Journal articles on the topic 'Тривимірна візуалізація'

Збір, обробка й аналіз об`єктивної та достовірної інформації для візуалізації бойових епізодів в зоні операції Об’єднаних сил, здійснюється з метою професійного аналізу дій протидіючих сторін та виявлення недоліків (або позитивних моментів) в діях наших військ. Це також являє собою важливе науково-практичне завдання для подальшого розвитку воєнного мистецтва ведення бойових дій на сході країни. Із зазначеною метою в країнах НАТО використовується методика After action review – аналіз проведених дій (АПД). У зв’язку з намаганням керівництва країни реформувати Збройні Сили України до стандартів НАТО, а за політичним планами, вступити до цього Альянсу, впровадження методики AAR (АПД) в ЗС України доцільно розглядати як актуальне завдання. Одним із ефективних засобів АПД є інтерактивна тривимірна візуалізація, яка включає в себе моделі місцевості й розташування на ній підрозділів (екіпажів, бійців) та з високою точністю й деталізацією відтворює хід бойових дій, що досліджуються у просторі й часі на загальному тактичному фоні. Для наукового дослідження й аналізу бойових епізодів, що уже сталися, та прогнозування можливих дій сторін в тій чи іншій бойовій ситуації, пропонується використання автоматизованого способу вибору раціонального сценарію бойових дій військових формувань сторін з однорідними бойовими засобами (наприклад, механізовані, танкові екіпажі та підрозділи).

Автоматизовані системи для візуалізації ландшафтів набули значного поширення порівняно із створенням тривимірних світів вручну через свою простоту та швидкість. Основними проблемами наявних рішень є їх недостатня реалістичність для великих масштабів, обмеженість засобів для деталізації результатів, продуктивність візуалізації. Вирішення таких проблем потребує значних апаратних ресурсів для забезпечення як якості, так і швидкості візуалізації. Побудовано метод економного використання обчислювальних ресурсів при візуалізації природних і антропогенних ландшафтів. Особливостями побудованого методу є використання дворівневого кешування та серіалізація контейнерів. Перший рівень кешу – оперативна пам'ять системи, де зберігаються останні згенеровані або завантажені контейнери. Другий рівень – дисковий простір системи, куди відбувається серіалізація контейнерів із кешу першого рівня. Використано компактний бінарний формат для серіалізації об'єктів, що дало змогу уникнути надлишкових даних, і як наслідок, зменшити витрати пам'яті. Рішення практично реалізовано у вигляді програмної бібліотеки із набором сервісів для контейнеризації тривимірних сцен LandscapeGen: Containerization. Візуалізовані системою антропогенні та природні ландшафти характеризуються відсутністю артефактів, адаптацією антропогенних об'єктів до природних ландшафтів. Значною перевагою розробленого програмного забезпечення є можливість використання згенерованих ним зображень у сторонніх застосунках. Проаналізовано ефективність побудованого методу для більше як 300 візуалізацій з різними вхідними даними, які є ключовими для визначення складності моделі візуалізації. Часові витрати на візуалізацію порівняно для випадків з кешуванням в оперативній пам'яті, у файловій системі та без кешування. Розроблений метод контейнеризації дає економію часу не менше як на 80 % для випадків як використання кешу першого, так і другого рівнів. Отримані результати засвідчують ефективність та масштабованість розробленого методу контейнеризації.

Проаналізовано етапи моделювання та візуалізації виробів машинобудування. Створено тривимірну модель деталі типу "Диск" та досліджено особливості її рендерінгу. Описано процес створення максимально наближеного до реалістичного зображення моделі деталі машинобудування, яку побудовано у системі автоматизованого проектування Solid Works в додатку Photo View 360. Складено факторну математичну модель Mv, аналізом якої встановлено, що якість комп'ютерного моделювання та візуалізації просторових деталей прямо залежить від взаємозв'язків визначальних функціональних параметрів, а саме множини вхідних даних, які необхідні для розроблення технічного завдання проекту, графічної складової, що містить результати каркасного та 3D-моделювання, компоненти часу опрацювання даних для подальшої візуалізації тощо. Використовуючи розроблену факторну математичну модель, а також основу рендерінгу, розв'язок рівняння, що описує розповсюдження світла у тривимірній сцені, складено схему послідовності створення рендеру об'єктів машинобудування. У пропонованій схемі подано основні етапи обробки зображення, а також представлені методи зафарбовування примітив. Розглянуто приклади рендерінгу деталі типу "Диск" із використанням різних ефектів, зокрема: з відлитої міді, з оцинкованого металу, з великого пластику. Окреслено переваги використання різних ефектів для візуалізації об'єктів у галузі машинобудування.

