कि आईसीजी छवियां, सबसे पहले, एक संज्ञानात्मक, और एक उदाहरणात्मक कार्य नहीं करती हैं, क्योंकि एक प्रक्रियात्मक प्रकार के कंप्यूटर सिस्टम के साथ शैक्षिक कार्य की प्रक्रिया में, छात्र पूरी तरह से व्यक्तिगत होते हैं, यानी, ऐसे घटक जो मौजूद नहीं होते हैं इस रूप में किसी के लिए ज्ञान।

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 कि घोषणात्मक शैक्षिक कंप्यूटर सिस्टम के शिक्षक-डेवलपर द्वारा "निवेश" नहीं किए गए थे। इस प्रकार, ICG छवि का निदर्शी कार्य एक संज्ञानात्मक कार्य में बदल जाता है। दूसरी ओर, आगे के प्रयोगों में प्रक्रियात्मक प्रकार की शैक्षिक प्रणालियों के साथ पहले प्रयोगों के दौरान आईसीजी छवि का संज्ञानात्मक कार्य पहले से ही "खोज" के लिए एक उदाहरण कार्य में बदल जाता है और इसलिए, वस्तु की एक नई संपत्ति नहीं रह जाती है पढाई।

फिर भी, मानव सोच के तार्किक और सहज तंत्र में मूलभूत अंतर, ज्ञान प्रतिनिधित्व और उनके विकास के तरीकों के रूप 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 तैयार करने की अनुमति देते हैं। शैक्षिक उद्देश्यों के लिए कंप्यूटर सिस्टम के विकास में आईसीजी छवियों के उपचारात्मक कार्य।

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

1. जेनकिन ए.ए. संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स। - एम .: नौका, 1991. - 192 पी।

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 उन विशेषताओं को अलग करना है जो ग्राफिकल ऑब्जेक्ट बनाती 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, एक गणितज्ञ अध्ययन के तहत निर्भरता के मापदंडों में एक निर्देशित परिवर्तन के परिणामों की ज्यामितीय छवियों को आसानी से प्राप्त कर सकता है। वह मापदंडों के वर्तमान मूल्यों को भी आसानी से प्रबंधित कर सकता है, "जिससे इन मापदंडों में विविधताओं की भूमिका के बारे में उनकी समझ गहरी हो जाती है।" नतीजतन, "कई नए प्रमेय प्राप्त हुए और आगे के शोध के लिए दिशा-निर्देशों की पहचान की गई।"

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 साबित कर दिया है कि किसी व्यक्ति की मानसिक क्षमताओं को वास्तविकता के मानसिक प्रतिबिंब के उच्चतम मौखिक-तार्किक स्तर के साथ जोड़ना गैरकानूनी 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 गुणों के अध्ययन पर अपने काम में माना था विभिन्न अवधारणाएंसंख्या सिद्धांत से 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 तकनीकी प्रणालियों के प्रबंधन पर निर्णय लेने का समर्थन करने के लिए, आधारित प्रणालियों में 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 पारंपरिक कंप्यूटर ग्राफिक्स सिस्टम से "वर्चुअल वर्ल्ड" (वीआर सिस्टम) बनाता है।

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, एक ऐसी वस्तु को छू सकता है जो केवल कंप्यूटर की मेमोरी में मौजूद है, सेंसर से भरे दस्ताने को लगाकर। 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।

"काल्पनिक दुनिया" प्रतिमान के आधार पर सीखने के लिए एक आभासी वास्तविकता प्रणाली के निर्माण की समस्या पर विचार करें भौतिक नियमस्टैटिक्स, किनेमेटिक्स और डायनामिक्स। 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। नीचे हम ऐसी प्रणालियों के निर्माण के लिए TEKRIS सिस्टम और ग्राफिकल टूल्स के सामान्य विवरण पर विचार करते हैं।

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 ग्राफिकल 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, सॉफ़्टवेयर घटकों को आयतों के रूप में दर्शाया गया है, और स्रोत और मध्यवर्ती फ़ाइलों को अंडाकार के रूप में दर्शाया गया है।

प्राकृतिक भाषा में गतिशील स्थिति का विवरण भाषाई संसाधक के इनपुट को फीड किया जाता है। विषय की दुनिया की शब्दावली 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 और एक तार्किक ब्लॉक के एक ब्लॉक का उपयोग करते हुए, दृश्यों के अस्थायी अनुक्रम के रूप में स्थिति के विकास के प्रक्षेपवक्र का विवरण बनाता है जो पाठ द्वारा दी गई स्थिति के विकास की गतिशीलता को दर्शाता 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 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 छिपाने की अनुमति देता है।

घनाभ के फलकों को भी प्रक्षेपण क्षेत्र के दृष्टिकोण के क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। प्रत्येक चेहरे के 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 के निर्देशांक, tij - दिशा कोसाइन, यानी ऑब्जेक्ट सिस्टम के कुल्हाड़ियों / और j के बीच के कोण का cos।

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 कार्यक्रमआपको 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 अनुमानों और उसके आइसोमेट्रिक प्रक्षेपण द्वारा कब्जा कर लिया गया है, और समन्वय अक्षों के चारों ओर घूर्णन 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 जाता 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, प्रोग्राम आयामों को बदलने के मोड पर स्विच हो जाएगा, जो तीन ऑर्थोगोनल अनुमानों में से एक में घटक के अनुरूप आयत के निचले दाएं कोने को स्थानांतरित करके किया जाता है। 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 सेट किया गया है (आकृति में, कुर्सी का "बाएं हाथ"), जिसे बदला जा सकता है यदि आवश्यक 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 ग्रे में दिखाए गए हैं, 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 ड्राइंग 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 ऑब्जेक्ट बिल्ट-इन है (ग्राफ़िकल ऑब्जेक्ट के बेस में मौजूद 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 (शब्द के व्यापक अर्थों में) के क्षेत्र में नई पीढ़ियों की प्रणाली बनाने के लिए विधियों और उपकरणों के निर्माण की समस्याओं पर विचार करते समय, मैं एक बार फिर आलंकारिक, गैर-मौखिक प्रतिनिधित्व की असाधारण भूमिका पर जोर देना चाहूंगा। सीखने, नए ज्ञान की खोज, प्रबंधन जटिल वस्तुओं आदि सहित विभिन्न रचनात्मक और बौद्धिक प्रक्रियाओं में, इसलिए मानव क्षमताओं की पूरी श्रृंखला का उपयोग करने में मदद करने के लिए नए उपकरणों की आवश्यकता होती है। 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

5. ज़ेनकिन ए.ए. संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स // एम .: नौका, 1991.-एस। 187.

