|
DOI: 10.14489/vkit.2026.03.pp.019-026
Карпович А. М., Найденов Д. А., Тихонов В. В.
ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ VR-ПРИЛОЖЕНИЙ
(c. 19-26)
Аннотация. Посвящена особенностям разработки VR-приложений. Под VR-приложением подразумеваем любую программную систему, в которой интерфейс пользователя существенно использует технологию виртуальной реальности (VR). Представлен краткий обзор основных направлений практического применения перспективной технологии виртуальной реальности в различных отраслях современной наукоемкой промышленности. Особое внимание уделено рассмотрению технических особенностей и специфических требований, возникающих в процессе разработки VR–приложений. В процессе реализации VR-проектов систематизирован и представлен перечень типовых проблемных ситуаций, возникающих на различных этапах разработки VR-приложений. Для каждой выявленной проблемы предложены конкретные методики их эффективного преодоления. В результате проведенной работы подготовлена система методических рекомендаций, направленных на существенное повышение качества визуализации, производительности рендеринга и общей эффективности программных средств, использующих виртуальную реальность.
Ключевые слова: виртуальная реальность; технологии; детализация; производительность; оптимизация.
Karpovich A. M., Naydenov D. A., Tihonov V. V.
FEATURES OF DEVELOPING HARDWARE AND SOFTWARE SOLUTIONS USING VIRTUAL REALITY TECHNOLOGY
(pp. 19-26)
Abstract. This article presents a study that concisely overviews the principal directions for applying virtual reality (VR) practically across various modern high-tech sectors. It focuses specifically on projects currently under development at the Kurchatov Institute. It also details key technical characteristics and specific requirements for developing VR-based software. These include maintaining a high, stable frame rate to prevent motion sickness - a major barrier to user adoption and operational efficacy. Based on practical experience implementing VR projects, this study identifies and categorizes key methods for enhancing software performance. These methods include optimizing mesh geometry, reducing draw calls to the graphics API through batching and instancing techniques, using precomputed (baked) static lighting and reflections, and dynamically culling objects outside the user's field of view. The reduction of draw calls to the graphics API represents a particularly critical optimization approach, as it minimizes CPU overhead and improves rendering efficiency by consolidating multiple rendering operations into fewer API calls. For each method, the paper proposes specific methodologies to improve performance at various development stages, with particular attention to draw call optimization strategies. Consequently, this research has produced a comprehensive set of methodological recommendations. These guidelines are designed to significantly enhance rendering performance while maintaining high, stable visual quality. This leads to improved user experience and greater overall efficiency for VR-based software solutions, particularly through the strategic implementation of draw call reduction techniques and dynamic object exclusion methods which maximize resource allocation efficiency.
Keywords: Virtual reality; Technologies; Detail preservation; Performance; Optimization.
А. М. Карпович, Д. А. Найденов, В. В. Тихонов (Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
A. M. Karpovich, D. A. Naydenov, V. V. Tihonov (National Research Center “Kurchatov Institute”, Moscow, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Basu A. A Brief Chronology of Virtual Reality // CoRR. 2019. Препринт arXiv arXiv:1911.09605. 2019. P. 1–15. DOI: 10.48550/arXiv.1911.09605
2. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023618498 «Elena VR» : № 2023617172 : заявл. 14.04.2023 : опубл. 26.04.2023, Бюл. № 5 / Найденов Д. А., Комарова О. Д., Исаков Н. Ш., Глухов П. О., Спиридонов А. А., Карпович А. М.; правообладатель Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом», Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт». Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ.
3. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025660235 «Elena VR 2.0» : № 2025618460 : заявлено 04.04.2025 : опубл. 22.04.2025, Бюл. № 5 / Исаков Н. Ш., Спиридонов А. А., Найденов Д. А., Карпович А. М., Комарова О. Д., Глухов П. О., Картышов Д. А., Тихонов В. В., Епимахов Н. М.; правообладатель Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом», Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт». Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ.
4. Метод отработки проектно-конструкторских решений на основе технологии виртуальной реальности / А. А. Богданов, А. В. Ермаков, С. А. Кичко и др. // Гидрокосмос. 2023. V. 1 № 1(1–2). С. 126–137.
5. Вовкивский Е. Г. Разработка и создание специального тренажера для подготовки пилотов глубоководного обитаемого аппарата на основе технологий «цифрового двойника» и виртуальной реальности // Организация и проведение подводно-техни¬ческих работ на морских объектах добычи и транспорта ПАО «Газпром»: материалы VI научно-практического семинара. 3–5 апреля 2025 г. Москва, Россия. 2025. С. 37.
6. LaViola J. J. A Discussion of Cybersickness in Virtual Environments // ACM SIGCHI Bulletin. 2000. V. 32, No. 1. P. 47–56.
7. Попов В. М., Снимщиков С. В., Турчановский В. С., Колмаков А. Ю. Разработка и применение виртуального тренажера вертолета Ми-8Т на основе технологии VR // Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2025. № 2. С. 26–42.
