РОЗРОБКА АЛГОРИТМІВ ОБРОБКИ ТРИМІРНИХ ОБ'ЄКТІВ ДЛЯ МОБІЛЬНИХ ПЛАТФОРМ

     У сучасному світі все більшого поширення набувають пристрої на базі мобільних платформ. Це обумовлено потребою сучасної людини бути завжди на зв'язку. Але якщо десять років тому мобільний телефон був всього лише засобом зв'язку - пересувний версією стаціонарного апарату, то п'ять років тому він вже міг виконувати функції записної книжки, допомагав обмінюватися невеликими обсягами інформації і міг використовуватися як засіб для розваг. В наш час у поняття мобільний телефон вкладається надзвичайно широкий набір функцій. За допомогою сучасного мобільного телефону, який належить до середньої цінової категорії, можна робити високоякісні фотографії і відео, отримувати, зберігати, відтворювати і передавати значні обсяги даних, користуватися інтернетом та грати в ігри, про якість та деталізації яких ще десять років тому не могли мріяти і власники настільних комп'ютерів.      Дана робота буде виконуватися для високопродуктивних мобільних телефонів, які також називають смартфонами. Вони є більш транспортабельними, ніж ноутбуки, а багато з них мають порівнянним функціоналом.
     Смартфон володіє наступними апаратними особливостями:
     - більший за розміром екран, який спрощує роботу;
     - процесор, частота якого забезпечує більшу швидкодію;
     - графічна карта, що дозволяє обробку значних обсягів мультимедійної
       інформації без завантаження основного процесори;
     - оперативна пам'ять, яка дозволяє оперувати великими обсягами даних;
     - значний обсяг вбудованої пам'яті, а також можливість підключення додаткових модулів;
     - додаткові модулі, такі як Wi-Fi, GPRS та ін.


     Необхідно визнати, що основною рушійною силою у розвитку настільних і мобільних пристроїв високої продуктивності є комп'ютерні ігри та додатки, які використовують тривимірну графіку. Все більша кількість подібних програм проходять адаптацію для використання в мобільних пристроях, що тягне за собою відповідність специфічним вимогам, одним з яких є скорочення обсягів пам'яті для представлення тривимірних моделей, що використовуються в додатках. Таким чином, тема роботи, спрямована на адаптацію тривимірних моделей для використання в смартфонах, є актуальною.


     Метою даної наукової роботи студента є розробка алгоритму адаптації тривимірних моделей для використання на мобільних платформах.
     Для досягнення мети планується вирішити такі задачі:
     - виконати комплексний порівняльний аналіз існуючих алгоритмів оптимізації тривимірних
       моделей;
     - розробити алгоритм адаптації тривимірних моделей до умов мобільних платформ;
     - розробити програму, яка буде автоматично визначати апаратні можливості пристрою,
       приймати умови оптимізації від користувача, а потім приводити модель до необхідним
       параметрам;
     - виконати тестування та апробацію запропонованих рішень.
  Передбачувана наукова новизна заключается в комплексном сравнительном анализе существующих алгоритмів оптимізації тривимірних моделей і їх адаптації до умов мобільних платформ.
     Практична цінність даної роботи полягає в розробці програми, здатного адаптувати тривимірну модель безпосередньо в пристрої, тобто використовуючи ресурси і спираючись на характеристики даної мобільної платформи.



     На сьогоднішній день існує ряд мобільних платформ, основні з яких наведено нижче:
     - Windows Phone (Windows Mobile) - операційна система для мобільних пристроїв з основним
        набором додатків, таких як Windows Marketplace for Mobile, My Phone, Windows Live,
        заснованих на Microsoft Win32 API [1];
     - Android - операційна система для мобільних телефонів і смартбуков, заснована на ядрі
        Linux. Спочатку розроблялася компанією Android Inc., яку потім купила Google [2];
     - Simbian, що розробляється консорціумом Symbian, засновано у червні 1998 року компаніями:
        Psion, Nokia, Ericsson і Motorola. Пізніше до консорціуму приєдналися компанії: Sony Ericsson,
        Siemens, Panasonic, Fujitsu, Samsung, Sony і Sanyo [3];
     - iPhoneOS (iOS) - розробляється Apple і є абсолютно особливим продуктом. Її основні рішення
        були закладені перші iPhone: це плавний скролінг, ємнісні екрани з multi-touch [4].

Windows Phone (Windows Mobile)

     Наведемо основні особливості ОС сімейства Windows Mobile:
     - гнучка настройка практично будь-яких параметрів;
     - підтримка тем оформлення інтерфейсу;
     - установка програм сторонніх розробників.
     Дизайн ОС схожий на Windows, але не має з нею нічого спільного. Ця операційна система містить в собі безліч можливостей, серед яких слід вказати: роботу з повідомленнями (SMS, електронна пошта), медіаплеєр, Internet Explorer, календар, нотатки та адресна книга. Характерною рисою даної платформи є відкрита архітектура, що дозволяє встановлювати додаткові програми і виконувати надбудови для стандартних програм.



Смартфон на базі Windows Mobile

     Ця ж особливість робить систему менш стабільною, тому що чим більше програм встановлено, тим більше вірогідність конфлікту. Дана платформа має багатозадачністю - можливістю запустити одночасно декілька програм і працювати з ними.
   Для даної платформи представлена величезна кількість сторонніх програм: бізнес-додатки, альтернативні браузери, програми для ICQ, читання книг, калькулятори, багатофункціональні медіаплеєри і багато іншого, проте список якісних ігор не настільки великий [1].

Simbian

     На боці Symbian дружність до непідготовленому технічно користувачеві. Операційні системи Symbian можна розділити на дві основні підгрупи: Series 60 (як і додаткові варіанти - S80 і S90), UIQ з підтримкою сенсорного екрану і застосовується компанією SonyEricsson.



