Оптимизация размещения виртуальных объектов в расширенной реальности с использованием динамического программирования
Ключевые слова:
расширенная реальность, виртуальные объекты, оптимальное размещение, динамическое программирование, вычислительная эффективность, буферные зоны, перцептивное состояние, алгоритмы размещения, мобильные устройства, регрессионный анализАннотация
Введение: развитие технологий расширенной реальности предъявляет высокие требования к точности размещения виртуальных объектов для обеспечения оптимального пользовательского опыта. В условиях динамично изменяющихся сцен и ограниченных вычислительных ресурсов актуальной остается задача корректной интеграции новых объектов в уже оптимизированную композицию. Цель: разработать и экспериментально оценить алгоритм размещения виртуальных объектов в пространстве расширенной реальности с учетом вычислительной эффективности. Результаты: предложен модифицированный алгоритм двумерной оптимальной расстановки, основанный на принципах динамического программирования и локальных корректировках. Алгоритм включает предварительную сортировку объектов по размеру, последовательное размещение с минимизацией дисбаланса зон комфортного восприятия и локальный перерасчет позиций, что обеспечивает интеграцию новых элементов без нарушения исходной структуры сцены. Экспериментальная проверка показала, что алгоритм эффективно размещает объекты с учетом их физических размеров и зон комфорта. Временные характеристики демонстрируют линейное увеличение времени выполнения при небольшом количестве объектов (до 35), а при дальнейшем увеличении числа объектов (в диапазоне 35÷70 и выше) наблюдается значительное ускорение темпа роста времени выполнения, особенно на мобильных устройствах. Регрессионный анализ выявил высокую степень корреляции между числом объектов и временем выполнения для персональных компьютеров и устройств iOS, в то время как Android-платформы демонстрируют меньшую масштабируемость. Практическая значимость: разработанный метод доказал свою применимость в реальных сценариях расширенной реальности, позволяя снизить вычислительную нагрузку и повысить адаптивность систем расширенной реальности. Обсуждение: результаты исследования открывают перспективы дальнейшей оптимизации алгоритма за счет применения параллельных вычислений и аппаратного ускорения, а также расширения его функционала для работы в трехмерных средах.