8. Сидоров М. И. Методология data-oriented design в симуляционных и визуализационных приложениях // Вестник науки. 2025. № 7(88). Т. 4. С. 270–278.
9. Абрамов А. С., Сафонов Л. Ю., Чадаев Ю. А. Оптимизация визуальной составляющей иммерсивного окружения в проектах с использованием технологий виртуальной реальности // Известия ТулГУ. Технические науки. 2022. № 7. С. 11–16.
10. Schaufler G., Sturzlinger W. Generating multiple levels of detail from polygonal geometry models // Proceedings of the Virtual Environments Eurographics Workshop. 1995. P. 33–41.
11. Foley J. D., van Dam A., Feiner S. K., Hughes J. E. Computer Graphics: Principles and Practice. 2d ed. Reading, MA: Addison‑Wesley, 1990. 1175 p.
12. Wang M., Ma L. UV Map Generation on Triangular Mesh // Encyclopedia of Computer Graphics and Games. Cham: Springer, 2017. P. 1–6.
13. Unity Technologies: сайт. 2023. Optimizing Draw Calls [Электронный ресурс]. URL: https://docs.unity3d.com/6000.1/Documentation/Manual/optimizing-draw-calls.html (дата обращения: 03.07.2025).
14. McDermott W. The PBR Guide: Physically Based Rendering, Theory and Practice. Clermont-Ferrand: Allegorithmic, 2018. 104 с.
15. Kriglstein S., Wallner G. Environment Mapping // Encyclopedia of Computer Graphics and Games. Cham: Springer, 2018. P. 6–12.
1. Basu, A. (2019). A brief chronology of virtual reality [Preprint]. CoRR. https://doi.org/10.48550/arXiv.1911.09605 (arXiv:1911.09605)
2. Naidenov, D. A., Komarova, O. D., Isakov, N. Sh., Glukhov, P. O., Spiridonov, A. A., & Karpovich, A. M. (2023). Elena VR (Computer software registration No. 2023618498). Russian Federation. [in Russian language].
3. Isakov, N. Sh., Spiridonov, A. A., Naidenov, D. A., Karpovich, A. M., Komarova, O. D., Glukhov, P. O., Kartyshov, D. A., Tikhonov, V. V., & Epimakhov, N. M. (2025). Elena VR 2.0 (Computer software registration No. 2025660235). Russian Federation. [in Russian language].
4. Bogdanov, A. A., Ermakov, A. V., Kichko, S. A., et al. (2023). A method for testing design solutions based on virtual reality technology. Gidrokosmos, 1(1-2), 126–137. [in Russian language].
5. Vovkivsky, E. G. (2025, April 3–5). Development and creation of a special simulator for training pilots of a manned underwater vehicle based on "digital twin" and virtual reality technologies. In Organization and conduct of underwater technical works at offshore production and transport facilities of PJSC Gazprom: Proceedings of the VI scientific and practical seminar (p. 37). [in Russian language].
6. LaViola, J. J. (2000). A discussion of cybersickness in virtual environments. ACM SIGCHI Bulletin, 32(1), 47–56.
7. Popov, V. M., Snimshchikov, S. V., Turchanovsky, V. S., & Kolmakov, A. Yu. (2025). Development and application of a virtual simulator for the Mi-8T helicopter based on VR technology. Crede Experto: transport, obshchestvo, obrazovanie, yazyk, (2), 26–42. [in Russian language].
8. Sidorov, M. I. (2025). Data-oriented design methodology in simulation and visualization applications. Vestnik nauki, 88(7-4), 270–278. [in Russian language].
9. Abramov, A. S., Safonov, L. Yu., & Chadaev, Yu. A. (2022). Optimization of the visual component of the immersive environment in projects using virtual reality technologies. Izvestiya TulGU. Tekhnicheskie nauki, (7), 11–16. [in Russian language].
10. Schaufler, G., & Sturzlinger, W. (1995). Generating multiple levels of detail from polygonal geometry models. Proceedings of the Virtual Environments Eurographics Workshop, 33–41.
11. Foley, J. D., van Dam, A., Feiner, S. K., & Hughes, J. E. (1990). Computer graphics: Principles and practice (2nd ed.). Addison-Wesley.
12. Wang, M., & Ma, L. (2017). UV map generation on triangular mesh. In Encyclopedia of computer graphics and games (pp. 1–6). Springer.
13. Unity Technologies. (2023). Optimizing draw calls. Unity Documentation. Retrieved July 3, 2025, from https://docs.unity3d.com/6000.1/Documentation/Manual/optimizing-drawcalls.html
14. McDermott, W. (2018). The PBR guide: Physically based rendering, theory and practice. Allegorithmic.
15. Kriglstein, S., & Wallner, G. (2018). Environment mapping. In Encyclopedia of computer graphics and games (pp. 6–12). Springer.
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2026.03.pp.019-026
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2026.03.pp.019-026
and fill out the form
.
|
Current Issue
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»