Данная работа посвящена усовершенствованию возможностей системы развлечений во время полета путем интеграции геоинформационной системы (ГИС) с технологией виртуальной реальности (ВР) с целью оптимизации и расширения возможностей пассажира при применении в системе виртуального туризма (ВТ). Технический подход к такой интеграции мы описали достаточно подробно при рассмотрении необходимых мер безопасности на борту гражданского самолета.
Ключевые слова:виртуальная реальность (ВР), виртуальный туризм (ВТ), программные обеспечения системы развлечений в полете.
Введение
Самолеты перевозят огромное количество пассажиров, которым современные бортовые технологии ещё не позволяют использовать время полета рационально. Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA) опубликовала прогнозы пассажирских и грузовых авиаперевозок, где показано, что в 2011 году отрасль воздушного транспорта обработала 2,75 млрд. пассажиров, т.е. 620 млн. больше пассажиров, чем в 2006 году [6]. В настоящее время большинство пассажиров проводят время полета в системе развлечений или беседах с соседом (особенно в дальних полетах), так как они не имеют иной возможности использовать это время с выгодой для себя. В докладе Всемирного туристического совета, который базируется в столице Великобритании, говорится о том, что в 2012 году количество путешественников во всем мире, которые выехали за пределы своих стран, достигло рекордных показателей. Согласно данным статистики, в 2012 году их стало более одного миллиарда [5].
Туризм рассматривается многими, как поездки или полеты для отдыха, зачастую в виде организованных групп, или обучения. Это может быть посещение достопримечательностей, туры по городу, поездки для деловых встреч, спортивных мероприятий, концертов, посещения друзей и родственников. Туризм становится неотъемлемой частью нашей жизни и культуры. Его экономические перспективы незаменимы в социально-культурном развитии любой нации. Он предоставляет возможности трудоустройства, а также помогает заработать иностранную валюту.
Виртуальный туризм (ВТ) – это путешествие или туризм по виртуальному пространству с помощью средств технологии виртуальной реальности (ВР) с целью развлечения, покупки, знакомства и совершения различных видов деятельностей, предлагаемых геоинформационной системой (ГИС). ВТ согласно данной предложенной системе осуществляется способом реалистичного отображения 3D многоэлементного пространства 2D/3D экраном, расположенным на спинке пассажирского сиденья. Элементами виртуального туризма, как правило, являются 3D изображения и объекты, сферические панорамы, соединенные между собой интерактивными ссылками-переходами (хотспотами). В виртуальный туризм также могут быть включены цилиндрические панорамы, реже и обыкновенные фотографии. ГИС – информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных) [3].
Основная задача ГИС заключается в её использовании в качестве инструмента для связи между различными заинтересованными ней группами, как проектировщиками, лицами, принимающими решения и целым обществом. Технология ГИС предоставляет новый, более соответствующий современности, более эффективный, удобный и быстрый подход к анализу географических данных и решению их задач, стоящих перед человечеством в целом, конкретной организацией или группой людей, в частности, так как её преимущество заключается в том, что она автоматизирует процедуру анализа и прогноза. Стоит отметить, что быстрый рост Интернета значительно расширяет возможности ГИС и представляет индивидуальный, доступный и интерактивный источник информации, одновременно меняет способами, которыми люди приобретают и манипулируют пространство всей информации, в том числе и ГИС [1].
Виртуальная реальность (ВР), искусственная реальность, электронная реальность, компьютерная модель реальности есть созданный техническими средствами мир (объекты и субъекты), передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и др. ВР имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени. Объекты виртуальной реальности обычно ведут себя близко к поведению аналогичных объектов материальной реальности. Пользователь может воздействовать на эти объекты в согласии с реальными законами физики (гравитация, свойства воды, столкновение с предметами, отражение и т. п.). Однако часто в развлекательных целях пользователям виртуальных миров позволяется больше, чем возможно в реальной жизни (например: летать, создавать любые предметы и т. п. [4].
Архитектура системы виртуального туризма
Предложенная архитектура включает в себя комбинацию присоединённых серверов друг другу, в том числе веб-серверы, клиент-сервера, сервера системы ГИС-ВР и её приложений, сервер системы развлечений, установленный в самолете. Основной целью данной работой является создания многосвязных узлов передачи данных с различными серверами международной сети для внедрения ВТ в авиацию. В первую очередь в
Рис. 1.
