FootballAvatar projekt Szimuláció alapú döntéstámogató információs rendszer v

FootballAvatar projekt

Szimuláció alapú döntéstámogató információs rendszer

v. 0.0.5

http://www.footballavatar.hu

1. Mi a FootballAvatar? A FootballAvatar egy szimuláció alapú döntéstámogató információs rendszer, egy kísérleti fejlesztés keretében megvalósuló újszer¶ elemz® szoftvertermék, amelynek f® újdonságértéke a futball szimulációkra alapozott döntéstámogatás. A FootballAvatar rendszer terminológiájában egy

avatár (a futball avatár)

olyan információk összessége, amelyek a futball adott szerepl®it (tipikusan a játékosokat és a vezet®edz®t, de adott esetben további szerepl®ket, például a játékvezet®t) adott sporttudományi futball szimulációs környezetben absztrahálni tudják. Elvi és gyakorlati megkülönböztetésben beszélünk mély- és sekélyavatárokról. A

mélyavatárok olyan avatárok, amelyek meghajtó adatait csakis az adott

futballklubbal szorosan együttm¶ködve lehet felvenni, tipikusan külön erre a célra kidolgozott professzionális (például videó vagy szenzoros) eszközökkel. Ezzel szemben a

sekélyavatárok meghajtó adatai nyilvánosan hozzáférhet®

adatok.

2. A rendszer részei

szolgáltatta.

Az

interfész

kap-

csán az Esantu Kft. m¶ködött Funkcionális

és

munkaszervezési

közre a SziMe3D Kft. Nagyerdei

szinten a fejlesztett rendszer két részb®l áll, amelyek egyetlen platform- és alkalmazásfüggetlen szabványos inter-

Gerundium munkacsoportjával.

A

FootballAvatar Core ma-

ga a szimuláció alapú döntés-

fészen keresztül érintkeznek.

támogató

A

FootballAvatar

Data

a

információs

rendszer

(szimulátor kollekció, avatárokat

mélyavatárok felépítéséhez szük-

épít®

séges meghajtó adatokat szolgál-

struktúra,

tató hardver- és szoftvereszkö-

használói felület). Ez a rész a Szi-

zök együttese. Ebben a részben

Me3D Kft. Nagyerdei Gerundi-

a videó rögzítést támogató hard-

um munkacsoportjának munká-

vert a Satrax Kft., a videó fel-

ja, ahol a licenc-mérnökség intéz-

dolgozást az U1 Research Kft.,

ményében az Esantu Kft. m¶kö-

az élettani szenzoros eszközöket

dött közre. Továbbá jelent®s sze-

és adatfeldolgozást az IQRS Kft.

repet játszottak ennek a résznek

SziMe3D 3D-s technológiai innovációk a turizmus, oktatás és sport területén GOP-1.2.1-11-2012-0005

és

kezel®

szoftver

operátori

és

infravégfel-

Dr. Bátfai Norbert A Nagyerdei Gerundium munkacsoport szakmai vezet®je



v. 0.0.5


1. ábra. A VisionAvatar 3D-s humán alapú megjelenít®

a fejlesztésben a SziMe3D Kft.

2.1. A Gerundium

sportszakmai szakért®i. A

FootballAvatar Core

fejleszté-

sének tudományos és modern szoftvertechnológiai hátterét a Debreceni A jelen dokumentum a

Core

FootballAvatar

rész bemutatására fókuszál.


Egyetem Informatikai Karának Információ Technológia Tanszéke biztosítja




v. 0.0.5

http://www.footballavatar.hu abban az értelemben, hogy a SziMe3D

az általunk szállított gépen készíti el®

Kft. Nagyerdei Gerundium munkacso-

a végfelhasználóknak szánt másodla-

portját egyetemi oktatók és hallgatók

gos felületet, amely

alkotják:

okostelefonon is elérhet®, így akár

tábla pc-n vagy

például a kispadon, vagy akár utazás

Halász Béla projektvezet®

közben a csapatbuszon is kényelme-

Prof. Dr. Terdik György a kutatás mentora

sen használható. iii) A FootballAvatar szimulátor kollekció bizonyos ele-

Dr. habil Ispány Márton vezet® kutató Dr. Bátfai Norbert a gerundiumi kutatásfejlesztés szakmai vezet®je

Dr. Jeszenszky Péter vezet®

mei támogatják a mélyavatár, illetve a sekélyavatár alapú szimulációkat és elemzéseket. iv) A FootballAvatar fel-

kutató,

ve-

zet® fejleszt®

használói felületének szervezése a szimulációk logikáját követi.

Bíró Piroska vezet® tesztel®, dokumentálás Balla Tibor kutató-fejleszt®

2.3. Felhasználói kiemelések

Gyakornokok:

i) A vezet®edz® számára: felállások,

Mamenyák András MI, kutató-vezet® fej-

taktikai elemek vizsgálata, taktikai el®rejelzések. ii) A játékosoknak: a takti-

leszt®

Besenczi Renátó MI, kutató-fejleszt®

kai felkészültség elmélyítése.