7. रक्चीवा टी.ए. ईसीजी // सॉफ्टवेयर उत्पादों और प्रणालियों की लयबद्ध संरचना का संज्ञानात्मक प्रतिनिधित्व। - 1992. -एल6 2.- एस। 38-47।

4. एरेमीव ए.पी., कोरोटको ओ.वी., पोपोव ए.वी. निर्णय समर्थन प्रणालियों के लिए दृश्य नियंत्रक // कार्यवाही / श कॉन्फि। कृत्रिम बुद्धि पर। टवर.-1992। टी। 1.- एस। 142-145।

2. बखरेव आई.ए., लेडर वी.ई., माटेकिन एम.पी. स्मार्ट डे ग्राफिक्स टूल्स डिस्प्ले

जटिल गतिकी तकनीकी प्रक्रिया// सॉफ्टवेयर उत्पाद और सिस्टम। -1992। - संख्या 2.- एस। 34-37।

8. वी.बजदौन, एलएक्सितविंटसेवा। एसजेवीफालिटोव एट अल। टेकरिस: टेक्स्ट एनिमेशन के लिए इंटेलिजेंट सिस्टम // प्रोक। पूर्व-पश्चिम सम्मेलन के। कला पर। इंटेल। EWAIC93. 7-9 सितंबर, मास्को, रूस। 1993.

3. हैमिल्टन जे।, स्मिथए।, मैकविलियम्स जी। एट अल। एक आभासी वास्तविकता// व्यापार का हफ्ता। - 1993. - नंबर 1।

6. लिटविंटसेवा एल.वी. त्रि-आयामी गतिशील दृश्यों के लिए एक विज़ुअलाइज़ेशन सिस्टम का वैचारिक मॉडल // सॉफ़्टवेयर उत्पाद और सिस्टम। संख्या 2.1992।

1. बैदुन वी.वी., बुनिन ए.आई., बनीना ओ.यू. TEKRIS सिस्टम में गतिशील स्थानिक दृश्यों के पाठ विवरण का विश्लेषण // सॉफ्टवेयर उत्पाद और सिस्टम। -1992। -क्रम 3। - एस 42-48।

4. इंजीनियरिंग प्रशिक्षण में संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स

इंटरेक्टिव कंप्यूटर ग्राफिक्स (आईसीजी) टूल्स के उद्भव और विकास ने शिक्षा क्षेत्र के लिए मौलिक रूप से नई ग्राफिक संभावनाएं खोल दी हैं, जिसके लिए छात्र छवि विश्लेषण की प्रक्रिया में अपनी सामग्री, आकार, आकार और रंग को गतिशील रूप से नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे सबसे बड़ी दृश्यता प्राप्त हो सकती है। आईसीजी की ये और कई अन्य संभावनाएं अभी भी शिक्षकों द्वारा खराब समझी जाती हैं, जिसमें शिक्षा की सूचना प्रौद्योगिकी के डेवलपर्स भी शामिल हैं, जो पूरी तरह से उपयोग करने की अनुमति नहीं देते हैं। प्रशिक्षण क्षमताआईकेजी. तथ्य यह है कि शैक्षिक कंप्यूटर सिस्टम में ग्राफिक्स 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 ज्ञान युक्त पर ICG का प्रभाव, रचनात्मक सोचकृत्रिम बुद्धि की समस्याओं में एक नई दिशा के उद्भव के लिए नेतृत्व किया, जिसे संज्ञानात्मक (यानी, संज्ञान की सुविधा) कंप्यूटर ग्राफिक्स के काम में बुलाया गया। पर यह अनुभागइंजीनियरिंग प्रशिक्षण में संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स की भूमिका और स्थान पर विचार किया जाता है, कई प्रसिद्ध लोगों पर चर्चा की जाती है और क्षेत्रों के ग्राफिक प्रदर्शन के नए और अधिक संज्ञानात्मक तरीके प्रस्तावित किए जाते हैं। भौतिक पैरामीटर, संबंधित छवियों के निर्माण के लिए एल्गोरिदम का वर्णन किया गया है, और उनकी संज्ञानात्मक दक्षता के दृष्टिकोण से विचार की गई विज़ुअलाइज़ेशन विधियों की तुलना करने के परिणाम प्रस्तुत किए गए हैं।

