Программные продукты и системы

Космические эксперименты, связанные с наблюдением планеты с околопланетной орбиты, являются источником ценных и уникальных научных данных о глобальных процессах и явлениях, протекающих на ее поверхности. В настоящее время выполнение таких экспериментов по исследованию поверхности Земли – одна из важных задач экипажей Международной космической станции (МКС). Мониторинг земной поверхности осуществляется через иллюминаторы как невооруженным глазом, так и с помощью фото- и видеоаппаратуры с изменяемой кратностью увеличения и с постоянным полем зрения. Ввиду высокой сложности выполнения таких экспериментов (время эффективного наблюдения объекта ограничено 50–80 секундами) для получения успешного результата космонавту необходимо активно тренировать соответствующие навыки.

Современным инструментом для проведения таких тренировок является визуализация в масштабе реального времени виртуальной трехмерной модели планеты с детализированными текстурами, созданными на основе спутниковых снимков. Исследования в работе показывают, что для имитации наблюдения Земли с борта МКС невооруженным глазом детализация таких текстур должна составлять не менее 150 м/пиксел и быть на порядок выше для имитации работы средств наблюдения с изменяемой кратностью увеличения. Проблема состоит в том, что размеры и объем таких текстур существенно превышают аппаратно допустимые значения современных графических ускорителей (сверхбольшие текстуры), что не позволяет загружать их целиком в видеопамять и аппаратно обрабатывать. Задача еще более усложняется в случае необходимости визуализации в космическом эксперименте дополнительных детализированных текстурных слоев (например, текстур с изображением облачного покрова или огней ночных городов). Все это обусловливает высокую востребованность технологий и систем визуализации, которые могут работать с огромными массивами текстурных данных в режиме реального времени.

Подробное описание дается в статье «Система визуализации текстурированных моделей планет для тренировок проведения космических экспериментов», автор Тимохин П.Ю. (ФНЦ НИИСИ РАН, Москва).