Interaktivni simulacijski sustavi

Opis predmeta

Predmet omogućuje studentima uvođenje u područje interaktivnih simulacija u stvarnom vremenu primjenom tehnologija virtualne stvarnosti. Kroz predmet se obrađuje problematika projektiranja, razvoja i izvedbe raznovrsnih interaktivnih simulacijskih sustava s posebnim naglaskom na fenomenologiju interakcije čovjeka s virtualnim svijetom u stvarnom vremenu. Analiziraju se najsuvremenije tehnologije u području virtualne stvarnosti za što vjerniju simulaciju virtualne okoline, kao i ulazno/izlaznih uređaja kojima se ostvaruje učinkovita interakcija u stvarnom vremenu. U okviru predmeta se obrađuje sustavni pristup razvoja matematičkih modela za simulaciju kinematike i dinamike pokretnih objekata virtualnog svijeta u stvarnom vremenu. Kroz praktične primjere temeljene na konkretnim projektima studenti dobivaju temeljna znanja iz projektiranja, razvoja i izvedbe interaktivnih simulacijskih sustava u stvarnom vremenu za različite civilne i vojne primjene. Kroz predmet se naglašava sustavni inženjerski pristup.

Opće kompetencije

Temeljna znanja iz projektiranja, razvoja i izvedbe interaktivnih simulacijskih sustava u stvarnom vremenu. Iskustvo u razvoju određenih funkcionalnosti interaktivnih simulacijskih sustava.

Ishodi učenja

  1. Objasniti dizajn i projektiranje složenih interaktivnih simulacijskih sustava
  2. Opisati razne klase primjena složenih interaktivnih simulacijskih sustava
  3. Definirati razne klase ulazno-izlaznih uređaja u interaktivnim simulacijskim sustavima na temelju virtualne stvarnosti
  4. Objasniti pojam stvarnog vremena i prepoznati izvore i probleme kašnjenja u kontekstu interaktivnih simulacijskih sustava
  5. Opisati značaj interaktivnih simulacijskih sustava u obuci za obavljanje stresnih zadaća
  6. Objasniti značaj matematičkog modeliranja te primjenu numeričkih metoda u interaktivnim simulacijskim sustavima
  7. Opisati najčešće reprezentacije terena i 3D objekata te glavne faze postupka iscrtavanja u interaktivnim simulacijskim sustavima

Oblici nastave

Predavanja

Nastava se provodi kroz ukupno 15 tjedana. Prvi ciklus predavanja ima 7 tjedana, nakon čega slijedi međuispit, dok drugi ciklus sadrži šest tjedana predavanja, nakon čega slijedi završni ispit.

Provjere znanja

Provjere znanja izvršiti će se u dva termina tijekom semestra, na međuispitu i završnom ispitu.

Laboratorijske vježbe

Demonstracija sustava za praćenje stresa i umora pilota tijekom leta i vježbi na simulatoru. Demonstracije simulatora raketnog sustava za protuzračnu obranu i simulatora leta zrakoplova kao što su Pilatus, MiG-21, itd. Demonstracije raznih sustava razvijenih za multimodalnu elicitaciju i estimaciju emocionalnih stanja.

Konzultacije

Konzultacije su organizirane u tjednima nastave nakon predavanja ili u dogovorenom terminu.

Seminari

Samostalan rad studenata uključuje razvoj pojedinih funkcionalnosti interaktivnih simulacijskih sustava te pisanje pismenog izvješća, uz konzultacije s nastavnicima. Odvija se kontinuirano tijekom nastave.

Stručni posjeti

Posjeti raznim tvrtkama i simulatorima.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Seminar/Projekt 0 % 50 % 0 % 50 %
Prisutnost 0 % 10 % 0 % 10 %
Međuispit: Pismeni 0 % 20 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 20 %
Ispit: Pismeni 0 % 40 %

Tjedni plan nastave

  1. Uvodno predavanje. Važnost interaktivnih simulacijskih sustava.
  2. Pregled interaktivnih simulacijskih sustava te civilnih i vojnih primjena (simulatori vožnje, civilnih i borbenih zrakoplova, vođenih raketa itd.). Predstavljanje tema seminarskih radova.
  3. Nastavak pregleda interaktivnih simulacijskih sustava i primjena. Prihvaćanje tema seminarskih radova od strane studenata.
  4. Interaktivni simulacijski sustavi na temelju virtualne stvarnosti. Ulazno-izlazni uređaji ovih sustava.
  5. Vizualizacija u interaktivnim simulacijskim sustavima: 3D modeliranje.
  6. Vizualizacija u interaktivnim simulacijskim sustavima: iscrtavanje.
  7. Metode diskretizacije sustava. Primjer u kontekstu simulatora za protuoklopne vođene rakete.
  8. Međuispit.
  9. Estimacija emocionalnih stanja u interaktivnim simulacijskim sustavima. Fiziologija kao sredstvo za raspoznavanje emocionalnih stanja.
  10. Estimacija emocionalnih stanja u interaktivnim simulacijskim sustavima pomoću glasovnih značajki.
  11. Generiranje pobuda za estimaciju emocionalnih stanja u interaktivnim simulacijskim sustavima.
  12. Razvoj pojednostavljenog simulatora vođene rakete u MATLAB-u: prezentacija, diskusija i demonstracija.
  13. Upravljanje interaktivnim simulacijskim sustavima kao složenim projektima.
  14. Projekt simulatora helikoptera Mi-171.
  15. Završni ispit.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Automatika (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)
Elektrotehnički sustavi i tehnologija (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)
Obradba informacija (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)
Računarska znanost (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)

Literatura

John Vince (1998.), Essential Virtual Reality Fast, Springer-Verlag New York, Inc. Secaucus, NJ, USA
Fan Dai, F. R. Hopgood, M. Hosaka (1998.), Virtual Reality for Industrial Applications, Springer-Verlag New York, Inc. Secaucus, NJ, USA
Grigore Burdea, Philippe Coiffet (2003.), Virtual Reality Technology, John Wiley & Sons Inc.
Nathaniel I. Durlach, Anne S. Mavor (1995.), Virtual Reality: Scientific and Technological Challenges, National Academies Press

Laboratorijske vježbe