Розглянуто питання візуалізації тривимірних моделей ювенільної ангіофіброми основи черепа людини для задач хірургічного планування видалення пухлини. Проведено аналіз підходів та сучасного програмного забезпечення для отримання медичних об’ємних даних. Визначено основні положення сучасних підходів до візуалізації тривимірних моделей для потреб в медичній галузі. Запропоновано алгоритм візуалізації об’ємних даних для дослідження тканин ювенільної ангіофіброми основи черепа людини в тривимірному просторі. Запропонований алгоритм використовує в якості вихідних даних зображення рентгенівської комп’ютерної томографії та надає можливість проведення характерних для вокселного рендерінгу особливостей візуалізації. Показано, що на основі використання запропонованого алгоритму можливе проведення візуалізації тривимірних даних щодо васкуляризації тканин пухлини.

Дослідження фітомаси проведено на прикладі деревостанів, які знаходяться в актуальних межах міста Любліна (Польща). На дослідних площах розмірами 25 х 25 м, закладених у дубових (2 площі), соснових (3 площі) і по одній у грабовому, модриновому та березовому деревостанах, досліджено нагромадження загальної надземної фітомаси і фітомаси за фракціями. Прогнозовано можливі зміни фітомаси до 2035 р. за допомогою моделі FORKOME. Модель FORKOME дає змогу здійснювати щорічні імітації відновлення, росту і випадання дерев, а також враховує вплив екологічних чинників на деревостани. Модель також містить постійно покращуваний презентаційний рівень, який заповнює тривимірну візуалізацію елементів у деревостанах міста.

Комп’ютери дають нові можливості представляти дані, розраховані за допомогою математичних моделей. Простий статичний рисунок не може відображати всі деталі 3D-моделі та еволюції складного фізичного процесу, що може значно обмежити поширення наукових результатів та корисність електронної статті. У цій роботі розглядається представлення даних для читачів мультимедійними веб-компонентами, що замінюють статичні рисунки в електронній статті. Область перегляду складається з вбудованих компонентів популярних Інтернет-браузерів, відповідає представленим функціональним та технічним вимогам, включаючи підтримку безкоштовних медіа-форматів. Показується та пояснюється його структура інтерфейсу користувача, подібна до відеокомпонента. Вміст, який відтворюється областю перегляду, організований за моментальними знімками, які містять масиви чисел та інших даних. Ці знімки використовуються для оновлення віртуальної 3D-сцени. Сцена складається з камери, джерел світла, статичних та генерованих моделей, включаючи кольорові чотирикутники та стрілки для поля швидкості. Як результат, представлена ​​ілюстрація демонструє реалізовану область перегляду із прорисованим станом металургійного процесу в конкретний момент часу. Порівняно з існуючими роботами розглядається надання аудіо-коментарів для області перегляду в електронній статті, що розширює коло його потенційних читачів. Запропонований компонент може відтворювати еволюцію 3D полів, інтуїтивно керуючи відтворенням, включаючи розташування віртуальної камери. Якщо порівняти запропонований компонент області перегляду із вбудованим аудіо-відео компонентом HTML5, можна побачити додатковий селектор швидкості відтворення та кольору фону. У вікні перегляду є елементи управління, які відповідають функціональним вимогам, і його можна стилізувати за допомогою CSS, наприклад, зробити фон прозорим. Подальше дослідження планується для спрощення використання області огляду та вбудовування у наукові роботи. На підготовку тривимірних даних потрібно витратити менше часу, наприклад, дозволяючи авторам вибирати готові до використання моделі та параметри типових процесів. Запропонований підхід може бути продовжений для інших галузей та спеціальностей, не обмежуючись металургією.

Досліджено проблему такого небезпечного стихійного явища, як лавини. Виконано аналіз основних чинників лавиноутворення, а саме морфометричних, метеорологічних та антропогенних. Запропоновано використання геоінформаційних технологій для моніторингу та дослідження потенційно лавинонебезпечних територій, а також для визначення локалізації стартових зон лавин та прогнозування напряму їх руху. Створено цифрову модель рельєфу частини Чорногірського хребта. Виконано візуалізацію стартових зон виникнення снігових лавин двох типів – лійкоподібних, або лоткових та площинних. Створено також тривимірну модель рельєфу, яка візуалізує рельєф, дає його наочне об'єктивне зображення. На ній добре видно основні форми рельєфу, напрямки хребтів, долин, а також місця зародження лоткових і площинних лавин. Порівняно з картою, інформативність зображення рельєфу значно вища. Використання такої 3D-моделі рельєфу дає змогу ще наочніше побачити місця можливого виникнення лавин і спрогнозувати напрям їх руху. Проведені дослідження дають змогу виконувати візуалізацію, наочне представлення лавинонебезпечних ділянок та місць можливого зародження лавин, створювати моделі розвитку лавинних процесів залежно від метеорологічних, ботанічних і морфометричних факторів. Результати досліджень є перспективними для туристичної та рекреаційної галузей, оскільки можуть бути використані у проектуванні туристичних маршрутів, будівництві об'єктів рекреації та для прогнозування виникнення снігових лавин.