Kiss Andrea PhD hallg., kutató Komzsik János MI, fejleszt®, designer

2.4. A fejlesztés er®sségi

Kóti Balázs PTI, kutató-fejleszt®, designer

i) Els®sorban a kutatási cél megva-

Kövér Gergely PTI, kutató-fejleszt®

lósításához vezettünk be egy szoftver-

Sma jda Máté PTI, kutató-fejleszt®

folyamat

Székelyhídi Csaba PTI, fejleszt®

egy

verseny

Takács Tamás PTI, fejleszt®, designer

tési

módszertan

2.2. Operátori kiemelések

továbbfejlesztést, alapú

amely

szoftverfejlesz-

(lásd

a

http://

footballavatar.hu/CP/ lapot). ii) Az ennek a módszertannak is megfelel®en verseng® fejleszt® csoportjaink komoly

Adott klubnál a rendszert egy ki-

versenyel®nyre tehetnek szert (ami ter-

tüntetett felhasználó üzemelteti, aki a

mészetesen az egész fejlesztett rend-

rendszer terminológiájában az operá-

szerre igaz), ha felhasználnak megfe-

FootballAva-

lel® licenc¶ nyílt forráskódú technoló-

rendszert tipikusan el®re te-

giákat. Ennek bels® támogatására és

lepített és a vev® igényeihez hangolt

szabályozására hoztuk létre a licenc-

GNU/Linuxos rendszer¶ gépen vagy

mérnökség intézményét. iii) Jelent®s

gépeken szállítjuk. ii) A FootballAva-

futball sportszakmai támogató hátte-

tar operátora az els®dleges felületen,

ret tudunk felhasználni a fejlesztésben.

tor, röviden a

tar Core

faó. i) A





v. 0.0.5


2. ábra. Az AvatarDisks 3D-s gombfoci jelleg¶ megjelenít®

3. A rendszer felépítése

ják ki azokat az elemeket, amelyek a kereskedelmi termékbe bekerülhetnek.

FootballAvatar Core

kutatás-

Egészen pontosan három osztályba so-

és termékspecikus részekre bontható.

rolhatjuk a kutatás-fejlesztési eredmé-

A kutatási eredményekb®l a tudomá-

nyeket: i) Az

nyos és technikai nehézségek, illetve a

mék részei. ii) Az

licenc-mérnökség intézménye szelektál-

jai innovációt jelentenek a termék tu-

A


FBA Core elemei a terFBA Add-ons tag-




v. 0.0.5


3. ábra. A DesciZity megjelenít® Android telefonos és tabletes, illetve asztali gépes felülete az aktív döntésfeldolgozóval

dásában, és folyamatos fejlesztés alatt állnak. Az

FBA Exper alá es® téte-

sok. Például egész bajnokságok szimulálása

vagy

extrém

CUDA

GPU

leknek kísérleti szerepük van, amely kí-

alapú

párhuzamosított

sérleti eredményeket a termékfejlesztés

számítások,

során folyamatosan felhasználjuk.

élettani vagy a szabálytalansági

de

itt

találjuk

az

modelleket is.

3.1. Szimuláció-orientált architektúra

Fokozatonként az alábbi üzemmódokat különböztethetjük meg:

A szimulációs és elemz® számításokat az alábbi három fokozatba sorol-

önálló üzem ebben a módban a számítások jellemz® bemen® adatok

juk:

nélkül is futtathatóak

-1. fokozat nyilvános

adatokkal

meghajtott számítások és elemzések (sekélyavatár rendszer¶)

0. fokozat professzionális kal

meghajtott

adatok-

(mélyavatár

rendszer¶)

+ fokozat

front end -ek,

akár a további üzemmódokban szimulált vagy vizsgált mérk®zések is elemezhet®ek

szimulációs üzem ez a jellemz® bemen®

portolá-


elemz® üzem itt akár a beszállított,

adatokkal

futtatott

szi-

mulációk szintje, nevezzük ezért




v. 0.0.5


4. ábra. A FootballEye megjelenít® elemz® módban

még

avatár

szimulációs

üzem-

módnak is. Implementációs bontásban pedig a következ® csoportosítás adható:

a C++ alapú megoldás könnyen portolható legyen Java vagy CUDA C platformokra.

FANM+ Ez a FANM-re épül® implementáció

MABSA Szimuláció és elemzés te-

front end -ekkel,

porto-

lásokkal egészíti ki azt.

kintetében a rendszer bels® kutatási platformja. Ez egy modern multi-ágens alapú architektúra, középpontjában egy IO multiplexelt szimulációs proxy szerverrel.

FANM Ennek az implementációnak

4. A rendszer m¶ködése Itt csupán a

FootballAvatar Core

néhány tipikus használati esetét mutatjuk be.

egyértelm¶en az ipari termékek

1. A videó vagy a szenzoros rend-

támogatása a célja. Itt alapve-

szer¶ adatok a szabványos XML

t® fejlesztési megszorítás volt az

interfészen

egyszer¶ szerkezet, hogy például

nek a


keresztül

megérkez-

FootballAvatar Core

rend-




v. 0.0.5


5. ábra. Az AvatarSimulationTensor önálló módban a nyomkövet® megjelenít®ben

6. ábra. Az AvatarSimulationOmega jelentéseib®l készült montázs

szerhez.





v. 0.0.5

http://www.footballavatar.hu FBADataExtractor

2. Az

tó)

el-

gyújtópontjában.