4.1. मानव सोच का द्वैतवाद
मानव मन विचार के दो तंत्रों का उपयोग करता है। उनमें से एक आपको पात्रों के सार तारों के साथ, ग्रंथों के साथ, और इसी तरह काम करने की अनुमति देता है। सोच के इस तंत्र को आमतौर पर प्रतीकात्मक, बीजीय या तार्किक कहा जाता है। सोच का दूसरा तंत्र इन छवियों के बारे में संवेदी छवियों और विचारों के साथ काम करता है। इसे आलंकारिक, ज्यामितीय, सहज आदि कहा जाता है। शारीरिक रूप से, तार्किक सोच बाएं गोलार्ध से जुड़ी है मानव मस्तिष्क, और आलंकारिक सोच - सही गोलार्ध के साथ।
मानव मस्तिष्क के गोलार्द्धों के काम में मुख्य अंतर अमेरिकी वैज्ञानिक आर। स्पेरी द्वारा खोजा गया था, जिन्होंने कभी चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए मिर्गी के रोगियों में इंटरहेमिस्फेरिक कनेक्शन काटने का जोखिम उठाया था। एक व्यक्ति जिसका दायां गोलार्द्ध "अक्षम" था और बायां गोलार्द्ध "काम करता था" ने मौखिक रूप से संवाद करने की क्षमता को बनाए रखा, शब्दों, संख्याओं और अन्य के लिए सही ढंग से प्रतिक्रिया दी पारंपरिक संकेत, लेकिन अक्सर असहाय हो जाते हैं जब भौतिक दुनिया की वस्तुओं या उनकी छवियों के साथ कुछ करना आवश्यक होता है। जब केवल एक "दाएं" गोलार्ध ने काम किया, तो रोगी आसानी से ऐसे कार्यों का सामना करता था, कला के कार्यों, धुनों और भाषण के स्वरों से अच्छी तरह वाकिफ था, खुद को अंतरिक्ष में उन्मुख करता था, लेकिन जटिल भाषण निर्माणों को समझने की क्षमता खो देता था और बोल नहीं सकता था किसी भी तरह का सुसंगत तरीका।
मानव मस्तिष्क का प्रत्येक गोलार्द्ध बाहरी दुनिया को समझने, इसके बारे में जानकारी संसाधित करने और इस दुनिया में व्यवहार की योजना बनाने के लिए एक स्वतंत्र प्रणाली है। बायां गोलार्द्ध, जैसा कि यह था, एक बड़ा और शक्तिशाली कंप्यूटर है जो उनके प्रसंस्करण के लिए संकेतों और प्रक्रियाओं से संबंधित है। प्राकृतिक भाषा भाषण, शब्दों में सोच, सूचना प्रसंस्करण के लिए तर्कसंगत-तार्किक प्रक्रियाएं आदि। - यह सब बाएं गोलार्ध में महसूस किया जाता है। सही गोलार्ध में, संवेदी छवियों के स्तर पर सोच का एहसास होता है: दुनिया की सौंदर्य बोध, संगीत, पेंटिंग, साहचर्य मान्यता, मौलिक रूप से नए विचारों और खोजों का जन्म, आदि। कल्पनाशील सोच का वह सभी जटिल तंत्र, जिसे अक्सर एकल शब्द "अंतर्ज्ञान" द्वारा परिभाषित किया जाता है, मस्तिष्क गतिविधि का सही गोलार्ध क्षेत्र है।
अक्सर, सही-मस्तिष्क की सोच कला में गतिविधियों से जुड़ी होती है। कभी-कभी इस सोच को कलात्मक भी कहा जाता है। हालाँकि, और भी अधिक औपचारिक गतिविधियाँ काफी हद तक सोच के सहज तंत्र का उपयोग करती हैं। वैज्ञानिक गतिविधि में अंतर्ज्ञान की भूमिका के बारे में प्रमुख वैज्ञानिकों के बयान उत्सुक हैं। "सच्चा मूल्य," ए आइंस्टीन ने कहा, "संक्षेप में, केवल अंतर्ज्ञान है। मेरे लिए, इसमें कोई संदेह नहीं है कि हमारी सोच मूल रूप से, प्रतीकों (शब्दों) को छोड़कर, और इसके अलावा, अनजाने में आगे बढ़ती है।" और कहीं और: "कोई भी वैज्ञानिक सूत्रों में नहीं सोचता।"
यहां तक ​​​​कि गणित के रूप में विज्ञान का ऐसा अमूर्त औपचारिक क्षेत्र भी सही-मस्तिष्क की सोच का महत्वपूर्ण उपयोग करता है। "आपको अनुमान लगाना होगा गणितीय प्रमेयइससे पहले कि आप इसे साबित करें; इससे पहले कि आप इसके बारे में विस्तार से जाने से पहले आपको सबूत के विचार का अनुमान लगाना होगा।" ए पोंकारे और भी स्पष्ट रूप से बोलते हैं: "... अंकगणित बनाने के लिए, साथ ही ज्यामिति या किसी भी प्रकार का बनाने के लिए। विज्ञान, आपको शुद्ध तर्क के अलावा कुछ और चाहिए। इसके लिए हमारे पास "अंतर्ज्ञान" के अलावा और कोई शब्द नहीं है।
सोच के दो तंत्रों के बीच अंतर को सूचना के अलग-अलग तत्वों से एक सुसंगत पाठ को संकलित करने के सिद्धांतों द्वारा चित्रित किया जा सकता है: बाएं-मस्तिष्क की सोच इन तत्वों से एक स्पष्ट संदर्भ बनाती है, अर्थात। वस्तुओं और घटनाओं के बीच सभी अनगिनत कनेक्शनों में से, यह सक्रिय रूप से केवल कुछ ही चुनता है जो किसी दिए गए विशिष्ट कार्य के लिए सबसे आवश्यक हैं। सही गोलार्ध की सोच एक बहु-मूल्यवान संदर्भ बनाती है, एक या कई घटनाओं के लगभग सभी संकेतों और कनेक्शनों को एक साथ समझने के लिए धन्यवाद। दूसरे शब्दों में, तार्किक-संकेत सोच दुनिया की तस्वीर में कुछ कृत्रिमता का परिचय देती है, जबकि आलंकारिक सोच दुनिया की धारणा की एक प्राकृतिक तात्कालिकता प्रदान करती है।
मानव सोच और मानव व्यवहार वातानुकूलित हैं संयुक्त कार्यमानव मस्तिष्क के दोनों गोलार्द्ध। कुछ स्थितियों में, सोच का तार्किक घटक दूसरों में, सहज ज्ञान युक्त होता है। मनोवैज्ञानिकों के अनुसार, सभी लोगों को तीन समूहों में बांटा गया है: प्रमुख "बाएं गोलार्ध" सोच के साथ, "दाएं गोलार्ध" के साथ, मिश्रित सोच के साथ। यह विभाजन आनुवंशिक रूप से पूर्व निर्धारित होता है, और एक या दूसरे प्रकार की सोच की प्रवृत्ति को निर्धारित करने के लिए विशेष परीक्षण होते हैं।
ऊपर वर्णित बाएं और दाएं गोलार्द्ध सूचना प्रसंस्करण रणनीतियों के बीच मूलभूत अंतर सीधे विभिन्न क्षमताओं के गठन से संबंधित हैं। तो, वैज्ञानिक रचनात्मकता के लिए, अर्थात्। पारंपरिक विचारों को दूर करने के लिए, दुनिया को उसकी संपूर्णता में देखना आवश्यक है, जिसमें एक बहु-मूल्यवान संदर्भ (लाक्षणिक सोच) को व्यवस्थित करने की क्षमताओं का विकास शामिल है। वास्तव में, कई अवलोकन हैं कि जो लोग रचनात्मक रूप से सोचने की क्षमता बनाए रखते हैं, उनके लिए रचनात्मक गतिविधि नियमित, नीरस काम की तुलना में कम थका देने वाली होती है। लेकिन जिन लोगों ने कल्पनाशील सोच की क्षमता विकसित नहीं की है, वे अक्सर यांत्रिक काम करना पसंद करते हैं, और यह उन्हें उबाऊ नहीं लगता, क्योंकि वे अपनी औपचारिक-तार्किक सोच से "गुलाम" थे। इससे यह स्पष्ट होता है कि कम उम्र से ही शिक्षा और प्रशिक्षण का सही ढंग से निर्माण करना कितना महत्वपूर्ण है ताकि दोनों एक व्यक्ति के लिए आवश्यकसोच के प्रकार सामंजस्यपूर्ण रूप से विकसित हुए, ताकि लाक्षणिक सोच तर्कसंगतता से विवश न हो, ताकि किसी व्यक्ति की रचनात्मक क्षमता समाप्त न हो।
बुद्धिमान प्रणालियों के विकास में, जैसा कि डी.ए. पोस्पेलोव, एक "बाएं गोलार्द्ध का रोल" है। इससे भी अधिक हद तक, जाहिरा तौर पर, ऐसा "बाएं गोलार्ध का झुकाव" आधुनिक शिक्षा की विशेषता है, जिसमें कंप्यूटर के तरीके और इसमें उपयोग किए जाने वाले साधन शामिल हैं। घटना इतनी हानिरहित नहीं है। इंजीनियरिंग प्रशिक्षण के कम्प्यूटरीकरण का नकारात्मक प्रभाव, जिसकी ऊपर चर्चा की गई थी (पैराग्राफ 3.1 देखें), काफी हद तक सोच के सहज, कल्पनाशील तंत्र पर उपयोग किए जाने वाले कंप्यूटर सिस्टम के कमजोर प्रभाव के कारण है।
इस संबंध में, ज्ञान के निहित, अवचेतन घटकों का एक स्पष्ट आवंटन हमें कंप्यूटर ग्राफिक्स विधियों सहित विधियों और शिक्षण सहायता के लिए उपयुक्त आवश्यकताओं को तैयार करने के लिए, उनके विकास के कार्य को स्पष्ट रूप से निर्धारित करने की अनुमति देता है।

