Реферат: Новые технологии трехмерной визуализации объектов в интернет-публикациях по химии

НОВЫЕ Технологии трехмерной визуализации объектов

в интернет-публикациях по химии

В.В.Миняйлов
Химический факультет

Для публикаций по химии ключевую роль играет представление трехмерных объектов - молекулярных и кристаллических структур. Часто для того, чтобы прийти к какому-то выводу, приходится напрягать свое трехмерное воображение. К сожалению, далеко не у всех оно развито в достаточной степени, чтобы легко представить себе, например, операции симметрии над кристаллической решеткой или сложной молекулой. Реализация публикаций в электронной форме позволяет преодолеть это неудобство. На помощь приходят инструменты трехмерного моделирования объектов, которые позволяют производить необходимые манипуляции с молекулярными структурами не “в голове”, а прямо на экране. Появляется интерактивность взаимодействия читателя с материалом, чего не хватает “классической публикации”.

Велика роль интерактивных иллюстраций в процессе обучения - для понимания учащимися ключевых понятий и наиболее трудных мест стереохимии, кристаллохимии и биохимии. С бурным развитием дистанционного (электронного) образования и ростом объема размещаемой в Интернете химической информации растет потребность в технологиях, позволяющих создавать интерактивные трехмерные иллюстрации в интернет-публикациях по химии.

В настоящее время используется очень немного инструментов трехмерной визуализации химических объектов в Интернете. В основном, это – программа Chime компании MDL Information Systems, предназначенная для просмотра молекулярных объектов; язык виртуальной реальности VRML – более универсальное, но менее распространенное из-за трудоемкости средство, и JAVA апплеты. Однако, в связи с растущими потребностями электронной торговли, все больше охватывающей Интернет, в последнее время были разработаны новые универсальные технологии трехмерной визуализации объектов в Сети. Две наиболее перспективные технологии, VET компании Viewpoint (США) и Cult3D компании Cycore (Швеция), были выбраны в данной работе для решения химических задач.

На примерах интерактивных иллюстраций к курсу стереохимии, визуализации кристаллической структуры цеолита, динамики элементарного акта переноса протона и внутримолекулярной вращательной подвижности фрагментов молекул, в настоящей работе представлен опыт применения указанных технологий. Иллюстрации размещаются на сайте Химического факультета (http://www.chem.msu.su/rus/Chemistry3D/). Обе технологии характеризуются универсальностью, интерактивностью, способностью сопряжения с другими мультимедийными форматами, а также очень высоким качеством формируемого изображения. Важным свойством Viewpoint и Cult3D является способность реализовывать авторский замысел и сценарий подачи материала практически без ограничений. Однако, процесс подготовки иллюстраций сопряжен с использованием специального программного обеспечения, что увеличивает трудоемкость создания иллюстраций в этих форматах. В связи с этим, обсуждается вопрос о выборе технологий визуализации для решения конкретных химических задач. В заключение рассматриваются перспективы использования выбранных технологий в образовании, в том числе, дистанционном.