У роботі представлений алгоритм дій щодо створення тривимірних комп’ютерних моделей для черезкісткового остеосинтезу кісток із можливістю візуалізації м’якотканинних структур кінцівок. Використовуючи запропонований алгоритм у програмі Autodesk Inventor 11, створено дві моделі біомеханічних систем: І — «гомілка — апарат зовнішньої фіксації з концентричним розташуванням опор», ІІ — «гомілка — апарат зовнішньої фіксації з ексцентричним розташуванням опор». Результати визначення геометричних параметрів створених моделей показали, що компонування апарату II моделі потребує на 28,9 % менших за радіусом опор і на 29,4–33,3 % коротших черезкісткових елементів порівняно з апаратом І моделі, що зменшує габарити зовнішньої конструкції на 32,4–61,9 %. Проте внаслідок анатомічних особливостей будови гомілки використання опор у формі кілець чи півкілець не в змозі забезпечити адекватної органометричності конструкції.

Досліджено особливості напружено-деформованого стану пуансона для вирубування овальних отворів у виробах із листового матеріалу. Показано, що забезпечення надійності, міцності та безвідмовної роботи пуансона прямо залежить від рівня напружено-деформованого стану, який постійно змінюється у процесі тривалої експлуатації. Особливу увагу приділено скінченно-елементному аналізові напружено-деформованого стану конструкції пуансона, який у процесі зміни умов експлуатації руйнувався. Побудовано тривимірну модель конструкції пуансона в середовищі КОМПАС-3D, за допомогою методу скінченних елементів виконано розрахунки його параметрів, виявлено критичні області режимів роботи пуансона, в яких виникає деформація та руйнування у процесі експлуатації. Запропоновано використовувати для розрахунку пуансона прикладну бібліотеку APM FEM, призначену для виконання обчислень твердотільних об'єктів у системі КОМПАС-3D і візуалізації одержаних результатів. Запропоновано змінити геометричні параметри конструкції пуансона та здійснити раціональний вибір типу моделі пуансона, який витримує прикладені експлуатаційні навантаження, збільшує термін його експлуатації та забезпечує ефективну роботу за надмірного навантаження у процесі вирубування овальних отворів у деталях. Результативність прийнятих проектних рішень перевірено на модернізованій моделі пуансона.

У статті розглянуто та описано використання сучасних інформаційних технологій, а саме комп’ютерних програм розпізнання та синтезу мовлення Tell me More та проєкту SmartKom на заняттях з вивчення різних іноземних мов. Проаналізовано основні принципи роботи з цими програмами, можливості для студентів розпізнавати вимову мовців, демонструвати вимову іноземних мов за допомогою графіків, осцилограм тощо. Виділено найважливіші переваги програм: розвиток усіх мовленнєвих навичок, розширення словникового запасу, закріплення граматичного матеріалу, можливість комунікації у режимі людина – комп’ютер та навпаки, можливість створення і зберігання інформації, візуалізація вимови, використання тривимірних анімаційних роликів, створення діалогічних систем та створення умов для самоосвіти і самовдосконалення навичок і вмінь студентів. Зокрема програма Tell me More передбачає розміщення відеосюжетів з візуальною опорою або, залежно від рівня студентів, розпізнання та синтезу мовлення, фіксованої системи виявлення помилок, постановки правильної вимови. В основі мультимодальної діалогічної системи SmartKom є дослідження просодії емоційного мовлення, міміки обличчя людини та відстеження емоційного ставлення до одержаної інформації. Важливим також є виділення найважливіших ознак вказаних вище програм, а саме: доступність, легкість у використанні, можливість комунікації та співпраці, зокрема віддаленої, сприяння результативній самостійній роботі студентів. Ці програми відповідають принципам багатоканального навчання, при їх використанні залучено велику кількість органів чуття людини, що сприяє усуненню мовних та психологічних бар’єрів, позитивним емоціям та показникам успішності навчання. Важливим є врахування індивідуальних особливостей навчання студентів, а саме темпу сприйняття навчального матеріалу. У статті зазначено, що за допомогою вказаних програм та технологій можна виявити просодичні характеристики мовлення, відстежити емоційне ставлення людини до одержаної інформації.