4.2. कंप्यूटर ग्राफिक्स के निदर्शी और संज्ञानात्मक कार्य

वर्तमान में, इंटरैक्टिव कंप्यूटर ग्राफिक्स नई सूचना प्रौद्योगिकियों के सबसे तेजी से विकासशील क्षेत्रों में से एक है। इसलिए, मौलिक अनुसंधान सहित वैज्ञानिक अनुसंधान में, आईसीजी के उदाहरणात्मक कार्य पर जोर, जो प्रारंभिक चरण की विशेषता है, उन आईसीजी क्षमताओं के उपयोग की ओर तेजी से बढ़ रहा है जो सक्रिय करने की अनुमति देते हैं "... सोचने की मानवीय क्षमता जटिल स्थानिक छवियों में"। इस संबंध में, वे ICG के दो कार्यों के बीच स्पष्ट रूप से अंतर करना शुरू करते हैं: उदाहरणात्मक और संज्ञानात्मक।

आईसीजी का उदाहरणात्मक कार्य कमोबेश पर्याप्त दृश्य डिजाइन में केवल वही शामिल करना संभव बनाता 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। ICG का संज्ञानात्मक कार्य एक नया प्राप्त करने के लिए कुछ ICG छवि का उपयोग 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।

वैज्ञानिक अनुसंधान में आईसीजी के उपयोग का वर्णन करते समय पेपर में हाइलाइट किए गए आईसीजी के चित्रण और संज्ञानात्मक कार्यों के बीच अंतर का मुख्य विचार, शैक्षिक उद्देश्यों के लिए ज्ञान और कंप्यूटर सिस्टम के वर्गीकरण में अच्छी तरह से फिट बैठता है (देखें खंड 1.1 ) ग्राफिक, एनीमेशन, ऑडियो और वीडियो चित्रण (छवि 4.1) के साथ पूर्व-तैयार जानकारी के रूप में प्रस्तुत ज्ञान के एक स्पष्ट हिस्से को छात्रों को स्थानांतरित करते समय आईसीजी के उदाहरणात्मक कार्यों को एक घोषणात्मक प्रकार की शैक्षिक प्रणालियों में लागू किया जाता है। ICG का संज्ञानात्मक कार्य एक प्रक्रियात्मक प्रकार की प्रणालियों में प्रकट होता है, जब छात्र अध्ययन की जा रही वस्तुओं और प्रक्रियाओं के गणितीय मॉडल पर शोध के माध्यम से ज्ञान "प्राप्त" करते हैं, और चूंकि ज्ञान निर्माण की यह प्रक्रिया एक सहज ज्ञान युक्त दाएं-गोलार्ध पर आधारित है। सोच का तंत्र, 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।

