Registration Number
0826U003746, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
14-08-2026
popup.evolution
.
Title
Information technology for immersive interaction between users and their agents in a virtual reality environment on the basis of a gaming platform
Author
Yurii-Marko R. Kulyk,
popup.head Anatolii Y. Batiuk
popup.opponent Nataliia Y. Yaremchuk
popup.opponent Oleksandr Burov
popup.review Vasyl M. Teslyuk
popup.review Victoria A. Vysotska
popup.rada
Lviv Polytechnic National University
Description
Дисертаційне дослідження спрямоване на розроблення інформаційної технології імерсивної взаємодії користувачів з агентами та середовищем віртуальної реальності, що забезпечує створення високореалістичного середовища з використанням сучасних технологічних рішень на базі рушія Source. Розроблена інформаційна технологія базується на використанні популярної платформи Garry's Mod, що функціонує на рушії Source, який забезпечує потужні можливості для створення реалістичних фізичних систем та відтворення складних взаємодій об'єктів віртуального світу. У першому розділі проведено комплексний аналіз методів, підходів та програмно-апаратних засобів, що використовуються в технологіях віртуальної реальності. Проведено класифікацію ВР-систем, досліджено сучасні інструменти розроблення ВР-застосунків, ігрову платформу Garry's Mod на базі рушія Source, інтеграцію інтерфейсів OpenVR та SteamVR. Проаналізовано існуючі та розроблюваний метод генерування тактильних сигналів зворотного зв'язку, метод синтезу сцени, метод виявлення зіткнень рухомих тіл та визначення кінематики тіла користувача у віртуальному середовищі на основі інверсної кінематики. У другому розділі висвітлені основні наукові результати дисертаційної роботи. Здійснено формалізацію координатних систем та обертань ігрової платформи, зокрема системи кутів Ейлера, розв'язано задачу трансляції між координатними просторами OpenVR і рушія Source. Розроблено метод автоматичного генерування тактильних сигналів зворотного зв'язку, що формує замкнений детермінований ланцюг перетворень від фізичного дескриптора об'єкта до параметрів вібраційного сигналу на основі фізичних властивостей матеріалів без використання попередньо налаштованих шаблонів. Вдосконалено метод синтезу динамічної сцени, що забезпечує виведення фізичних характеристик сутностей на основі метаданих ігрового рушія без залучення ручної розмітки, формалізує граф сцени як структуру, що відображає кожну сутність через її дескриптор та визначає систему просторового трекінгу з афінними перетвореннями між координатними просторами. Вдосконалено метод виявлення зіткнень рухомих тіл шляхом реалізації дворівневої архітектури перевірки потенційних контактів, яка розділяє обчислювальний процес на широку та вузьку фазу, експоненціального фільтра згладжування позиційних даних та ітеративного алгоритму виштовхування при проникненні примітивів у геометрію сцени. Вдосконалено метод визначення кінематики тіла користувача з вдосконаленими параметрами фізичного наближення захоплених об'єктів, компенсацією швидкості руки, механізмом векторного полюса для анатомічно коректної орієнтації суглобів. У третьому розділі розроблено та вдосконалено алгоритми функціонування інформаційної системи імерсивної взаємодії у середовищі віртуальної реальності. Розроблено алгоритм автоматичного генерування тактильних сигналів зворотного зв'язку, що процедурно виводить параметри вібраційного імпульсу з фізичних характеристик об'єктів та властивостей їх матеріалів без потреби у ручній параметризації. Вдосконалено алгоритм для динамічного синтезу сцени з формуванням дескрипторів об'єктів та класифікацією матеріалів. Вдосконалено алгоритм виявлення та розв’язання зіткнень рухомих тіл, що запобігає проникненню об'єктів крізь геометрію сцени шляхом динамічного обчислення тривимірних координат та ітеративної просторової корекції. Вдосконалено алгоритм визначення кінематики тіла користувача на основі інверсної кінематики з детермінованим аналітичним розв'язанням кінематичних ланцюгів. Вдосконалено алгоритм мережевого обміну даними між клієнтами та сервером, механізми збереження стану у реляційній базі даних SQLite та синхронізації віртуального середовища, а також алгоритм створення та синхронізації станів віртуальних агентів. У четвертому розділі виявлено суттєві обмеження існуючих засобів для взаємодії в середовищі віртуальної реальності на базі ігрової платформи Garry’s Mod, рушія Source, розглянуто структуру, обґрунтовано завдання, сфери застосування, підходи і засоби розроблення інформаційної технології. Продемонстровано процес інтеграції ігрової платформи з компонентами SteamVR та OpenVR, взаємодію інформаційної системи з апаратною платформою віртуальної реальності через стандартизований інтерфейс OpenVR. Проведено експериментальне дослідження для підтвердження працездатності інформаційної технології.
Registration Date
2026-07-17
popup.nrat_date
2026-07-17 / 2026-08-20