У роботі запропоновано модель педагогічної системи електронного дистанційного навчання на базі хмарних сервісів. Зазначено, що на момент впровадження карантину COVID-19 невирішеним залишилося питання організації повного циклу дистанційного навчання в університеті, враховуючи специфіку навчання майбутніх лікарів. Автори проаналізували модель педагогічної системи й запропонували перехід від двовимірної до тривимірної моделі педагогічної системи та формування на її основі багатовимірного навчального середовища дистанційного навчання. У роботі використано метод системного аналізу – стратифікацію для візуалізації ієрархії складових педагогічної системи, що дозволило виділити рівні та встановити пріоритетність зв’язків між компонентами системи. Автори використали поняття «навчальна одиниця» та «організаційна одиниця» для аналізу педагогічної системи в динаміці і ввели поняття «просторово-часова площина» по відношенню до навчального середовища. Зазначено, що використання методу ієрархічної декомпозиції до організаційної одиниці надає можливість проектування навчального плану з предмета, модуля, теми, форми організації навчання, етапу, педагогічної дії або події. Розглянуто компонентну, функціональну, динамічну моделі педагогічної системи електронного дистанційного навчання. Автори наводять етапи реалізації розробленої моделі на прикладі Запорізького державного медичного університету, такі, як: структурування єдиного освітнього простору університету; реалізація комунікаційної компоненти засобами хмарних сервісів Skype for Business, відеозв’язку, цифрової телефонії або чату в команді Teams, MS Yammer; реструктуризація змісту навчання; підготовка студентів та викладачів. Особливу увагу в роботі приділено реалізації компонентів моделі, а саме: засобів навчання, цілей та змісту навчання, технологічній та методичній складовій. Розроблена модель може бути запропонована для використання закладами вищої освіти.

У статті розкрито особливості використання мультимедійних презентацій як засобу підвищення якості знань курсантів під час вивчення навчальних дисциплін “Історія України та української культури”, “Українська мова за професійним спрямуванням” і “Сучасна комунікація”. З’ясовано, що сучасний етап розвитку освіти характеризується широким впровадженням у навчальний процес комп’ютерних технологій, що дозволяють вийти на новий рівень навчання, відкривають раніше недоступні можливості як для викладача, так і для курсантів. Зазначені засоби допомагають збільшити кількість наочної зорової інформації, що дозволяє підвищити ефективність одержання знань курсантами.Автори трактують мультимедійну презентацію як програму, що може містити текстові матеріали, фотографії, малюнки, слайд-шоу, звукове оформлення, дикторський супровід, відеофрагменти, анімацію і тривимірну графіку. Мультимедійна презентація дає унікальні можливості для інтенсифікації процесу навчання різних дисциплін, а також створення методик, орієнтованих на розвиток особистості курсанта. Насамперед йдеться про швидкий зворотний зв’язок між викладачем та курсантами; комп’ютерну візуалізацію навчальної інформації про об’єкти чи закономірності історичних процесів, явищ культурного життя; передачу великих обсягів інформації, поданої у різних формах тощо.Детально розкрито вимоги щодо інтерактивного програмно-методичного забезпечення викладання зазначених навчальних дисциплін, специфіку використання мультимедійних засобів для розроблення комплексів навчально-методичних матеріалів, співвідношення мультимедійних ефектів та звичайного тексту, межі застосовності мультимедійних вставок. На основі практики використання текстових слайдів на заняттях з навчальних дисциплін “Історія України та української культури”, “Українська мова за професійним спрямуванням” і “Сучасна комунікація” визначено вимоги до структури та змісту навчального матеріалу, поданого на слайдах.Розкрито особливості визначення змісту та оформлення текстових й ілюстративних слайдів, а також колірного і мультимедійного оформлення як важливого засобу організації сприйняття інформаційного матеріалу. Окреслено поради психологів, дизайнерів про сприйняття кольорів, вплив кольору на пізнавальну діяльність слухачів, про поєднання кольорів, оптимальну кількість кольорів на екрані тощо.