चावल। 4.1. कंप्यूटर ग्राफिक्स के संज्ञानात्मक और उदाहरणात्मक कार्यों के बीच वैचारिक अंतर

इन शैक्षिक अध्ययनों में आईसीजी की भूमिका को कम करके आंका नहीं जा सकता है। यह पाठ्यक्रम की आईसीजी छवियां और गणितीय मॉडल पर प्रयोगों के परिणाम हैं जो प्रत्येक छात्र को अपनी संपूर्ण अखंडता और विभिन्न कनेक्शनों में अध्ययन की जा रही वस्तु या घटना की अपनी छवि बनाने की अनुमति देते हैं। इसमें कोई संदेह नहीं है कि आईसीजी छवियां, सबसे पहले, एक संज्ञानात्मक, और एक उदाहरणात्मक 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, ICG छवि का निदर्शी कार्य एक संज्ञानात्मक कार्य में बदल जाता है। दूसरी ओर, आगे के प्रयोगों में प्रक्रियात्मक प्रकार की शैक्षिक प्रणालियों के साथ पहले प्रयोगों के दौरान आईसीजी छवि का संज्ञानात्मक कार्य पहले से ही "खोज" के लिए एक उदाहरण कार्य में बदल जाता है और इसलिए, वस्तु की एक नई संपत्ति नहीं रह जाती है पढाई।

हालाँकि, मानव सोच के तार्किक और सहज तंत्र में मूलभूत अंतर, ज्ञान प्रतिनिधित्व और उनके विकास के तरीकों के रूप 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 इसे संभव बनाते हैं। शैक्षिक उद्देश्यों के लिए कंप्यूटर सिस्टम के विकास में आईसीजी छवियों के उपचारात्मक कार्यों को और अधिक स्पष्ट रूप से तैयार करने के लिए।

4.3. संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के कार्य

काम की प्रस्तावना में, कृत्रिम बुद्धि के क्षेत्र में एक प्रसिद्ध विशेषज्ञ डी ए पोस्पेलोव ने संज्ञानात्मक कंप्यूटर ग्राफिक्स के तीन मुख्य कार्यों को तैयार किया। 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।

एक प्रक्रियात्मक प्रकार के इंजीनियरिंग विश्लेषण, कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन और शैक्षिक कंप्यूटर सिस्टम के लिए सिस्टम के डेवलपर्स यहां वर्णित संज्ञानात्मक ग्राफिक्स के कार्यों में से दूसरे के साथ काम कर रहे हैं, जब बहुआयामी गणितीय मॉडल पर शोध के दौरान प्राप्त तकनीकी वस्तु के बारे में ज्ञान और सामान्य प्रतीकात्मक-डिजिटल रूप में प्रस्तुत बड़ी मात्रा में जानकारी के कारण मानव विश्लेषण के लिए दुर्गम हो जाता है। आइए हम उच्च संज्ञानात्मक क्षमता के साथ संबंधित छवियों के निर्माण के लिए तकनीकी वस्तुओं और एल्गोरिदम की भौतिक विशेषताओं के क्षेत्रों को प्रदर्शित करने के लिए कई तरीकों पर विचार करें।

4.4. विज़ुअलाइज़ेशन एल्गोरिदम की मान्यताएँ

हम मानेंगे कि मानक ग्राफिकल फ़ंक्शंस का एक सेट जो प्रोग्रामर शैक्षिक एप्लिकेशन प्रोग्राम विकसित करते समय उपयोग करते हैं, आपको डिस्प्ले स्क्रीन पर एक बिंदु को हाइलाइट करने की अनुमति देता है, इसके निर्देशांक और रंग को इंगित करता है, एक सीधी रेखा खंड खींचता है, इसके रंग और सिरों के निर्देशांक का संकेत देता है, ज्यामितीय समन्वय परिवर्तन और प्रक्षेपण परिवर्तन करें।

हम यह भी मानेंगे कि भौतिक विशेषताओं के चित्रित क्षेत्र को त्रिकोणीय या चतुर्भुज आकार के तत्वों (पीएसई) के फ्लैट नेटवर्क के नोड्स में असतत मूल्यों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। यह नेटवर्क या तो पूरे क्षेत्र या उसके टुकड़े को प्रदर्शित कर सकता है, उदाहरण के लिए, एक विमान द्वारा त्रि-आयामी क्षेत्र का एक खंड। ध्यान दें कि मापदंडों के प्रतिनिधित्व का यह रूप कई संख्यात्मक ग्रिड विधियों के लिए स्वाभाविक है, उदाहरण के लिए, सीएडी में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली परिमित तत्व विधि में ग्रिड सन्निकटन शामिल है।

इसलिए, लागू ग्राफिक कार्यक्रमों के इनपुट पर जो नीचे दिए गए एल्गोरिदम को लागू करते हैं, नेटवर्क नोड्स में प्रदर्शित विशेषताओं के मूल्यों के साथ पीएसई का एक टोपोलॉजिकल और ज्यामितीय विवरण होना चाहिए। नेटवर्क टोपोलॉजी को एक मैट्रिक्स के रूप में संग्रहीत करना सुविधाजनक है, जिसकी प्रत्येक पंक्ति में पीएसई तत्व की संख्या और इसके आसपास के नोड्स की संख्या इंगित की जाती है। PSE का ज्यामितीय विवरण एक मैट्रिक्स है, जिसकी पंक्तियों में नेटवर्क नोड्स के निर्देशांक इंगित किए जाते हैं।