Смартфон на базі Simbian

     Сімейство Series 60 - це платформа на основі Symbian OS і призначена для мобільних телефонів. Особливістю платформи Series 60 є її мультимедійна спрямованість і максимальна телефонна функціональність. Вже у стандартній поставці є відмінні редактори для фотографій і відео, передбачено не лише Real Player, але і Flash Player для програвання Flash-роликів (в WM реалізовується сторонньою програмою). Додаткове ПЗ пишеться з використанням SDK (Software Development Kit) - набору засобів для розробки програм (бібліотеки, документація, емулятор ОС для ПК), завдяки чому має дуже великою стабільністю і сумісністю з платформою. Series 80 і інші Symbian цієї гілки мало відрізняється від S60 і використовується лише на обмеженій кількості пристроїв. Series 90 є основною платформою для пристроїв з сенсорним екраном від Nokia. Відмінністю є трохи перероблений інтерфейс ОС і підтримка сенсорного екрану (як правило, з роздільною здатністю 640х200 пікселів).
     Сімейство Symbian UIQ. Покоління операційних систем UIQ (User Interface Quartz) призначається для комунікаторів з сенсорним екраном і відрізняється від S60 здебільшого саме графічною оболонкою. Дана платформа використовується на смартфонах Sony Ericsson, версія, використовувана зараз - UIQ 3.0, яка заснована на Symbian 9.1. [4]

Android

     За широтою можливостей платформа Android не поступається операційним системам настільних ПК. Вона являє собою багаторівневу середу на основі ядра Linux і володіє багатими функціональними можливостями. Основу користувальницького інтерфейсу складають:
     -  вікна;
     -  подання;
     -  віджети для відображення загальних елементів, таких як редаговані поля, списки
         і розгортається списки.



Смартфон на базі Android

     Android володіє широким спектром можливостей підключення таким, як Wi-Fi, Bluetooth і протоколи передачі даних через стільникову мережу. У стек програмного забезпечення Android входить і підтримка сервісів, заснованих на визначенні місця розташування (наприклад, GPS), і акселерометрів, проте слід зауважити, що не всі пристрої на цій платформі оснащені необхідним обладнанням.
     Android вирішує проблему графіки завдяки вбудованої підтримки 2-D і 3-D графіки, включаючи бібліотеку OpenGL. Завдання зберігання даних спрощується завдяки наявності в платформі Android популярної бази даних з відкритим вихідним кодом SQLite. [9]

iPhoneOS (iOS)

      iPhone OS заснована на спеціальній версії Mac OS X, при цьому інтерфейс адаптований для роботи з пальцями. Особливістю апарата є великий сенсорний екран, який займає майже всю фронтальну панель і всього одна клавіша, все управління здійснюється дотиками і переміщенням пальців по екрану, все це робить смартфон як би живим.



Смартфон на базі iPhone OS

     Зараз кількість додатків для даної платформи надзвичайно велика і представлена як на Apple Store, так і на сторонніх ресурсах. Сама операційна система є досить закритою, взаємодія iPhone з програмним забезпеченням відбувається в chroot-оточенні. Ні один користувач і жоден прикладний додаток не має доступу до ОС, що відомо під назвою chroot-в'язниці (chroot jail). Для розробки додатків передбачені інструменти iPhone SDK, але також існує спосіб створення програмного забезпечення з відкритим кодом, які використовуються на пристоях, що витягнуті з chroot-в'язниці. [10]
   Смартфон заснований на процесорі ARM 620 MHz, розподільна здатність екрана 480x320, підтримується GSM850/900/1800/1900, Wi-Fi, Bluetooth 2.0 + EDR, EDGE, камера 2Мп, літій-іонна батарея 8:00 разговора/250 год очікування, розміри 115х61х11, 5 мм, маса - 135 г.
      Стандартний функціонал включає в себе основні телефонні можливості.
     - дзвінки, конференц-зв'язок, відсутній управління голосом, основна особливість - візуальна
        голосова пошта, що працює в операторів зв'язку США, можна керувати повідомленнями
        голосової пошти безпосередньо в інтерфейсі телефону;
     - SMS реалізований у вигляді діалогу;
     - мелодії виклику продаються в iTunes Store, установка звичайних мелодій не передбачена,
       але можлива при використанні стороннього ПЗ;
     - мультимедіа плеєр нагадує такий у iPod, але вміє набагато більше, а великий екран
        надає можливість переглядати фільми з високою якістю;
     - інтернет можливий, завдяки EDGE і Wi-Fi, а також вбудованому браузеру Safari. Відсутня
        технологія Flash, однак, це найшвидший браузер серед всіх мобільних пристроїв;
     - операційна система Mac OS надає в майбутньому можливості легкого портування
        програм, призначених для Macintosh на iPhone. [4]




     Об'єктом дослідження є алгоритми та методи оптимізації тривимірних моделей. Для виконання досліджень в якості апаратної бази вибрані мобільні пристрої фірми Apple. Модель буде розроблятися в середовищі 3DS mах, а потім експортуватися в мобільний пристрій. Потім експортована модель буде адаптуватися до умов використання та характеристик пристрою.





     1. Виконаний огляд показав, що мобільні платформи є значною частиною
         сучасного різноманіття комп'ютерної техніки. При цьому істотний розвиток отримали
         додатки, що використовують тривимірні моделі.

     2. Важливим аспектом адаптації додатків для використання в мобільних платформах
         є оптимізація тривимірних моделей.

     3. Оптимізацію моделі можна проводити безпосередньо на пристрої, враховуючи доступні
         апаратні ресурси.