Наведено результати проведення інвентаризації деревно-кущових рослин Лановецького зооботсаду із застосуванням сучасного інструментарію (використання даних GPS–інвентаризації, відкоригованих за матеріалами дистанційного зондування в геоінформаційних системах з моделюванням та тривимірною візуалізацією у програмах комп'ютерного проектування). Встановлено та проаналізовано видовий склад насаджень об'єкта дослідження, наведено його фітосанітарну, естетичну та якісну характеристики, визначено типи садово-паркових ландшафтів зооботсаду. За результатами таксаційної інвентаризації зелених насаджень зоологічного парку "Лановецький зооботсад" виявлено 69 видів і форм дендрофлори. Як свідчать дані фітосанітарного стану деревної рослинності, переважна кількість дерев належить до категорій стану "добрий" (55 % від загальної кількості рослин), "задовільний" (23 %) або "незадовільний" (22 %). Показник життєвого стану деревостану, з огляду на кількісні характеристики дерев парку, становить 84 %, що відповідає оцінці "добре". Серед деревних насаджень парку виявлено 324 дерева із фаутами (15,5 % від усіх дерев). Виконано аналіз тваринного світу зоологічної частини ботсаду. Розроблено проектні пропозиції щодо ландшафтно-архітектурного оформлення території зооботсаду у вигляді картографічних матеріалів та тривимірного макету у комп'ютерній програмі Realtime Lamdscaping Architect 16. Створення електронного макету-основи території з нанесеною деревно-кущовою рослинністю дало змогу змоделювати у комп'ютерній програмі часові зміни та перетворення внаслідок реконструкції зоологічного парку. Опрацьовано нові підходи щодо способів проведення комплексної оцінки ландшафтно-планувальної структури території. Проаналізувавши стан зелених насаджень на території об'єкта, з'ясовано, що на сьогодні потрібно здійснити комплекс заходів щодо відновлення естетичного вигляду насаджень, забезпечити належний рівень подальшого їх функціонування та створити нові декоративні деревно-кущові та квітникові композиції.