विज़ुअलाइज़ेशन विधि के आधार पर, हम PSE तत्व के भीतर प्रदर्शित मापदंडों के दो प्रकार के सन्निकटन का उपयोग करेंगे: स्थिर और द्विरेखीय। भीतर एक निरंतर सन्निकटन के लिए चतुर्भुज तत्व PSE प्रदर्शित पैरामीटर का मान है, जहां PSE तत्व के आसपास के नेटवर्क नोड्स में पैरामीटर के मान हैं।

एक द्विरेखीय सन्निकटन के लिए, हम आयामहीन निर्देशांक और एक सहायक वर्ग (चित्र। 4.2) पेश करते हैं। निर्देशांक और प्रदर्शित पैरामीटर का संबंधित परिवर्तन परिमित तत्व विधि में तथाकथित आकार कार्यों के समान सूत्र के अनुसार किया जाता है:

(4.1)

चावल। 4.2. एक स्वेच्छ चतुर्भुज का सहायक वर्ग में परिवर्तन।

एल्गोरिदम को नियमित करने के लिए, हम त्रिकोणीय आकार के एक तत्व को एक चतुर्भुज का एक विशेष मामला मानेंगे जिसमें दो आसन्न कोनों को संयुक्त किया गया हो।

आइए क्रमिक रूप से भौतिक विशेषताओं को प्रदर्शित करने के 7 तरीकों पर विचार करें: 4 तरीके - अदिश क्षेत्रों के विज़ुअलाइज़ेशन के लिए और 3 तरीके - वेक्टर विशेषताओं को प्रदर्शित करने के लिए, जैसे कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ताकत या चुंबकीय प्रेरण, एयरोहाइड्रोडायनामिक्स में सुव्यवस्थित, बलों का वितरण या एक मजबूत सेट लोड-असर संरचनाओं में। हम सीएडीआईएस प्रणाली के सिमुलेटर और प्रशिक्षण पीपीपी में आयोजित एक ग्राफिकल संवाद के अंशों के साथ विचाराधीन विधियों का वर्णन करेंगे।

4.5. ठोस रंग छवियां

इस विज़ुअलाइज़ेशन पद्धति का सार यह है कि आंतरिक क्षेत्रपीएसई में चित्रित किया गया है विभिन्न रंग, प्रदर्शित पैरामीटर के मान के कुछ अंतरालों के अनुरूप। आमतौर पर एक रंग पैमाने का उपयोग किया जाता है, जिसमें, जैसे ही पैरामीटर का मान घटता है, रंग गर्म (लाल और पीले) से ठंडे (नीले और बैंगनी) में बदल जाते हैं। छवि पीएसई के तत्वों पर बनाई गई है। किसी तत्व को रंगने के लिए एल्गोरिदम या तो एक सहायक वर्ग के साथ लाइन-बाय-लाइन स्कैनिंग के विचार पर आधारित होते हैं, जिसमें डिस्प्ले रैस्टर ग्रिड तत्व के आकार के अनुरूप एक कदम होता है, और इन तत्वों को रंग देना, जिसे पिक्सेल या पेल्स कहा जाता है, के अनुसार अभिव्यक्ति के साथ (4.1), या अक्ष के साथ रेखापुंज स्कैनिंग और अक्ष के साथ रंग खंडों के निर्माण के विचार पर। दूसरे एल्गोरिथम में, खंड का रंग अंतराल द्वारा निर्धारित किया जाता है, और खंड के सिरों के निर्देशांक निश्चित मूल्यों और सीमाओं के लिए (4.1) से पाए जाते हैं पूर्व निर्धारित अंतराल. पीएसई तत्वों की सीमाओं के माध्यम से रंग पैलेट का संक्रमण सुचारू रूप से होता है, क्योंकि अनुमानित कार्य (4.1) पीएसई चतुर्भुज के किनारों के साथ रैखिक है, जो प्रदर्शित पैरामीटर की सतह की निरंतरता सुनिश्चित करता है।

मोनोक्रोम डिस्प्ले के लिए, ऐसे एल्गोरिदम का उपयोग करके टोन छवियां बनाई जा सकती हैं (चित्र। 4.3)।

चित्र 4.3। लोड के तहत एक प्लेट में सामग्री के इष्टतम वितरण की एक टोन छवि।

4.6. समान स्तर की रेखाएँ

समान स्तर (LRU) की रेखाओं का निर्माण PSE के तत्वों के अनुसार किया जाता है। अगले दो एल्गोरिदम आधारित हैं, जैसे छायांकन एल्गोरिदम, एक सहायक वर्ग ग्रिड के साथ स्कैन करने पर, जिसका चरण प्रदर्शन रेखापुंज से मेल खाता है। इन एल्गोरिदम में से एक में, अक्ष के समानांतर स्कैनिंग ग्रिड लाइनों पर, प्रदर्शित पैरामीटर के स्तरों के दिए गए मानों के साथ बिंदु पाए जाते हैं। के साथ अंक समान मूल्यआसन्न स्कैनिंग लाइनों पर पैरामीटर सीधी रेखाओं के खंडों से जुड़े होते हैं, यदि इन बिंदुओं के बीच बिलिनियर सतह (4.1) की कोई "गर्त" या "ऊंचाई" नहीं है। निर्मित खंड, स्कैनिंग प्रक्रिया के दौरान लंबा, एफएसई के प्रत्येक तत्व पर एलआरयू का एक परिवार बनाते हैं। एक अन्य एल्गोरिथम में, स्तरों के मान निर्दिष्ट नहीं हैं, लेकिन मानों के अंतराल जो किसी दिए गए स्तर के "बैंड" की एक श्रृंखला बनाते हैं। एलआरयू का निर्माण धारियों को छायांकित करके किया जाता है। डिस्प्ले स्क्रीन पर एलआरयू की मोटाई निर्दिष्ट अंतराल चौड़ाई और प्रदर्शित सतह में परिवर्तन की प्रकृति पर निर्भर करती है। दोनों एल्गोरिदम में, पीएसई तत्वों की सीमाओं पर शामिल होने वाले एलआरडी प्राकृतिक तरीके से होते हैं, क्योंकि अनुमानित कार्य (4.1) पीएसई चतुर्भुज के किनारों के साथ रैखिक है (चित्र 3.22) देखें।