подсистеме моделирования данных включаются носители данных, которые в нашем случае разделяются на две главных категории, имеющих совместную структуру: базу геоинформационных данных системы ГИС и база данных системы ВР. База данных ГИС-ВР включает в себя аудиоданные, видеоданные, 3D интерактивные графики туристических и исторических достопримечательностях в той или иной стране, которым обеспечиваются широкий набор различных слоев и масштабов отображения. Сервер ГИС внедрен в систему для проведения специальных анализов, статистик, моделирования данных многочленных обработок запросов клиент-серверов соединенных с сетью при этом эти процессы находятся под контролем системы управления базы данных (СУБД). К тому же внешние серверы, использующие данные ГИС-ВР для специального назначения или осуществления особых возможностей могут быть подключены к сети (Рис.1).
В системе моделирования данных выполняются различные обработки обновленных данных для их моделирования и преобразования в обобществленные форматы 2D/3D изображений, редактирования и модификации, импортирования или экспортирования данных. В некоторых архитектурах сервер ГИС играет роль виртуального браузера или интерфейса для отображения графических данных без участия клиентских программных обеспечений. Следовательно, в таком случае не требуется загружать приложения ГИС на клиент-серверы.
Передача данных между подсистемами ВТ осуществляется с помощью Интернета. В авиационной технике в качестве точек соединения с наземными серверами широко используются спутники или наземные антенны. Отсюда с помощью протоколов сетей (TCP/IP, HTTP, FTP и т.д.) практически возможно передать различные данные ГИС-ВР другим узлам международной сети.
Преимуществом, предоставленным в результате реализации системы ВТ является обеспечение разнообразных опций рекламирования туристических пунктов, достопримечательностей, коммерческих центров в зависимости от географического местонахождения самолета при полете, при этом расширяя возможности бортовой системы развлечений. В режиме полёта, находясь в определенной точке воздушного маршрута, система глобального позиционирования (СГП) в самолете с помощью специальных спутников определяет координаты географического местонахождения
Рис. 2.
Рис. 3.
самолета. Эта технология широко используется в современной авиации, например, система отображения информации полета авиапассажирам, основанная на СГП, показывает маршрут самолета на мониторах бортовой системы развлечений в полёте, установленных в пассажирском салоне. Дополнительные сведения о полете такие, как высота, скорость полета, температура атмосферы и время прибытия и т.д., также показываются в рамках данной системы.
Соответственно, при наличии необходимых программных обеспечений ГИС-ВР в системе развлечений, СГП в самолете может служить эффективно для снабжения специализированных браузеров и приложений в устройстве каждого пассажирского кресла большим количеством ГИС-ВР данных. Такие данные могут быть использованы для отображения геоинформационных изображений в 2D/3D экранах, включая и систему информации о полете, расширения возможностей и функций систем развлечений во время полета.
В подсистеме отображения данных, которая в частности входит в систему развлечений, установлены агрегаты обработки данных, такие как система управления данных (в некоторых архитектурах), клиент-сервер с базой данных и оперативными приложениями. Основной функцией подсистемы отображения данных является показ графических данных систем ГИС-ВР. Поэтому в подсистему может быть встроен ряд электронных блоков: дисплей, графические процессоры и аудио-видео преобразователи и т.д. Более того, для достижения оптимальных результатов, к подсистеме отображения данных дополнительно возможно подключить стереодинамики, специальные датчики движения, 3D и панорамный дисплей и т.д.
Осуществление работы системы виртуального туризма
Как только самолет пересекает воздушное пространство определенной страны (рис.3), система глобального позиционирования (СГП) распознает данное изменение местонахождения самолета. Система с помощью Интернета автоматически направляет в сервер ГИС-ВР запрос на разрешение передачи туристических, исторических, графических данных о стране, над которой летит самолет. В случае если самолет летит над территорией двух или более стран, приоритет идет согласно критериям и выгодам ведущей авиакомпании данного рейса. Как привило, пассажиру обеспечены все доступные информации международной ГИС, однако в полете ему предлагаются наилучшие, согласно специальным туристическим опросам, сезонам туризма, что, в конце концов, приносит финансовые, культурные и другие выгоды самому пассажиру, авиалинии и поставщикам предложенных сервисов. Поэтому данные системы ГИС-ВР в основном обеспечивают стороны, получающие финансовые прибыли.
