تطوير مكتبة غرضية التوجه باستخدام Java 3D لتسهيل بناء البيئات الافتراضية لمحاكيات القيادة

محاكي القيادة هو مزيج من العتاد و البرمجيات التي تمكن المستخدم من التجوال ضمن بيئة قيادة مرورية افتراضية مولدة من قبل الحاسوب في الزمن الحقيقي. تعد محاكيات القيادة ذات قيمة عالية عند الحاجة إلى إجراء الدراسات المرورية التي يكون من غير المجدي أو من غير الأخلاقي إجراؤها على أرض الواقع. أما في حالة الدراسات التي يمكن تنفيذها على أرض الواقع فيوفر محاكي القيادة حلاً اقتصادياً و مرناً من حيث تغيير الظروف المحيطة بما يخدم أغراض التجربة. إن حجر الزاوية عند إجراء أي دراسة على المحاكي المروري هو بناء بيئة قيادة افتراضية تخدم أغراض هذه الدراسة. و على الرغم من التنوع الكبير في بيئات القيادة و درجات الاختلاف الكبيرة فيما بينها، إلاَّ أن هذه البيئات تشترك بوجود مكونات ثابتة تنتشر بشكل متكرر على كامل بيئة القيادة الافتراضية مثل الطرق، و الإشارات المرورية، و غيرها. هدفت هذه المقالة إلى عرض تصميم لمكتبة غرضية التوجه تسهل من عملية بناء بيئات القيادة الافتراضية اللازمة لإجراء تجربة ما في محاكي القيادة. تستخدم المكتبة المقترحة مبادئ التصميم غرضي التوجه لعزل مصمم البيئة الافتراضية عن التفاصيل الداخلية لبناء البيئة الافتراضية مما يسهل و يسرع بناء هذه البيئات، و من ثم يعدلُ بناءها فيما بعد. كما تعتمد المكتبة المقترحة على لغة Java و على تقنية Java 3D مما يجعل منها قابلة للاستخدام على أية منصة حاسوبية تدعم هاتين التقنيتين.

A driving simulator is a combination of hardware and software that enables the user to navigate through a real-time computer-generated virtual driving environment. Driving simulators are very valuable for conducting driving studies that are infeasible or unethical to conduct on the road. For studies that can be conducted in the real world, driving simulators provide a more cost effective solution and allow a much higher degree of flexibility in terms of changing the conditions of the environment for experimental purposes. The corner stone when conducting any study on the driving simulator is the construction of a virtual driving environment that serves the purposes of this study. Even though driving environments can considerably vary between different studies, they all share the presence of common components that exist throughout the environment like roads, traffic signs and other components. The objective of this paper is to present the design of an object-oriented library that facilitates the construction of virtual driving environments when conducting studies on a driving simulator. The proposed library uses object orientation to hide implementation details from the designer of the environment which results in making the construction of such environments easier and more productive as well as their modification later if needed. The proposed library is based on the Java programming language and on Java 3D technology which makes it portable and usable on any platform that has an implementation of these two technologies.