4.7. बिटमैप

डिस्प्ले स्क्रीन पर प्रत्येक PSE तत्व का क्षेत्र चमकदार बिंदुओं से भरा होता है। डॉट्स का घनत्व प्रदर्शित पैरामीटर के मान से मेल खाता है। एक निरंतर घनत्व के साथ पीएसई अनुभागों को भरना (यह पूरे चतुर्भुज या उसके हिस्से का क्षेत्र हो सकता है) एक सेंसर का उपयोग करके किया जाता है यादृच्छिक संख्या(डीएससीएच)। इस तरह की फिलिंग एक पीएसई तत्व (चित्र। 4.4) के भीतर पैरामीटर के निरंतर सन्निकटन के साथ भी प्रदर्शित सतह की असंगति को सुचारू करती है। बिटमैप बनाने से पहले, अधिकतम मूल्य पाया जाता है, जो ठोस छायांकन घनत्व के 80-90% के बराबर डॉट फिलिंग घनत्व को सौंपा जाता है। इस सीमा के अनुसार, PSE के प्रत्येक चतुर्भुज पर बिंदुओं के भरने के घनत्व को और सामान्य किया जाता है। पीएसई तत्व पर एक छवि का निर्माण करते समय, सहायक वर्ग को प्रारंभिक रूप से कुल्हाड़ियों और क्वार्टरों में विभाजित किया जाता है, क्योंकि मानक डीएफएस अंतराल में संख्याओं के साथ काम करता है। प्रत्येक तिमाही के भीतर, बिंदु घनत्व स्थिर माना जाता है। बिंदुओं के निर्देशांक और DFS का उपयोग करके निर्धारित किए जाते हैं, सूत्र (4.1) द्वारा निर्देशांक में परिवर्तित किए जाते हैं, और फिर स्क्रीन समन्वय प्रणाली में परिवर्तित किए जाते हैं। बिंदुओं का रंग दिए गए रंग अंतराल द्वारा व्यंजक (4.1) का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।

चावल। 4.4. लोड के तहत प्लेट में इष्टतम सामग्री वितरण का बिटमैप।

4.8. बहुभुज नेटवर्क

छवि प्रदर्शित पैरामीटर सतह के केंद्रीय प्रक्षेपण के रूप में प्रदर्शित होती है। सतह को त्रिभुजों और सीधी भुजाओं वाले चतुर्भुजों के एक नेटवर्क द्वारा अनुमानित किया गया है। ऐसे नेटवर्क को बहुभुज कहा जाता है। पीएसई को पैरामीट्रिक सतह पर प्रदर्शित करके सबसे सरल बहुभुज नेटवर्क प्राप्त किया जा सकता है (चित्र 4.5)। छवि की स्पष्टता काफी हद तक केंद्रीय प्रक्षेपण में पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण की स्थिति की पसंद और अदृश्य सतह क्षेत्रों की उपस्थिति या अनुपस्थिति पर निर्भर करती है। दिए गए PSE के अनुसार बहुभुज नेटवर्क का निर्माण कठिन नहीं है और इसके लिए बड़ी कम्प्यूटेशनल लागतों की आवश्यकता नहीं होती है। संबंधित एल्गोरिथम बेस पीएसई और पैरामीट्रिक सतह के नोडल बिंदुओं के निर्देशांक और प्रक्षेपण परिवर्तनों के सामान्य ज्यामितीय परिवर्तनों के लिए कम हो जाता है, जो तब सीधी रेखा खंडों से जुड़े होते हैं। हालांकि, लाइन दृश्यता विश्लेषण कम्प्यूटेशनल लागत में काफी वृद्धि करता है, कभी-कभी परिमाण के दो या तीन आदेशों से।

4.9. चर लंबाई के उन्मुख खंडों के रूप में छवियां

इस पद्धति का उपयोग वेक्टर विशेषताओं को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, बल प्रवाह। इसके लिए, PSE तत्व के भीतर पैरामीटर सन्निकटन के एक निरंतर नियम का उपयोग किया जाता है। तत्वों के केंद्रों में उन्मुख खंड प्रदर्शित होते हैं, चयनित पैमाने में उनकी लंबाई मापदंडों के मूल्यों के अनुरूप होती है (चित्र। 4.6)। छवि के निर्माण से पहले, स्पष्टता के कारणों के लिए, खंड की अधिकतम लंबाई की गणना की जाती है, जिसके सापेक्ष सभी तत्वों पर खंडों को और सामान्य किया जाता है। छवि पीएसई के तत्वों पर बनाई गई है। एक स्थानीय आयताकार समन्वय प्रणाली को चतुर्भुज के केंद्र में रखा गया है, जिसमें से एक अक्ष प्रदर्शित पैरामीटर की दिशा में उन्मुख है। इसके अलावा, स्थानीय प्रणाली के निर्देशांक में, खंड के अंत बिंदु निर्धारित किए जाते हैं ताकि इसका मध्य तत्व के केंद्र के साथ मेल खाता हो, प्राप्त निर्देशांक एक सामान्य प्रणाली में बदल जाते हैं, और अंत बिंदुओं को जोड़ने वाली एक सीधी रेखा खींची जाती है। खंड का।

चित्र 4.6। प्लेट में बलों का वितरण, चर लंबाई के उन्मुख खंडों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।