Перехід сучасного суспільства до інформаційної епохи свого розвитку висуває як одне з основних завдань, що стоять перед системою освіти, завдання формування основ інформаційної культури майбутнього фахівця. Процеси модернізації та профілізації вітчизняної шкільної освіти так само, як і модернізації вищої освіти (участь у створенні єдиного європейського простору, впровадження дистанційної освіти тощо) ведуться на базі інформаційно-комунікаційних технологій навчання. Метою даної статті є обговорення ролі сучасних комп’ютерних моделей у навчанні хімії, та проблеми якості відображення реальних хімічних процесів у комп’ютерних моделях, якими є віртуальні хімічні лабораторії.Дидактична роль нових інформаційних технологій полягає, перш за все, в активізації пізнавальної діяльності і творчого потенціалу учнів [5]. Необхідно створювати умови, аби учень став активним учасником навчального процесу, а вчитель був організатором пізнавальної діяльності учня. Адже вивчення будь-якої навчальної дисципліни – не мета, а засіб розвитку особистості. Ефективність застосування комп’ютерів у навчальному процесі залежить від багатьох чинників, у тому числі й від рівня самої техніки, від якості навчальних програм і від методики навчання, що застосовується вчителем. Більшість педагогів переконані в тому, що комп’ютер є потужним засобом для творчого розвитку дітей, дозволяє звільнитися від багатьох рутинних видів роботи і розробити нові ідеї в методиці навчання, дає можливість вирішувати більш цікаві і складні проблеми [5].Будь-який ілюстративний матеріал (мультимедійні й інтерактивні моделі в тому числі) значно розширюють можливості навчання, роблять зміст навчального матеріалу більш наочним, зрозумілим, цікавим. Не можна скидати з рахунків і психологічний чинник: сучасному учневі чи студенту набагато цікавіше сприймати інформацію саме в інтерактивній формі, ніж за допомогою застарілих схем і таблиць. Використання комп’ютерних моделей, комп’ютерних засобів візуалізації значно підвищує ефективність засвоєння матеріалу[5].Сучасні школярі, які здебільшого є представниками «покоління відеоігор», орієнтовані на сприйняття високоінтерактивного, мультимедіа насиченого навчального середовища. Згаданим вище вимогам якнайкраще відповідають освітні програми, що моделюють об’єкти і процеси реального світу і системи віртуальної реальності. Прикладом таких навчальних систем є віртуальні лабораторії, які можуть моделювати поведінку об’єктів реального світу в комп’ютерному освітньому середовищі і допомагають учням опановувати нові знання й уміння в науково-природничих дисциплінах, таких як хімія, фізика і біологія [3].Хімія – наука експериментальна, її завжди викладають, супроводжуючи демонстраційним експериментом. Ні для кого не є секретом, що матеріальний стан більшості шкіл в Україні є, м’яко кажучи, неідеальним. Дуже часто для демонстрації хімічного досліду не вистачає необхідних реактивів чи обладнання, тому доводиться обходитись теоретичним розглядом лабораторної роботи або проводити один дослід на весь клас. У такому випадку на допомогу вчителеві приходять саме спеціалізовані комп’ютерні програми, на кшталт віртуальних хімічних лабораторій, що дозволяють провести (саме провести, а не спостерігати) дослід у наближених до реальності умовах. Також, наприклад, при вивченні токсичних речовин, зокрема галогенів, віртуальне середовище надає можливість проводити хімічний експеримент без ризику для здоров’я учнів [4].На даний момент розроблена велика кількість навчальних програм для шкільного курсу хімії. Жодна з цих програм не є досконалою, проте сам факт їх створення свідчить про те, що в них існує потреба і вони мають безперечну цінність. Для того, щоб у дитини виник інтерес до співпраці з комп’ютером і в процесі цієї спільної творчості стійка пізнавальна мотивація до вирішення освітніх, дослідницьких завдань, необхідне створення таких умов, при яких учень стає безпосереднім учасником подій, що розвиваються на екрані монітора, тобто умов для повноцінного діяльнісного підходу до навчання.Умова успішного застосування комп’ютерних моделей в освітньому процесі сучасної школи закладена в добре відомих принципах педагогіки співпраці, які можна перефразовувати так: «не до комп’ютера за готовими знаннями, а разом з комп’ютером за новими знаннями» [3].Головна перевага віртуальних хімічних лабораторій полягає в тому, що віртуальні хімічні експерименти безпечні навіть для непідготовлених користувачів. Учні можуть також проводити такі досліди, виконання яких в реальній лабораторії може бути небезпечне або коштує надто дорого. Звичайно, за допомогою віртуальних дослідів не можна опанувати навички реального хімічного експерименту, але віртуальні досліди можуть застосовуватися, наприклад, для ознайомлення учнів з технікою виконання експериментів, хімічним посудом і устаткуванням перед безпосередньою роботою в лабораторії. Це дозволяє учням краще підготуватися до проведення цих або подібних дослідів в реальній хімічній лабораторії. Також проведення віртуальних експериментів допомагає учням та студентам засвоїти навички запису спостережень, складання звітів та інтерпретації даних в лабораторному журналі. Іще слід наголосити на тому, що комп’ютерні моделі хімічної лабораторії за певних умов можуть спонукати учнів експериментувати і отримувати задоволення від власних відкриттів [3].За способом візуалізації розрізняються лабораторії, в яких використовується двовимірна, тривимірна графіка і анімація. Крім того, віртуальні лабораторії можна поділити на дві категорії залежно від способу представлення знань у предметній області. Віртуальні лабораторії, в яких представлення знань у предметній області засновано на окремих фактах, обмежені набором заздалегідь запрограмованих експериментів. Цей підхід використовується при розробці більшості сучасних віртуальних лабораторій. В таких програмах змінити умови проведення експерименту і одержати якісь інші результати неможливо. Інший підхід дозволяє учням проводити будь-які експерименти, не обмежуючись заздалегідь підготовленим набором результатів. Це досягається за допомогою використання математичних моделей, що дозволяють визначити результат будь-якого експерименту і відповідний візуальний супровід. На жаль, подібні моделі поки що можливі тільки для обмеженого набору дослідів [3]. Переваги і недоліки вищезгаданих програмних продуктів достатньо повно були висвітлені Т. М. Деркач, яка, до речі, пропонує використовувати термін «імітаційні хімічні лабораторії» [1; 2].Суттєвою перевагою таких віртуальних лабораторій як ChemLab (виробник: Model Science Software), Croсоdile Chemistry (Crocodile Clips Ltd), Virtual Lab (The ChemCollective) є можливість активного втручання учня у хід роботи, а не пасивне спостерігання за відеофрагментом чи анімацією, що запрограмовані заздалегідь. При виконанні лабораторної роботи за допомогою вищезгаданих програм учень може повторити її безліч разів, при цьому щоразу змінюючи один чи декілька параметрів на власний вибір. В більшості випадків (якщо дії учня не суперечать логіці і можливі для виконання і у реальній лабораторії) учень отримає правильні результати, що лише підкреслить ті закономірності, виявлення яких і було метою роботи. Скажімо у лабораторній роботі «Гравіметричне визначення хлорид-йонів» («Gravimetric Analysis of Chloride») у віртуальній лабораторії ChemLab учень чи студент може замість запропонованих в інструкції 5 г речовини, що містить хлорид-йони, взяти 3, чи 6, чи 10 г її. Але в кожному випадку він отримає і відповідну масу осаду арґентум хлориду, за якою, при виконанні обчислень, прийде до одних і тих самих результатів і висновків.Подібний підхід, коли учень може проявити власну ініціативу при виконанні роботи, дуже позитивно відбивається і на навчальних досягненнях і на зацікавленості учнів. Але разом з ініціативою учні можуть також підключити і власну фантазію – спробувати виконати такі дії, які не були передбачені сценарієм проведення даної роботи (наприклад, нагріти розчин до кипіння, або навпаки охолодити його до температури замерзання) просто із цікавості, тим більше, що у ChemLab можна використовувати обладнання, застосування якого не передбачалось сценарієм виконання роботи. Результати таких незапланованих дій можуть переноситись учнями і на відповідні об’єкти та процеси реального світу, а тому до віртуальних лабораторій завжди висувалась жорстка вимога суворої відповідності віртуальних об’єктів та процесів реальним об’єктам і процесам.