3.3. Применение мультимедиа для проектирования и производства

В контексте темы настоящего пособия нас интересует, прежде всего, научно-промышленное применение новых информационных технологий в ИС. Рассмотрим таковое для технологии мультимедиа.

Производство и производственный контроль.

Для оптимизации промышленного процесса производства известно множество программ и подходов. Эти разработки традиционно охватывают цикл от обработки договора на начало проектных работ до контроля качества и выписки счетов на готовое изделие.

Как уже ясно из предыдущих глав настоящего пособия, существенным недостатком существующих компьютеризированных систем управления является отсутствие у них понимания и возможности уточнения ситуации (изменения целевой функции или путей достижения цели). Мультимедийные возможности дополнения ПОЯ могут оказать существенную помощь в этой важной части. Таким образом, область управления различными производственными процессами и их контроль, в частности - за счет дальнейшего повышения уровня интеллектуальности проблемно - ориентированного общения - это область применения мультимедиа.

Архивирование и документирование.

Информация, которая раньше сохранялась на пленках и/или микрофишах, теперь часто размещается на видеодисках (CD-ROM). Различные системы архивирования используют, например, огромные объемы памяти видеодисков, которые позволяют хранить до 50000 отдельных изображений. Некоторые системы архивирования управляют текстом, графикой, отдельными изображениями и звуком при помощи банков данных и размещают их на носителях информации.

Одна из важнейших областей применения мультимедиа - это управление документами, договорами, счетами, служебной перепиской и т.д. Эта информация почти без исключения заносится на носитель с однократной записью, причем в дальнейшем не так часто используется. С помощью специальных программ эта документация в любой момент может быть посмотрена.

Банки изображений, которые применяют в научно-технической области, хранят огромное количество цифровых изображений, на основании которых, например, можно провести комплексную статистическую обработку.

Для информационных систем в библиотеках и архивах чаще используются оптические накопительные системы и соответствующее программное обеспечение. Таким образом, почти любой вид деятельности, сопровождающийся накоплением и хранением информации приводит нас в область приложений мультимедиа.

Справочники и руководства, обслуживание и ремонт

Справочники и руководства, техническая документация, инструкции по настройке и эксплуатации, другая необходимая проектная документация эффективно отображаются на экране средствами технологии мультимедиа. Система, базирующаяся на гипертексте, имеет очень быстрый доступ к любой нужной информации. Сегодня типичными объемами справочника можно считать 10000 ключевых слов, 10000 изображений, 20000 перекрестных ссылок. Ясно, что любые мыслимые объемы проектной документации укладываются в эти пределы. Следовательно, после появления мультимедиа, наступило время пересмотра системы конструкторской документации, по крайней мере, в части стандартов на представление и хранение документов.

Особо есть смысл отметить новые возможности для создания руководств по ремонту и обслуживанию. Определенные операции гораздо проще объяснить с помощью динамического изображения и звука, нежели длинными описаниями и рисунками в руководстве пользователя. В производственных условиях такая система необходима практически ежедневно. Известен проект с компакт диском для технического обслуживания автомобилей. Ясно, что для, например, аэрокосмической техники, такой подход просто необходим. При этом проблема учета изменений и модификаций отдельных образцов сложной техники получает свое простое и логичное решение.

Организация работ

Вырисовывающаяся на данный момент тенденция в области приложения мультимедиа связана не только с областью автоматизации, но и с улучшением условий для пользователя, повышением комфортности в его работе, так как изображения и речь существенно улучшают восприятие. Здесь целесообразно отметить возможности ввода текста с листа и с голоса, голосовые команды для компьютера, идентификацию речи и постепенный выход на уровень естественной речи (семантическую составляющую которой все равно придется выделять и обрабатывать).

Предпосылкой для всеобщего распространения систем мультимедиа являются единые общепризнанные стандарты, обеспечивающие коммуникативные возможности мультимедиа.

Таковыми, в частности, являются:

- Open Systems Interconnection (OSI) - обеспечение взаимопонимания между системами разных изготовителей;

- стандарт электронной почты Х.400 и стандарт адресации в электронной почте Х.500;

- единая структура документов определяется через Office Document Architecture (ODA) и Office Document Interchange Format (ODIF);

- другие стандарты, поддерживаемые Международной организацией по стандартизации (ISO).

Эти стандарты определяют формат, структуру содержимого, а также отдельные элементы данных и должны гарантировать беспрепятственный обмен документами независимо от изготовителя. Пользователи, применяющие эти стандарты, могут с их помощью обмениваться электронными данными независимо от типа системы, страны или предприятия. В настоящее время разработаны новые стандарты. Но они функционально не отличаются от описанных выше.

Чтобы возможности внедрения системы мультимедиа могли расширяться, разрабатываются новые стандарты, причем некоторые из них уже находятся в стадии проверки. С их помощью в течение нескольких лет будут эффективно реализованы глобальные системы мультимедиа.

Моделирование и проектирование

Для обеспечения потребностей моделирования и проектирования сложных объектов разработано множество программ под общим названием САПР, обеспечивающих работу с визуальной, графической информацией, включающих в себя и звуковую (сигнальную) поддержку диалога. Технология мультимедиа в моделировании и проектировании направлена не столько на улучшение тех или иных возможностей САПР, сколько на создание принципиально новой возможности обеспечения работ - переходу к обеспечению моделирования виртуальных объектов и созданию виртуальной действительности в кибернетическом пространстве.