4.10. स्थिर लंबाई के लघु उन्मुख खंडों के रूप में छवियां

यह प्रतिपादन विधि वेक्टर विशेषताओं को प्रदर्शित करने के लिए भी डिज़ाइन की गई है। प्रत्येक तत्व के बाद, पीएसई एक डीएफएस का उपयोग करके निरंतर लंबाई के छोटे उन्मुख खंडों से भरा होता है। खंडों का घनत्व प्रदर्शित पैरामीटर (चित्र। 4.7) के मान से मेल खाता है। छवि बनाने से पहले, स्पष्टता के कारणों के लिए, खंडों के अधिकतम घनत्व की गणना की जाती है, जिसके सापेक्ष सार्वजनिक उपक्रम के सभी तत्वों पर खंडों का घनत्व सामान्यीकृत होता है। एक आयताकार स्थानीय समन्वय प्रणाली को पीएसई चतुर्भुज तत्व के केंद्र में रखा गया है, जिनमें से एक अक्ष प्रदर्शित पैरामीटर की दिशा में उन्मुख है। खंडों के मध्य बिंदुओं के निर्देशांक डीएफएस का उपयोग करके निर्धारित किए जाते हैं, जैसा कि बिंदु छवियों का निर्माण करते समय किया जाता है। भविष्य में, प्रत्येक खंड का निर्माण उसी तरह किया जाता है जैसे पिछले एल्गोरिथम में।

चित्र 4.7. प्लेट में बलों का वितरण, निरंतर लंबाई के छोटे उन्मुख खंडों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।

4.11. उन्मुख जाली चित्र

इस विज़ुअलाइज़ेशन पद्धति के लिए, साथ ही पिछले दो तरीकों के लिए, FSE के तत्वों पर एक निरंतर सन्निकटन का उपयोग किया जाता है। तत्व का क्षेत्र यूनिडायरेक्शनल लाइनों के एक या दो परिवारों के रूप में एक जाली से भरा होता है, जिसका घनत्व और अभिविन्यास प्रदर्शित विशेषताओं के परिमाण और अभिविन्यास के अनुरूप होता है (चित्र। 4.8)। रंग का उपयोग परिवार की पहचान के लिए किया जाता है। छवि का निर्माण उसी एल्गोरिथम विचारों के आधार पर किया गया है जैसा कि पिछले दो तरीकों में किया गया था: अंतिम जाली घनत्व निर्धारित किया जाता है; प्रत्येक तत्व पर एक आयताकार स्थानीय समन्वय प्रणाली बनाई गई है; तत्वों के अंदर, सीधी रेखाओं के खंड खींचे जाते हैं, जिसके सिरे तत्वों के किनारों पर स्थित होते हैं।

चावल। 4.8. प्लेट में बलों का वितरण, उन्मुख जाली के रूप में प्रस्तुत किया गया।

4.12. छवि प्रबंधन

गणना के परिणामों का विश्लेषण करने की प्रक्रिया में, एप्लिकेशन प्रोग्राम के उपयोगकर्ता को सबसे बड़ी दृश्यता प्राप्त करने के लिए छवि विधि चुनने और इसे समायोजित करने में सक्षम होना चाहिए। एक छवि सेट करते समय, आप चुन सकते हैं: रंग सरगम ​​(संख्या, प्रकार और उपयोग किए गए रंगों का क्रम); एलआरयू के निर्माण के लिए स्तरों की संख्या; पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण की स्थिति और बहुभुज नेटवर्क के लिए केंद्रीय प्रक्षेपण का प्रकार; लघु उन्मुख खंडों की लंबाई; इसके विपरीत अनुपात।

छवि विपरीत का उपयोग प्रदर्शित मापदंडों के वितरण में पैटर्न को अधिक स्पष्ट रूप से पहचानने के लिए किया जा सकता है, जबकि बड़े और छोटे मूल्यों के बीच के अंतर को कृत्रिम रूप से कम करके आंका जाता है। निम्नलिखित संबंधों का उपयोग करके कंट्रास्टिंग किया जाता है: , कहाँ, कहाँ - विशेष मानदंडों की संख्या; - एक विशेष मानदंड द्वारा मूल्यांकन; एक भारोत्तोलन कारक है जो संबंधित मानदंड के महत्व को ध्यान में रखता है।
विशेष मानदंड के रूप में, 8 संकेतकों का उपयोग किया गया था जो विचाराधीन विधियों के निम्नलिखित पहलुओं की विशेषता रखते हैं: लोड-असर संरचनाओं के डिजाइन के लक्ष्यों और सामग्री के लिए पर्याप्तता; शैक्षिक अनुप्रयुक्त कार्यक्रमों में लागू शिक्षण विधियों की पर्याप्तता; मानवीय धारणा के लिए स्वाभाविकता और पहुंच; मापदंडों के वितरण के गुणात्मक पैटर्न के विश्लेषण के लिए सुविधा; सौन्दर्यात्मक आकर्षण; छवि निर्माण नियंत्रण में आसानी; छवि निर्माण की गति; एल्गोरिथम सादगी।
अध्ययन डेल्फी पद्धति के विशेषज्ञ आकलन की सहायता से आयोजित किया गया था। विश्वविद्यालय के शिक्षक और इंजीनियर, डेवलपर्स और लोड-असर संरचनाओं के शैक्षिक और औद्योगिक सीएडी के उपयोगकर्ता विशेषज्ञ के रूप में शामिल थे। शोध के परिणाम बताते हैं कि लोड-असर संरचनाओं के इंटरेक्टिव डिज़ाइन में, स्केलर विशेषताओं को प्रदर्शित करने के लिए बिंदु छवियों का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, और सदिश क्षेत्रों को प्रदर्शित करने के लिए उन्मुख ग्रिड (चित्र। 4.9)। अध्ययन के परिणाम और कार्यप्रणाली को कार्य में अधिक विस्तार से वर्णित किया गया है।

चित्र 4.9. विभिन्न इमेजिंग विधियों की प्रभावशीलता पर अध्ययन के परिणाम:
ए - अदिश छवियां; बी - वेक्टर छवियां।