Сборники трудов ИСП РАН


Технология и методы отложенного синтеза 4K-стереороликов для сложных динамических виртуальных сцен

Тимохин П.Ю. (НИИСИ, Москва, Россия)
Михайлюк М.В. (НИИСИ, Москва, Россия)
Вожегов Е.М. (НИИСИ, Москва, Россия)
Пантелей К.Д. (НИИСИ, Москва, Россия)

Аннотация

В статье рассматривается задача записи управляемой исследователем стереовизуализации сложной динамической виртуальной сцены в видеопоследовательность стереопар (стереоролика) сверхвысокого разрешения. Предлагается технология отложенного синтеза стереороликов, которая позволяет создавать такие стереоролики, не нарушая масштаб реального времени визуализации. Технология включает в себя построение в масштабе реального времени сценария процесса визуализации и офлайн-преобразование сценария в стереоролик. В работе рассматриваются методы реализации этих этапов на примере задачи стереовизуализации изоповерхности насыщенности вытесняющей жидкости. В исследовании предлагается разработанный оригинальный файловый формат «scr» сценария визуализации, основанный на чанковой структуре данных, который реализует компактное представление соседних одинаковых кадров. Преобразование файла сценария в последовательность 4K-стереопар выполняется с помощью технологии внеэкранного рендеринга виртуальной сцены, а добавление стереопар в стереоролик – с помощью набора открытых библиотек FFmpeg обработки цифровых видеозаписей. В основе стереоролика используется медиаконтейнер MP4 и стандарт H.264 сжатия видео (оба являются частями международного стандарта MPEG-4). Предложенные технология и методы отложенного синтеза 4K-стереороликов реализованы в программном комплексе визуализации результатов моделирования неустойчивого вытеснения нефти из пористых сред. С помощью данного программного комплекса был синтезирован 4K-стереоролик, иллюстрирующий процесс изменения изоповерхности насыщенности вытесняющей жидкости на стадии развития процесса неустойчивого вытеснения нефти. Проведенная апробация подтвердила адекватность созданных решений поставленной задаче. Разработанные решения могут быть использованы в виртуальных лабораториях, при построении систем виртуального окружения, систем научной визуализации, в образовательных приложениях и др.

Ключевые слова

стерео; визуализация; виртуальная сцена; сценарий; кодирование видео; захват видео; реальное время; внеэкранный рендеринг; 4K

Издание

Труды Института системного программирования РАН, том 31, вып. 4, 2019, стр. 61-72.

ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print).

DOI: 10.15514/ISPRAS-2019-31(4)-4

Для цитирования

Тимохин П.Ю., Михайлюк М.В., Вожегов Е.М., Пантелей К.Д. Технология и методы отложенного синтеза 4K-стереороликов для сложных динамических виртуальных сцен. Труды Института системного программирования РАН, том 31, вып. 4, 2019, стр. 61-72. DOI: 10.15514/ISPRAS-2019-31(4)-4.

Полный текст статьи в формате pdf Вернуться к содержанию тома