Программы моделирования такого рода позволяют довольно естественно представить виртуальную реальность с обеспечением нахождения в ней проектируемого объекта с необходимыми физическими характеристиками, проектировщика, имеющего возможность находиться в любой точке объекта и управлять любыми его параметрами. Звук, видео, неограниченные скорости перемещения точки взгляда проектировщика и возможности изменения проектируемого объекта, ограниченные лишь вычислительными мощностями существенно ускоряют процессы проектирования. В ряде случаев для особо сложных объектов, это единственная возможность обеспечить проектирование в необходимые сроки (например, создание эффективной системы обороны при получении тактико-технических сведений об оружии предполагаемого противника, проектирование на молекулярном уровне, генная инженерия и многое другое).

От первых попыток реализации таких возможностей в “домультимедийное” время, наука и техника перешли к обеспечению для проектировщика довольно комфортных условий работы в виртуальной реальности. Специальный шлем, перчатки с датчиками, костюмы с датчиками и т.д. Однако идея «ауры» оказалась гораздо шире и в ближайшее время ее ждет бурное развитие.

Здесь надо отметить, что в психологическом плане исследователя в виртуальном пространстве поджидают значительные трудности. Хорошо имитированный взрыв самолета, которым вы управляете, или двигателя, который вы проектируете, может надолго вывести вас из строя. Как пишут в компьютерных журналах, “после удара виртуальным камнем” reset, возможно, вам не поможет.

Другой аспект применения мультимедиа для моделирования и проектирования дает пример программного комплекса LabWiev. Это почти идеальное решение стоимостных проблем, возникающих для каждого серьезного проекта. Действительно, каждая разработка требует значительного числа приборов и других лабораторных устройств для обеспечения проектирования и эксперимента. В каждой новой разработке параметры этих устройств в общем случае должны быть различны. Зачастую дорогостоящее оборудование может быть полезно использовано только в одном эксперименте. Представим, что аппаратное обеспечение лаборатории состоит только из датчиков и функциональных моделей (возможно и описательных), а собственно измерители, регуляторы и прочие подобные устройства, включая блоки обработки и представления данных, хранятся в компьютере в виде программных модулей и библиотек динамической компоновки. Удобный графический интерфейс и возможности мультимедиа дают возможность пользователю за считанные часы переконфигурировать имеющуюся лабораторную установку и даже сконструировать новую. При этом хранящиеся в виде машинных команд и данных измерительные приборы и средства контроля будут выглядеть на дисплее точно так же, как если бы они стояли на вашем лабораторном столе. Вы можете пользоваться теми же экранами, шкалами, переключателями и ручками настройки.

Таким образом, в распоряжении исследователя сразу оказывается огромный виртуальный арсенал современного оборудования, которое гораздо дешевле, компактнее и надежнее своих реальных аналогов. Именно поэтому компания National Instruments, разработчик LabWiew, назвала такой подход концепцией виртуальных приборов.

Программы в LabWiew строятся из достаточно большого набора элементов, многие из которых объединены заранее. Это, в частности, переменные и константы, операции - арифметические, сравнения, обмена с файлами, датчики случайных чисел, драйверы для работы с лабораторным оборудованием, различные фильтры и преобразователи. В качестве элементов могут выступать и ранее созданные программистом виртуальные инструменты.

Каждому элементу соответствует своя пиктограмма, похожая на используемые в Windows. Пиктограммы мнемоничны: например, все пиктограммы относящиеся к целым числам имеют одинаковый цвет и указание на формат.

Все доступные для использования элементы могут быть выбраны из меню, содержащего описания групп. При перемещении по меню указателя мыши при нажатой левой кнопке появляется окно с набором элементов. После того как элемент выбран, он появляется в окне программы и его можно перемещать, подключать к другим и изменять его размеры.

Разделение программы на переднюю панель и блок-схему выглядит очень удобным. Ведь при создании любой программы, которая что-то выводит на экран, приходится думать об интерфейсе. Если необходимо, чтобы пользователь передал в программу, например, текстовое сообщение, то достаточно поместить в переднюю панель элемент типа “строка” и снабдить его заголовком. После этого в окне программы появится пиктограмма с тем же самым заголовком. Если вам потребуется вывести график, то, поместив в переднюю панель элемент типа “график”, вы получите возможность передать в него данные через соответствующую пиктограмму в окне программы.

Набор элементов, которые можно использовать в первом окне, содержит некоторые достаточно необычные, с точки зрения программистов, способы ввода и вывода: например, в нем есть ручки, которые можно вращать с помощью мыши, и соответственно изменять значение переменной. Для ввода логического значения можно использовать лампочку, которая будет зажигаться и гаснуть. Кроме того, существуют элементы, которые не связаны ни с какими переменными, они выполняют исключительно декоративную функцию - стилизацию под дизайн, принятый для соответствующих типов приборов. Все это можно произвольно перемещать, снабжать надписями, изменять размеры и цвета. Усилий немного, а результаты весьма впечатляющие.

Разработчики пакета сделали передние панели демонстрационных виртуальных инструментов похожими на реальные лабораторные приборы и создание такого эффекта доступно для вновь разрабатываемого оборудования. Для проектировщиков и исследователей такой вид будет наиболее естественным, а программу можно считать мультимедийной начинкой виртуального прибора.