На самом деле, идея лазерного тира не нова, и на просторах Интернета можно найти достаточно много предложений различных вариантов тиров. Главный вопрос заключался в том, как эту идею реализовать: чтобы быстро, просто и с максимальным эффектом с точки зрения удовлетворения спроса потребителя. Быстро и просто — это значит использовать стандартные компоненты и готовые решения.
Максимальный эффект — это значит выпустить законченный продукт, ориентированный на определенную нишу рынка и закрывающий основные потребности целевой аудитории. Сегодня, как никогда, большое внимание уделяется возрождению военно-патриотического воспитания молодого поколения, поэтому предметная направленность разработки тира была очевидной — это должен быть школьный тир, удовлетворяющий требованиям учебной программы, удобный и простой в использовании для учителя и интересный для учеников.
Так родилась постановка задачи. А к ее решению подтолкнули коллеги, которые параллельно занимались сложным и долгоиграющим проектом в тренажерной тематике. Мне стало интересно создать программу быстро, действительно работающую и решающую именно те задачи, которые от нее и требовались. - говорит разработчик и создатель комплекса Сергей Ежов.
Итак, встречайте:
LaserTrainer — интерактивный лазерный тир для учебных заведений и развлечений
Чтобы «стрелять» в лазерном тире, нужно разместить перед стрелками большой экран, на котором будут демонстрироваться изображения или динамические сцены с мишенями. Для этих целей используется проекционная система, состоящая из проектора и экрана.
Проекционное оборудование
В лазерном тире можно использовать два варианта построения проекционной системы:
Экран + Проектор
Интерактивная доска + Проектор
Не требуется приобретать какое-то специальное проекционное оборудования или особенные экраны. Любой проектор и любая поверхность (даже обычная белая стена) подойдут для лазерного тира. А в перерыве между «стрельбами» проекционная система может использоваться для проведения обычных учебных занятий. И наоборот: лазерный тир можно легко развернуть в любом классе (помещении), где уже установлен проектор или интерактивная доска.
Следует также отметить, что в лазерном тире нет повышенных требований к уровню яркости проектора. Поскольку «стрелять» в тире лучше в затемненном помещении, то соответственно и изображение на экране уже не должно быть таким ярким, как в полностью освещенном классе. Сегодня на рынке можно увидеть широкий спектр самого различного проекционного оборудования. Мы лишь подобрали наиболее интересные предложения по проекторам и доскам, которые зарекомендовали себя в эксплуатации, обладают отличными техническими характеристиками, проверенной надежностью и качественной сервисной поддержкой.
Видеокамера
Видеокамера в лазерном тире необходима для обнаружения отметок лазерного луча на проекционном экране (или на поверхности, куда проецируется «картинка»). Лазерный тир без проблем работает даже с самыми простыми Веб-камерами, подключаемыми к порту USB компьютера. Однако для уверенного обнаружения «выстрела» и точного определения координат «попадания пули» подходят не все камеры.
Краткий перечень основных требований к видеокамере, используемой в составе лазерного тира:
Разрешающая способность при заданной частоте записи кадров
Диапазон достаточных разрешений — от 640 х 480 пикселей до 1920 х 1200 пикселей
Использовать меньше чем 640 х 480 пикселей — потеряем в точности измерения координат, больше чем 1920 х 1200 пикселей — не имеет смысла, поскольку диаметр пятна лазерного луча (от 3 до 10мм) окажется существенно больше разрешающей способности камеры. Даже при высоком разрешении камера должна уверенно передавать на компьютер захваченные кадры изображения с частотой 30 (NTSC) или 25 (PAL) Гц. Чувствительность матрицы и отсутствие помех на изображение. К сожалению, этот параметр можно проверить только экспериментальным путем. LaserSoft рекомендует использовать в составе лазерного тира веб-камеры производства Logitech.
Крепление камеры на штатив
Если вы используете переносной вариант лазерного тира, то без возможности крепления камеры на штатив не обойтись. В стационарном варианте установки тира видеокамера крепится на специальном кронштейне рядом с проектором.
Остальные характеристики видеокамер, как правило, являются идентичными либо их базовые параметры вполне удовлетворяют требованиям лазерного тира. Следует также отметить, что все веб-камеры, условно относящиеся к профессиональной линейке, обладают расширенными возможностями настройки своих параметров. В свою очередь программа LaserTrainer позволяет произвести «тонкую» регулировку этих параметров и добиться наилучших результатов работы лазерного тира. Простые и более дешевые камеры, как правило, имеют фиксированные настройки, которые нельзя изменять. Однако в большинстве случаев этого и не требуется; главное, чтобы две указанные выше характеристики были на должном уровне: высокое разрешение при FPS 30 кадров в секунду, высокая чувствительность и отсутствие помех на изображение.