Тут доводиться констатувати протиріччя, яке існує в середовищі користувачів віртуальних хімічних лабораторій: методистів, розробників, вчителів, учнів тощо. Справа в тому, що немає і, мабуть, не може бути єдиної думки з приводу того, наскільки повно віртуальні процеси повинні відтворювати об’єктивну реальність. З одного боку, чим більше віртуальний світ схожий на реальний, тим нібито краще – в такому випадку навчання хімії за допомогою віртуальних комп’ютерних лабораторій виходить на якісно новий, більш високий рівень, з’являється набагато більше можливостей і форм застосування навчальних лабораторій у навчанні хімії, зникають передумови для одержання хибних висновків при їх використанні. Але, з іншого боку, врахування найменших дрібниць і максимальної кількості можливих варіантів розвитку подій неминуче призведе до значного ускладнення комп’ютерних програм, суттєвого збільшення баз даних і, як наслідок, подорожчання та подовження часу на розробку відповідних програмних продуктів, та, скоріш за все, суттєво ускладнить використання таких програм людьми без спеціальної підготовки. Не кажучи вже про те, що передбачити всі можливі варіанти дій користувача у віртуальній лабораторії просто неможливо.Інша точка зору полягає в тому, що віртуальні хімічні лабораторії в першу чергу є моделями, тобто системами, що відтворюють, імітують, відображають принципи внутрішньої організації або функціонування, певні властивості, ознаки чи характеристики об’єкта дослідження (оригіналу). Модель завжди є спрощеною версією модельованого об’єкта або явища (прототипу), що в достатній мірі повторює властивості, суттєві для цілей конкретного моделювання (опускаючи несуттєві властивості, в яких вона може відрізнятися від прототипу).Подібне визначення поняття «модель» фактично означає, що такі програми як віртуальні хімічні лабораторії, не повинні перевантажуватись «зайвими дрібницями» – несуттєвими для виконання певної роботи чи досліду зовнішніми ознаками, фактами і процесами. Окрім того, так само як викладач не залишить без догляду учнів у реальній лабораторії, так і викладач, що застосовує віртуальну лабораторію на занятті, повинен бути постійно поруч з учнями, надаючи їм відповідних порад або роз’яснюючи результати спостережень, що викликали питання або сумніви. Таким чином, можна попередити формування в учнів хибних уявлень, неправильних висновків тощо.У представників обох точок зору є свої аргументи. Наприклад, при виконанні стандартної лабораторної роботи в середовищі програми ChemLab «Фракційне розділення солей» («Fractional Crystallization»), сутність якої полягає в тому, що учневі пропонується розділити суміш солей (натрій хлориду та калій дихромату), використовуючи їх різну розчинність у воді за різних температур. Подібні процеси досить поширені як в промисловості (виробництво калійних добрив), так і в лабораторії (перекристалізація солей з метою їх очищення), хоча і в більш складному вигляді. Хід роботи включає в себе такі стадії: відбір наважок солей певної маси; їх розчинення у воді кімнатної температури; нагрівання розчину до повного розчинення калій дихромату; охолодження розчину до 0оС; відділення осаду калій дихромату; зважування калій дихромату, що випав в осад, та відповідні розрахунки.Якщо прискіпливо проаналізувати дану роботу, в ній можна знайти ряд неточностей або спрощень:1) при розчиненні калій дихромату у воді розчин залишається безбарвним;2) відсутній тепловий ефект при розчиненні обох солей;3) не враховано взаємний вплив солей на їх розчинність;4) розчин солей при охолодженні до температури замерзання не кристалізується;5) температура кипіння розчину солей дорівнює температурі кипіння ізомолярного з ним розчину будь-якого неелектроліту;6) зважування одержаного калій дихромату можна провести з високою точністю без попереднього промивання і висушування;7) відсутність допоміжного лабораторного обладнання (штативів, тримачів, шпателів, вакуум-насосу тощо) та можливість відбору наважок речовин без використання терезів.Подібні неточності можна знайти і у всіх інших лабораторних роботах програми ChemLab, але в більшості випадків ці неточності неочевидні, і, найголовніше, не відбиваються ані на одержанні результатів експерименту, ані на їх інтерпретації.Крім того, застосовуючи інструментарій майстра LabWіzard, що дозволяє користувачу створювати власні лабораторні роботи у ChemLab, певну кількість подібних невідповідностей можна заздалегідь передбачити й усунути у створених власноруч лабораторних проектах.[2; 4]Викладач, що використовує віртуальні хімічні лабораторії, обов’язково повинен наголосити на тому, що у віртуальній хімічній лабораторії присутні певні спрощення та невідповідності з об’єктивною реальністю. У групі учнів, що мають високий рівень знань і хімічного мислення, можна навіть побудувати роботу на тому, щоб знайти і обговорити подібні неточності. Наприклад, в рамках курсу «Комп’ютерне моделювання хімічних процесів», що викладається на ІІІ курсі спеціальності «Хімія» у Криворізькому педагогічному інституті, при розгляді особливостей віртуальної лабораторії ChemLab перед студентами була поставлена задача обґрунтовано довести наближений характер розрахунку температури початку кипіння розчину натрій хлориду у даній програмі (в межах лабораторної роботи «Fractional Crystallization»). Студенти на основі другого закону РауляΔtкип=kеб*b – для розчинів речовин-неелектролітів (1)Δtкип=i*kеб*b – для розчинів речовин-електролітів; (2)де kеб – ебуліоскопічна константа розчинника, b – моляльна концентрація розчиненої речовини (моль/кг), і – ізотонічний коефіцієнт, обчислювали температуру початку кипіння для розчину натрій хлориду тієї концентрації, яку вони самі створили у віртуальній хімічній лабораторії. Далі утворений віртуальний розчин нагрівали до кипіння і зазначали температуру початку кипіння. Вона збігалась із розрахованою за формулою (1), тобто без урахування ізотонічного коефіцієнту, який для розчину натрій хлориду повинен наближатись до 2. Значить реальна Δtкип розчину майже вдвічі повинна була б перевищувати Δtкип розчину у віртуальній лабораторії. Висновок зроблений студентами: в даній лабораторній роботі з метою спрощення не враховувався процес іонізації солі, оскільки для моделювання процесів розчинення солей за різних температур він особливого значення не має.Подібний недолік комп’ютерної програми може створити незручності з одного боку, але може бути перевагою з іншого: на основі розгляду подібних фактів можна в цікавій і нестандартній формі залучити групу студентів до повторення навчального матеріалу з різних розділів хімії та розв’язку розрахункових задач.Таким чином, можна зробити висновок про те, що віртуальні хімічні лабораторії є безумовно ефективним інструментом в руках вчителя або викладача хімії. Кожна з віртуальних хімічних лабораторій є моделлю, що описує реальні явища і процеси, а тому неминуче містить ряд спрощень і неточностей, як в плані графічного відображення об’єктів, так і в плані причинно-наслідкових зв’язків між діями користувача та їх результатами у віртуальному середовищі. Головною метою проведення дослідів у віртуальних комп’ютерних лабораторіях є усвідомлення самої сутності явища, що вивчається, його головних закономірностей, а недосконалість візуальних чи інших ефектів має другорядне значення. Подальший розвиток і вдосконалення віртуальних хімічних лабораторій, скоріш за все, буде відбуватись у напрямку збалансування простоти представлення моделі та максимальної її реалістичності.Враховуючи все, сказане вище, можна з упевненістю сказати, що розробка і впровадження віртуальних хімічних лабораторій залишається одним з пріоритетних напрямків у процесі вдосконалення навчання хімії у середній та вищій школі.

