РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как разместить самолётный ангар в научной библиотеке

Руководство Новосибирской областной научной библиотеки поставило себе амбициозную задачу создать впечатляющий музей, посвящённый известному новосибирскому маршалу авиации Александру Покрышкину. Чтобы всё по-взрослому: с фотовыставкой, медиаматериалами и самолётом-истребителем P-39 «Аэрокобра» в натуральную величину.
Как разместить самолётный ангар в научной библиотеке

Как говорил Ремарк: «Человек велик в своих замыслах, но немощен в их осуществлении. В этом и его беда, и его обаяние». Так и здесь: эпический замысел был весьма ограничен стенами небольшого пространства библиотеки. На помощь пришли технологии виртуальной реальности, которые помогли реализовать всю задумку на площади в буквально нескольких квадратных метров.

С чего всё началось

Александр Иванович Покрышкин – один из известных героев Новосибирска, прошедший во Второй мировой войне путь от рядового лётчика-истребителя до маршала авиации.

У Новосибирской областной научной библиотеки есть тематический ресурс о маршале Покрышкине, доступный всем желающим на электронном ресурсе. В коллекцию включены около 200 полнотекстовых документов: книги, публикации из периодических изданий, фото и видеодокументы о жизни и боевом пути летчика-героя.

В 2021 году библиотека приобрела очки виртуальной реальности HTC Vive Cosmos и решила реализовать проект, который позволит полностью раскрыть их потенциал для практических целей. Так родилась идея создать в виртуальной реальности музей, посвящённый легендарному герою авиации.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Владимир Деев, заместитель директора Новосибирской государственной областной научной библиотеки:

«Когда мы приобретаем очки виртуальной реальности и 3D-принтеры, мы понимаем, что именно эти технологии требуют привязки к местным историям и событиям. Они не должны быть оторванными. Ведь обычно те же очки виртуальной реальности покупаются, чтобы посмотреть на динозавров или чудеса света. Это прекрасно, но хочется, чтобы эти технологии были привязаны к местной истории, краеведению. И наш виртуальный музей как раз отвечает этим параметрам».

Андрей Терёхин, директор VR CORP, разработчик проекта:

«С научной библиотекой мы дружим давно, не столько по работе, сколько по разным интересным проектам. Поэтому я сразу же откликнулся на запрос. Приняв во внимание ограничения бюджета, я предложил авторскую концепцию: пользователь находится в пустом пространстве виртуальной реальности и видит 3D-модель самолёта P-39 "Аэрокобра" в натуральную величину. На самолёте расположены небольшие информационные маркеры в виде точек. Используя контроллеры в руках, пользователь может с помощью маркеров получить доступ к информации. Концепция была быстро согласована, утверждена, и мы приступили к разработке».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Процесс создания

Первым шагом было создание реалистичной модели самолёта-истребителя «Аэрокобра» P-39N, на котором летал Александр Покрышкин.

Интересный факт: в библиографических материалах Бортовой (т.н. «тактический») номер самолёта был «100» и имел серийный номер 42-9004. Однако на всех фотографиях самолёта номер на хвосте – 29004, а первая цифра 4 – отсутствует. В конце концов разработчиками было принято решение следовать визуальному образу на фотографиях, а не тому, что указано в документах.

Поскольку количество 3D-моделей в приложении планировалось небольшое, то было принято решение ограничить полигональную сетку модели максимальным количеством треугольников (triangles) до 100 тысяч.

Финальная топология 3D-модели самолёта
Финальная топология 3D-модели самолёта
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Меш или сетка — этими терминами называют совокупность вершин, рёбер и полигонов, которые составляют один 3D объект. Слово меш походит от английского mesh — ячейка сети. А слово сетка — от английского wireframe, что переводится как каркас/проволочный каркас.

Также иногда использую термин «геометрия», который, по сути, означает то же самое, что и меш. Всё дело в том, что слово geometry (геометрия) с английского языка переводится еще и как форма.

Количество полигонов (треугольников) в полигональной сетке напрямую влияют на повышение качества 3D модели и на уменьшение производительности приложения, в котором она используется.

Готовая модель самолёта
Готовая модель самолёта

Следующим шагом была разработана система интерактивных информационных указателей, содержащих интересную справку о тактико-технических особенностях самолёта. Пользователь, управляя контроллерами в руках, может в виртуальной реальности указать на интересующую его часть самолёта, снабжённую указателем, и получить развёрнутую информацию.

Схема устройства самолёта из инструкции ВВС США для пилотов
Схема устройства самолёта из инструкции ВВС США для пилотов
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Самолёт в пустом пространстве – это конечно впечатляюще, но не очень достоверно. Поэтому разработчики решили создать вокруг него настоящее музейное пространство, состоящее из медиаматериалов электронной библиотеки.