С помощью своей антенны и бортовой системы развлечений самолёт получает данные с сервера ГИС-ВР и передает их дальше узлам обработки и отображения. Бортовая система развлечений предлагается оснащать устройством дисплея, соответствующим требованиям 2D/3D изображения, так как в них нуждаются обеспечить браузеры 3D графиков, описывающих реальные объекты как то: дороги, здания, водоемы, лесные массивы, в добавление к функциональным приложениям ГИС, подобным GoogleEarth (Google планета земли), способным обрабатывать форматы XML, HTML [2]. В отличие от приложения GoogleEarth, серверы ГИС таких провайдеров как QGIS, GRASS GIS, ArcGIS, gvGIS позволяют показывать пользователю только графические данные и несколько связанных с этим возможностей просмотра или анализа с помощью веб-интерфейса, что ограничивает их опции. Провайдер GoogleEarth характеризуется оснащением уникальными 3D и стереосферическими панорамными картами, данными о рельефе и высоте географических объектов, что является лучшим вариантом для осуществления потребностей нашей предложенной системы. К тому же пользователь через GoogleEarth дополнительно может наложить изображения, обладающие параметрами 2D/3D представления, ссылки и отметки на географические слои. В приложении предложены эксклюзивные возможности использования имитатора полета, имитаторы наземных и морских транспортов также имеются и на других сайтах. Космические снимки луны, планет, неба эффективно расширяют функциональность выдвинутого нами приложения..
В настоящее время возможности приложения GoogleEarth намного усовершенствованы за счет применения передовых методов обработки данных. Появились возможности легко и реалистично представить любые структуры мира: например, здания, дома, учреждения, природные объекты, так что всё большее число государственных организаций, учреждений, компаний и даже индивидуумов стараются воспользоваться этой возможностью, чтобы в объёмных изображениях представить свои офисы. К панорамным фотографиям улиц, магазинов, парков прикрепляют ссылки, дающие туристическую и историческую информацию о них.
Рис. 4.
Браузер ГИС-ВР в нашем предложении отличается от типичных браузеров веб-страниц и ГИС тем, что он обеспечивает способность отображения всех форматов ГИС и обычные форматы веб-страниц (т.е. форматы Аудио, Java, видео и другие форматы файлов). БраузерыExitReality, 3B и др. были разработаны частично в качестве браузеров 3D веб-страниц, пользователи которых должны иметь собственный аккаунт, однако они не способствуют показу данных ГИС в соответственном 3D виде. Следовательно, для выполнения заданной функции требуется специальный многофункциональный браузер с возможностями изображения по-новому всех форматов веб-страниц и ГИС в одном интерфейсе. Кроме того, браузер должен обеспечить личным аккаунтом каждого пользователя (т.е. пассажира), представляемым опционально в виде фигуры, подходящей ему на основании верных официальных данных (см. рис.3). Такие официальные данные могут быть получены с согласием пассажира при его регистрации в аэропорту или при покупке авиабилета.
Рис. 5.
Опцию «виртуальная фигура пользователя (пассажира)» обеспечивают возможностью выбора некоторых характеристик. Выбирая те или иные характеристики, авиапассажир получает больше возможностей для реализации своих интересов, выбора вариантов развлечений, подобранных на основании возраста, национальности, пола и т.д. Более того, система может в дальнейшем дополняться вариантами социальных реалий, развлечений и т.д.
После запуска бортовой системы развлечений, система ГИС-ВР появляется как отдельная услуга/программа в ряде развлекательных программ (см. рис.3 и 5). Выбирая эту программу (см. рис.4), пассажир предлагается набор возможностей, например, сможет зайти во время полета в виртуальные здания или комплексы определенного магазина, скажем маркет Мерседес (Рис.5), где продаваемые товары представлены в 3D виде или панораме. Такими галереями может обеспечить систему развлечений самолёта любой заинтересованный в расширении своего рынка магазин. Фактически любой товар может быть изображен в 3D или панорамном виде с подробной наглядной и текстовой информацией, чтобы пассажир мог изучить его детально. Для осуществления продажи к каждому товару прикрепляется ссылка (хотспот) на электронное оформление процедур продажи. Подобные функции в частности обеспечивает 3В браузер. Для совершения продажи используются методы провайдеров электронного маркетинга. Следовательно, используя ГИС-ВР данные и электронную карту Visa или QIWI-счет, пассажир, летящий в определенную страну, может заказать или купить различные товары и отправить их на любой адрес (например, адрес прибытия).
Рис. 6.
В один из вариантов образовательно-развлекательных услуг бортовой системы развлечений с программным обеспечением ГИС-ВР можно добавить имитаторы использованного в нынешнем авиарейсе самолета для того, чтобы обучить желающего пассажира начальным правилам управления самолетом (Рис.5). Кроме того, можно внедрить виртуальную фигуру каждого пассажира для показа инструкции безопасности.
С помощью виртуальной фигуры системы ГИС-ВР можно провести виртуальные и панорамные прогулки по городам и странам (см. рис.6). В дополнение к этому мы ещё предлагаем внедрить такие опции, как получение модифицированных фотографий мировых достопримечательностей с помощью готовых шаблонов фотомонтажа, внедренных в систему. В данной работе также предлагается включить телевизионные прямые передачи в зависимости от географического положения самолёта. Скажем, самолёт летит над городом или страной, где проходит важная пресс-конференция, на виртуальной карте ГИС-ВР сразу появляется приглашение посетить конференцию и виртуально поучаствовать в данном событии. Пассажир может участвовать в ней комментариями или вопросами в диалоговой передаче с помощью своего аккаунта, который считается и социальным сайтом.