статті описано використання корпус-проєктів, а саме проєкту SmartKom на заняттях з вивчення іноземних мов. Проаналізовано основні принципи роботи з цими проєктами, можливості розпізнавання вимови мовців, демонстрування вимови іноземних мов за допомогою інтонограм, графіків, осцилограм тощо. Виділено найважливіші переваги використання проєктів: розвиток усіх мовленнєвих навичок, розширення словникового запасу, закріплення граматичного матеріалу, можливість комунікації у режимі людина – комп’ютер та навпаки, можливість створення і зберігання інформації, візуалізації вимови, використання тривимірних анімаційних роликів, створення діалогічних систем та створення умов для самоосвіти і самовдосконалення навичок і вмінь студентів. Мультимодальна діалогічна система SmartKom досліджує просодію емоційного мовлення, міміку обличчя людини та відстежує емоційне ставлення мовця до одержаної інформації. Важливим також є виділення найважливіших ознак вказаних вище проєктів, а саме: доступність, легкість у використанні, можливість комунікації та співпраці, зокрема віддаленої, сприяння результативній самостійній роботі студентів. Ці проєкти відповідають принципам багатоканального навчання, залучають велику кількість органів чуття людини, що сприяє усуненню мовних та психологічних бар’єрів, супроводжуються позитивними емоціями та показниками успішності навчання. Вагомим внеском є врахування індивідуальних особливостей навчання студентів, зокрема темпу сприйняття навчального матеріалу. У статті зазначено, що за допомогою вказаних технологій можна виявити просодичні характеристики мовлення, відстежити емоційне ставлення людини до одержаної інформації