Информационный указатель, содержащий информацию об интересной особенности дверей самолёта
Информационный указатель, содержащий информацию об интересной особенности дверей самолёта

Вокруг самолёта был построен целый ангар, в котором было решено разместить всю экспозицию. Далее из архивных фотографий разработчики создали фотовыставку с эпизодами различных этапов жизни маршала Покрышкина.

Фотовыставка в виртуальной реальности с архивными фотографиями Покрышкина с сайта электронной библиотеки
Фотовыставка в виртуальной реальности с архивными фотографиями Покрышкина с сайта электронной библиотеки
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В качестве завершающего штриха на заднем фоне был размещён большой экран, на фоне которого идут документальные фильмы о биографии маршала, также взятые из материалов библиотеки. Таким образом, пользователь не только может ознакомиться с самолётом и фотоматериалами. На фоне его постоянно сопровождает рассказ о жизни Покрышкина.

Самолёт в пространстве фотовыставки
Самолёт в пространстве фотовыставки

Для реализации проекта разработчики использовали редактор Unity3D версии 2019.4 с использованием процесса рендеринга высокой чёткости (HDRP).

Unity предлагает два готовых процесса: High-Definition Render Pipeline (HDRP) и Universal Render Pipeline. Каждый из них имеет свою область применения и системные требования.

С помощью SRP можно настраивать рендеринг посредством скриптов на C#. Это позволяет не только вносить небольшие изменения, но и полностью перерабатывать и настраивать процесс рендеринга в соответствии с требованиями.

HDRP предназначен для высокопроизводительных платформ, включая ПК, Xbox и PlayStation. Он позволяет обеспечить реалистичную графику в сложных сценариях. В HDRP используются технология Compute Shader и возможности современных графических процессоров.

HDRP можно использовать в разработке игр высокого разрешения, автомобильных демонстраций, архитектурных и других приложений, где приоритет отдается качеству графики. HDRP поддерживает как упреждающий, так и отложенный рендеринг, и использует физическое освещение и материалы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Большой экран с архивным фильмом в пространстве виртуального музея
Большой экран с архивным фильмом в пространстве виртуального музея

Андрей Терёхин, директор VR CORP, разработчик проекта:

"В последних версиях HDRP поддерживает виртуальную реальность и позволяет добиться максимально качественной графики. В сцену проекта мы добавили модель самолёта и информационные триггеры – изображения, при взаимодействии с которыми выводится информация. Для интерактивного взаимодействия мы разработали ряд связанных компонентов, которые открывают/закрывают окна информационной подсказки, управляют цветом информационного триггера при наведении и так далее.

Для виртуальной реальности мы использовали новую систему XR Plug-in Management, пришедшую на смену устаревшей системе, настраиваемой через XR Settings. Для того чтобы обеспечить работу с устройствами HTC Vive, мы воспользовались OpenVR — набором средств разработки (SDK) и API с открытым исходным кодом, предоставляемого компанией Valve для всех разработчиков».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Рабочая сцена проекта в редакторе Unity 3D
Рабочая сцена проекта в редакторе Unity 3D

SDK (от англ. software development kit) — набор средств разработки, позволяющий специалистам по программному обеспечению создавать приложения для определённого пакета программ, программного обеспечения базовых средств разработки, аппаратной платформы, компьютерной системы, игровых консолей, операционных систем и прочих платформ.

Программист, как правило, получает SDK непосредственно от разработчика целевой технологии или системы. Часто SDK распространяется через Интернет. Многие SDK распространяются бесплатно, чтобы побудить разработчиков использовать данную технологию или платформу.


Презентация виртуального музея

Первой неофициальной презентацией проекта стала его демонстрация посетителям «Библионочи», проводимой в Новосибирской областной научной библиотеке 24 апреля.

Официальная презентация проекта с участием Министерства культуры состоялась 27 мая 2021 года. В числе первых посетителей стал заместитель министра культуры Новосибирской области Евгений Сазонов:

«Высокотехнологичный проект библиотеки позволяет в новом современном формате узнать биографию легендарной исторической личности – Александра Покрышкина. Это первый виртуальный музей, открытый в библиотеке. Надеюсь, что такая форма подачи информации привлечёт прежде всего представителей молодого поколения, послужит мотивацией к изучению истории. Убеждён, что партнёрство государственных учреждений культуры и цифровых компаний открывает большие перспективы культурно-просветительской деятельности».

На видео можно посмотреть, как работает приложение виртуальной реальности изнутри.

Материал подготовлен совместно с VR CORP

Загрузка статьи...