Розроблення системи доповненої реальності у практичному застосуванні у технічних науках
Вантажиться...
Дата
Автори
Єфімчук, Марія Валеріївна
ORCID
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
DOI
Анотація
Розвиток технологій доповненої реальності (Augmented Reality, AR) відкрив нові можливості для інтеграції візуальних і цифрових компонентів у процеси технічної освіти, наукових досліджень і промислового моделювання. Сучасні AR-системи дозволяють накладати тривимірні об’єкти на фізичне середовище в режимі реального часу, поєднуючи математичну точність обчислень із наочністю просторових уявлень [1]. Такий підхід створює передумови для більш ефективного сприйняття складних технічних понять, оптимізації навчальних експериментів та інтерактивної візуалізації процесів, що важко реалізувати традиційними методами.
Застосування доповненої реальності в технічних науках охоплює низку галузей - від інженерної графіки та механіки до матеріалознавства, архітектурного моделювання й машинного навчання для аналізу просторових структур. Особливої актуальності набуває створення програмних засобів, здатних інтерактивно відтворювати математичні фігури, поверхні, вектори та рівняння у тривимірному просторі, з можливістю зміни параметрів, трансформацій і аналітичних обчислень у реальному часі [2]. Використання таких інструментів дозволяє підвищити ефективність викладання дисциплін, пов’язаних із аналітичною геометрією, диференціальними рівняннями, 3D-моделюванням та візуалізацією даних.
Практична значущість розроблення AR-системи полягає у створенні адаптивного середовища, що поєднує методи обчислювальної геометрії, комп’ютерного зору та графічного рендерингу. Вона дозволяє не лише відображати об’єкти, а й виконувати динамічну взаємодію користувача з математичною моделлю - змінювати масштаб, орієнтацію, накладати аналітичні параметри чи виконувати вимірювання геометричних характеристик безпосередньо у просторі. Це забезпечує новий рівень інтерактивності та практичності у вивченні технічних дисциплін, де абстрактні поняття набувають конкретного просторового змісту.
Метою дослідження є розроблення системи доповненої реальності для практичного застосування у технічних науках, яка забезпечує генерацію, відображення та інтерактивну взаємодію з математичними фігурами й геометричними моделями.
Для досягнення поставленої мети визначено такі основні завдання:
– проаналізувати сучасні методи реалізації AR-систем і їх застосування в освітніх і науково-технічних середовищах;
– розробити архітектуру програмного комплексу з урахуванням вимог до продуктивності, стабільності та точності відображення;
– створити програмні модулі для побудови, трансформації й рендерингу математичних фігур у доповненій реальності;
– протестувати систему в умовах навчального використання для оцінки точності, зручності та продуктивності.
Об’єктом дослідження є процес інтеграції тривимірних моделей математичних об’єктів у доповнену реальність.
Предметом дослідження - методи побудови, візуалізації та взаємодії з 3D-об’єктами у середовищах AR для навчальних і технічних цілей.
Наукова новизна полягає у створенні інтерактивної AR-платформи, що забезпечує автоматизовану генерацію математичних фігур на основі параметричних рівнянь із можливістю візуальної модифікації в реальному часі. Отримані результати можуть бути використані у технічних університетах, науково-дослідних лабораторіях та інженерних центрах для підготовки фахівців у галузях, де критично важливе просторове мислення й точна візуалізація об’єктів.
Практичне значення роботи визначається розробленням прототипу системи доповненої реальності, який може бути інтегрований у навчальні програми технічних спеціальностей. Запропоновані методи й архітектурні рішення дозволяють використовувати систему як інструмент для демонстрації
математичних процесів, симуляції механічних взаємодій і візуалізації даних у тривимірному просторі.
Опис
Бібліографічний опис
Єфімчук М. В. Розроблення системи доповненої реальності у практичному застосуванні у технічних науках : кваліфікаційна робота … магістра : 122 Комп’ютерні науки. Київ, 2025. 92 с.