Головная программа LaserTrainer
Программное обеспечение является главной составной частью комплекса LaserTrainer и отвечает не только за согласованную работу всех компонентов тира, но и решает самую важную задачу:
обнаруживает отметку лазерного луча.
Представляет собой удобную среду для проведения уроков по огневой подготовке среди учеников старших классов в рамках предмета «Защита Отечества».
В части сопровождения учебного процесса программа позволяет:
Вести базу данных учебных классов и учеников по учебным годам
Вести базу данных уроков по огневой подготовке, стрелковых упражнений и результатов выполнения стрельб учениками
Составлять расписание уроков с выбором учебного класса, присутствующих на уроке учеников и выполняемого стрелкового упражнения
Получать типовые ведомости с результатами выполнения упражнений и оценками учеников
Для обеспечения работы лазерного тира программа:
Позволяет проводить калибровку лазерного тира
Обнаруживает отметки лазерного луча в перехваченных видеокадрах камеры
Рассчитывает координаты «попадания выстрела» на демонстрационный экран и добавляет в виртуальную сцену необходимые визуальные и звуковые эффекты
Обеспечивает управление ходом стрелкового упражнения или игры
Программное обеспечение имеет русский и украинский интерфейсы.
Требования к установке программного обеспечения
Программное обеспечение комплекса LaserTrainer устанавливается на обычном офисном компьютере или ноутбуке под управлением операционной системы Microsoft Windows 7, 8 или 10. Комплекс LaserTrainer использует ряд общесистемных компонентов (таких как Microsoft .NET), прикладных библиотек и отдельных функциональных модулей. Состав программного обеспечения комплекса зависит от приобретенной версии. В комплект поставки интерактивного лазерного тира включена подробная пошаговая инструкция по установке и первой настройке программно-аппаратного комплекса LaserTrainer.
Требования к аппаратной части компьютера
Минимальная конфигурация:
Процессор с тактовой частотой не хуже 1 ГГц
Оперативная память объемом не менее 2 Гб
1 ГБ доступного пространства на жестком диске (с учетом необходимого места для общесистемных компонентов)
Интегрированная видеокарта Свободный порт USB 1 для подключения видеокамеры
Свободный порт USB для подключения флеш-накопителя с программой
Оптимальная конфигурация:
Двуядерный процессор Intel Core i5 с тактовой частотой 2,2 ГГц или выше
Оперативная память объемом 4 Гб или больше
1 ГБ доступного пространства на жестком диске (с учетом необходимого места для общесистемных компонентов)
Быстродействующий жесткий диск HDD или SSD
Графический адаптер с объемом памяти 2 ГБ
Свободный порт USB0 для подключения видеокамеры
Свободный порт USB для подключения флеш-накопителя с программой
Защита от неправомерного использования
Для использования программного обеспечения LaserTrainer необходимо приобретение лицензии. Вы оплачиваете стоимость бессрочной лицензии в момент приобретения интерактивного лазерного тира либо покупаете лицензию отдельно. В течение 1 года с момента приобретения лицензии вы сможете воспользоваться бесплатными обновлениями программного обеспечения LaserTrainer.
После первого запуска LaserTrainer вы увидите сообщение на экране с уникальным идентификатором вашей копии программы. Вы должны отправить этот идентификационный номер по указанному электронному адресу или обратиться к нам любым удобным для вас способом, используя указанные на этом сайте координаты. В ответ мы сообщим вам ключ программы, введя который, вы переведете программу в полнофункциональный режим.
ВНИМАНИЕ! До ввода правильного ключа комплекс LaserTrainer будет работать в демонстрационном режиме, с ограниченной функциональностью. Механизм защиты установлен как на головную программу, так и на стрелковые упражнения.
Видеокамера постоянно наблюдает за экраном, на котором транслируется виртуальная сцена и по которому «стреляют» из лазерного оружия. Изображение с видеокамеры поступает в компьютер, в специальную программу — модуль распознавания. Этот модуль выполняет очень простую операцию: он сравнивает предыдущий кадр с новым и в случае появления «расхождений» — тут же сигнализирует об обнаружении движения в кадре. Наконец, модуль, используя встроенную логику обнаружения, отклоняет все ложные срабатывания и инициирует сигнал об обнаружении «выстрела».
