Игры дороже космоса

В рамках приближающихся Дней науки профессор НГУ, декан факультета информационных технологий и заведующий лабораторией машинной графики Института автоматики и электрометрии СО РАН Михаил Лаврентьев-младший рассказал, как трехмерная графика и анимация способны поднять науку на новый уровень.

В рамках приближающихся Дней науки 27 января в Доме Ученых СО РАН была организована встреча с доктором физико-математических наук, профессором НГУ Михаилом Лаврентьевым-младшим. Декан факультета информационных технологий, а по совместительству заведующий лабораторией машинной графики Института автоматики и электрометрии СО РАН рассказал и продемонстрировал участникам встречи, как трехмерная графика и анимация способны поднять науку на новый уровень.

Один из крупных проектов лаборатории — «визуальное» программное обеспечение, так называемые «тренажеры». Подобные разработки востребованы и применимы к разным областям, и сегодня в лаборатории готово несколько проектов. Например, тренажер для спасателей горняков в шахтах. Когда в забое происходит авария, спасательные бригады, приехавшие из области, не всегда знакомы с конфигурацией этой шахты. Благодаря тренажеру, разработанному в лаборатории Академгородка, у спасателей появится вся необходимая информация, которой они смогут воспользоваться через карманный компьютер: получить схему шахты, увидеть места завалов и места нахождения горняков и так далее.

Тренажеры помогают спасателям ориентироваться при авариях на шахтах Кузбасса

«Один из проектов мы сделали совместно с городом Снежинск — это тренажер для спасателей опасных объектов, — рассказывает Михаил Лаврентьев. — К примеру, датчики показывают красный цвет — значит в блоке очень высокая концентрация метана, и идти туда опасно. При этом тренажер есть у спасателя в карманном компьютере и на большом экране у диспетчера, который может его инструктировать».

Подобное «анимированное» программное обеспечение разрабатывается в Академгородке и для других сфер, например тренажер для визуализации стыковки космического корабля с МКС. «То, что вы сейчас видите — международная космическая станция, к которой подлетает космический корабль, — обратился Михаил Лаврентьев к участникам встречи, демонстрируя видеоролик. — Это не игрушка, а элемент тренажера, который используется российскими космическими экипажами».

Даже помехи на экране были симуляцией реальных помех, которые космонавты наблюдают при подходе к станции. Каждый российский экипаж перед полетом обязательно проходит подготовку на этом тренажере, для того чтобы во внештатных ситуациях было понятно, что делать.

«Дальнобойщики» — это игра с элементами тренажера, математических и физических алгоритмов и интерактивным сюжетом

Ещё одна специализация, которой занята лаборатория программных систем компьютерной графики — это индустрия компьютерных игр. Огромный проект, с точки зрения трудовых и временных затрат, игровой стимулятор «Дальнобойщики» вошел в сотню самых продаваемых игр XX века, а также долго держался в первой двадцатке лучших американских геймплэев в данном ценовом диапазоне. Заказчиком этой игры была компания «1С». Михаил Лаврентьев продемонстрировал несколько видеороликов и кадров популярного стимулятора. «Дальнобойщики» — это игра, в которой удивительным образом соединились элементы тренажера, математических и физических алгоритмов и очень интересный, интерактивный сюжет.

«Игра очень живая. Вот, к примеру, вы на заправке разговариваете с менеджером. У вас есть несколько вариантов, как к нему обратиться, и что ему сказать. В зависимости от того, что вы ему скажете, игра пойдет по тому или иному сценарию. Это сложная интеллектуальная система, наполненная различными алгоритмами. На экране появился грузовик. Видно, что он выпускает дым. Отдельный алгоритм отвечает за то, чтобы это выглядело наиболее реалистично. Тени динамически сопровождают каждый движущийся объект, и за это тоже отвечает отдельный алгоритм», — объясняет Михаил Лаврентьев.

Принцип научно-интерактивных проектов лаборатории заключается в правдоподобии. «Пока не видно, где остановиться. Мы знаем, что рабочая частота процессора практически перестала расти — она подходит к своим физическим пределам, но желание отобразить все красиво и корректно не исчезает». Оказалось, что требования к ресурсам компьютера для создания таких приложений, гораздо более высокие, чем для создания тренажеров для космоса.

Телестудии Новосибирска используют платы, изготовленные в этой лаборатории

Кроме игр и визуальных тренажеров сотрудники лаборатории занимаются изготовлением оборудования для телевидения. Все телестудии Новосибирска используют платы, спроектированные и изготовленные в лаборатории при Институте автоматики и электрометрии СО РАН. Платы необходимы для редактирования передач и автоматизации эфира.

«Сейчас на телевидении происходит повсеместный переход с формата стандартного на телевидение высокой четкости. Это увеличивает потоки информации в разы. Современная аппаратная база не позволяет работать одновременно с несколькими мультимедийными потоками. Плата, которая сделана на основании алгоритмов лаборатории, позволяет в реальном времени обрабатывать четыре видео-потока», — с гордостью резюмировал Михаил Лаврентьев.

Кристина Фарберова