Рис. 7.
Оптимизации возможностей системы ГИС-ВР можно добиться за счёт применения средств технологии ВР. Джойстики бортовой системы развлечений можно использовать для выполнения специальных развлекательных функций таких, как ГИС-ВР-игры и развлекательных возможностей. Веб-камеру, которой может быть оснащена система развлечений, можно использовать для наблюдения за определенными жестами, мимикой пассажира с целью дальнейшего отражения их в виде реакций на виртуальной фигуре, задания ряда команд системе и т.д.
Перспективы применения сервиса ГИС-ВР в рамках систем развлечений или других систем не ограничиваются вышеназванными функциями. Возможности данной системы можно расширять и далее, например, используя его в качестве 3D-социального сайта, для проведения различных способов коммуникации, виртуальных знакомств, участия с помощью средств ВР: микрофона, веб-камеры, датчиков движения в семинарах в реальных клубах, кафе, изображенных в ГИС. Более того, дистанционные образовательные лекции, сессии и курсы могут быть проведены в виртуальном пространстве определённого вуза при соединении его с системой ГИС-ВР. По выбору пользователя в опции личного аккаунта также может быть включена функция для записи каких-либо событий для того, чтобы их выполнять автоматически через определенное время: например, запись процедуры автоматического платежа за услуги Интернета в конце каждого месяца. Кроме того, пользователь может сохранить виртуальные сообщения, события в определенных местах реального мира для того, чтобы к ним вернуться через определённое время. Соответственно, такие данные могут быть полезными в процессе уголовных расследований после получения соответствующей лицензии, поскольку история виртуальной деятельности каждого пользователя в пространстве ГИС-ВР сохраняется в секретных серверах для личного использования самого владельца того или иного аккаунта.
Следовательно, пассажирский салон становится активным сообществом при внедрении программных обеспечений, позволяющих пассажирам связываться и знакомиться между собой, познавать, совершать покупки и т.д., что реализует одну из миссий путешествия и туризма.
Заключение
В данной работе мы стремились интегрировать геоинформационную систему (ГИС) с технологией виртуальной реальности (ВР) с целью оптимизации и расширения их возможностей. В качестве приоритетной области применения этих обновленных схем комбинации ГИС-ВТ была предложена система развлечений во время полета. Выбор был основан на учете мер эффективности, актуальности, пригодности и безопасности при использовании системы в авиационной технике. Исследование показало настоятельную необходимость наряду с геоинформационными системами усовершенствовать и средства ВР. Следовательно, мы рекомендуем направлять дальнейшие широкие исследования применений ГИС-ВТ во всех областях повседневной жизни, усовершенствования средств и устройств управления технологией виртуальной реальности (ВР), многофункциональных браузеров для охвата всех форматов веб-страниц и 3D графиков ГИС в одном программном обеспечении, соответственно и компьютерных систем развлечений, чтобы способствовать ускоренному технологическому прогрессу в обеспечении максимального комфорта и рационального использования времени полёта пассажирами.
Литература:
1. A 3D Geo-Spatial Virtual Reality System for Virtual Tourism. Department of Computer Science, University of Manitoba, Canada //The Pacific Journal of Science and Technology. Volume 11. № 2. 11. 2010 – Режим доступа: www.akamaiuniversity.us/PJST11_2_601.pdf
2. Google Планета Земля [Электронный ресурс] – 2013. Режим доступа: http://www.google.com/earth/ свободный– Загл. с экрана. (02.10.2013).
3. Большая актуальная политическая энциклопедия/ Под общ. ред. А. Белякова и О. Матвейчева. 2009. — 412 с.
4. «Виртуальная реальность» в словаре по естественным наукам. [Электронный ресурс] – международная энциклопедия 2013. Режим доступа http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/192 свободный – Загл. с экрана. (10.10.2013).
5. Портал про гостиничный бизнес. [Электронный ресурс] – 2013. Режим доступа: http://www.prohotel.ru/news-204724/0/ свободный – Загл. с экрана. (02.10.2013).
6. Пресс-релизы международной ассоциации воздушного транспорта (IATA) [Электронный ресурс] – 2013. Режим доступа: http://www2.unwto.org/en/press-release/2012-11-05/international-tourism-strong-despite-uncertain-economy , свободный– Загл. с экрана. (02.10.2013).