Калибровка лазерного тира?
Все очень просто: проектор создает на демонстрационном экране изображение со своим разрешением, а видеокамера имеет свое разрешение. Кроме того, экран может занимать только часть изображения видеокамеры. Следовательно, нужно свести вместе разные разрешения и очертить зону обнаружения камеры. После этого комплекс будет распознавать отметки лазерного луча только в пределах заданной зоны обнаружения и не будет реагировать на световые помехи за пределами демонстрационного экрана.
Расчет координат отметки выстрела на проекционном экране?
После проведения калибровки программному обеспечению LaserTrainer уже известны все характеристики изображения и виртуального пространства стрелкового упражнения (игры) и все необходимые коэффициенты расчета. Отметка лазерного луча обнаруживается в поле зрения камеры и имеет координаты «картинки» камеры. Затем эти координаты пересчитываются в виртуальное пространство упражнения (игры), инициируется необходимая «отрисовка» (например, попадания пули). А дальше изображение упражнения (игры) транслируется с помощью проектора на демонстрационном экране.
Откуда берутся искажения на изображении?
Видеокамера не может быть установлена по оси объектива проектора. Поэтому неизбежно появление геометрических искажений изображения. Простые видеокамеры (именно такие используются в лазерном тире) не имеют встроенных средств корректировки геометрических искажений, поэтому эту задачу решает программное обеспечение LaserTrainer. И поэтому нужно проводить калибровку тира перед изменением местоположения видеокамеры или проектора. Демонстрационный экран в поле обзора камеры принимает вид трапеции с наклонными сторонами. В зависимости от того, установлена ли видеокамера выше или ниже проектора, трапеция будет перевернутой или правильной.
Почему используют лазер?
Дело в том, что лазерный луч обладает яркостью, существенно превышающей яркость «картинки», которая транслируется на экране. А значит, компьютер всегда будет уверенно и точно обнаруживать появление отметок лазерного луча. В лазерном тире используются маломощные (до 5 мВт) лазерные излучатели в видимом спектре. Например, для излучателя в красном оптическом диапазоне длина волны лазерного излучения составляет 632- 650 нм. Диаметр точки не превышает 6 мм даже на большой дистанции «выстрела».
Для чего устанавливают световой фильтр на видеокамеру?
Если транслируется динамическое изображение, то компьютер может среагировать на «движение в кадре» и классифицировать его как «выстрел». Чтобы избежать этого, искусственно «загрубляют» изображение для уверенного обнаружения только отметки лазерного луча. При этом динамические сцены в транслируемом изображении «гасятся» фильтром и благодаря специальной пороговой логике обнаружения не вызывают события обнаружения выстрела. Именно с этой целью на видеокамеру дополнительно устанавливают световой фильтр. Если используется красный лазер, то на объектив камеры устанавливают световой фильтр из красного стекла, если синий лазер — синий световой фильтр, если зеленый лазер — зеленый световой фильтр. В результате фильтрации видеосигнала, компьютер, следящий за изменениями на изображении с камеры, обнаруживает только яркие отметки лазерного луча. И наконец, если вы используете в интерактивном лазерном тире только статические «картинки», например, изображения мишеней, то при отсутствии внешних «засветок» на проекционном экране светофильтр на камеру можно не устанавливать.
Можно ли в лазерном тире использовать обычный телевизор?
Нет. Этого делать не рекомендуется. Несмотря на то что лазер в макетах стрелкового оружия обладает небольшой мощностью, все же ее достаточно, чтобы добавить нежелательные искажения изображения или даже со временем привести к разрушению покрытия экрана телевизора. В телевизоре с электронно-лучевой трубкой таким покрытием является люминофор кинескопа, в плазменных панелях — люминофор ячеек, а в современных ЖК панелях — жидкие кристаллы. Кроме того, принцип создания изображения на телевизоре и на проекционном экране противоположный по своей сути: в первом случае изображение излучается с экрана, во втором — отражается. Как правило, телевизоры с активным излучением не обладают хорошими свойствами отражения. А это означает, что отметка лазерного луча на экране телевизора будет выглядеть не так ярко, как на проекционном экране, что приведет к появлению пропусков «выстрелов».
+38 067 637 18 55 
+38 099 265 82 11
Комментариев (0)