A

látha-

végzi a platform és alkalmazás-

tóság abban az értelemben ér-

független XML interfész adata-

tend®, hogy a CPU-n futó szi-

inak átkonvertálását a szimulá-

mulációit akár valós id®ben sa-

ciós bels® formátumba. Továb-

ját

bá elvégez egy alapvet® avatár-

egy másik rendszerbeli kompo-

transzformációt:

nens

passzok

kiszámítja

eloszlásának

a

sok heatmap-jét. A bels® for-

megjelenít®jén (vagy

oine

megjelenít®jén) nyo-

mon követheti a felhasználó.

mátrixát

és a labda illetve játékosmozgá-

online

6. A szimulációk eektív számítása nem a CPU-n, hanem a GPU-

mátum szabványos állományait

n történik, ebben az értelemben

egy szabványos könyvtárszerke-

pozicionálhatjuk az AvatarSi-

zetben helyezi el az állomány-

mulationOmega komponenst

rendszerben.

a fejlesztett rendszer másik, nem

3. A szimulációs bels® formátumot

látható gyújtópontjába, mert ez

(amely egyaránt alkalmas való-

esetben az extrém párhuzamos-

di vagy szimulált mérk®zések áb-

ság

rázolásához) számos megjelení-

teljes egészükben nem adhatók

t® programunk képes beolvasni

vissza, hanem csak számos mér-

és megjeleníteni, ezek például az

k®zésr®l képet adó jelentések ké-

asztali gépes 3D-s környezetben,

szülnek.

akár a taktikai szobában kivetítve használt AvatarDisks vagy

mérése vagy a megjelenít®k mobil felületen (androidos okostele-

aránt használható DesciZity. túli

mérk®zések

me, például a taktikai elemek fel-

bil felületen és asztali gépen egy-

megjelenítésen

egyedi

7. A fejlesztett rendszer számos ele-

a VisionAvatar, illetve a mo-

4. A

miatt

fonon vagy tableten) is elérhet®ek.

elemz®

funkciókat is képes ellátni például a FootballEye, a Desci-

Zity és maga az AvatarSimulationTensor. 5. A

szimulációs

mot

olvasni

Az bels®

és

írni

formátuis

képes,

a szimulációk és elemzések elvégzését és vizualizálását támogató

5. Termékkomponensek

AvatarSimulationTen-

FBA Core halmaz számos ter-

mékkomponenst

sával.

AvatarDisks A

lesztett

Disks

egyik

(látha-


amelyek

ki röviden, egy pillanatkép felvillantá-

sor. Ez komponens van a fejrendszer

tartalmaz,

közül most csak az alábbiakat emeljük

2.

ábrán a

látható

fejlesztett

Avatarrendszer




v. 0.0.5


7. ábra. Az AvatarSimulationTensor és az AvatarSimulationOmega faó felülete

általános

3D-s

megjelenít®je,

amely képes akár valódi, akár szimulált mérközések visszajátszására.

1.

ábrán

FootballEye A 4. ábra egy speciális 2D-s megjelenít® és elemz®, mely utóbbi

VisionAvatar Az

ját is.

min®ségben igény szerint elégít bemutatott

Vi-

sionAvatar az AvatarDisks humán animációs továbbfejlesztése.

ki futballszakmai igényeket.

AvatarSimulationTensor Ez a FANM komponens a fejlesztett rendszer látható lényegi ele-

DesciZity

me, amely üzemelni képes a -1.,

A 3. ábrán látható DesciZity

0 és + fokozatokban az önál-

a rendszer általános 2D-s meg-

ló, elemz® és avatár szimulációs

jelenít®je, amely asztali gépeken

módok mindegyikében, akár va-

és mobil eszközökön is futtatha-

lós id®ben is. Mitöbb, adott eset-

tó, továbbá megvalósítja a Dön-

ben képes egy mérk®zésen belül

tésProcesszor

is váltani az elemz® és a szimulá-

beviteli funkció-





v. 0.0.5


8. ábra. A CASoccer egy sejtautomata és redukciós hibrid szimulációja

ciós mód között, így téve lehet®vé például a

fork-join

jelleg¶ szi-

mulációkat. Ilyen egy szimuláció

sor és az AvatarSimulationOmega faó felülete tekintetében lásd a 7. ábrát.

akkor, ha a valóságbeli mérk®zés adott eseményét®l a valóságtól elszakadva a szimuláció veszi át a mérk®zés irányítását. Az 5. ábra a kutatás-fejlesztési fázisban nyomkövetési céllal használt megjelenít®vel mutatja az Ava-

tarSimulationTensor egy önálló módú mérk®zésének egy pillanatát.

teljesen elkészült és beküldés el®tt áll, az [1], [3], [5] és [4] kéziratokon pedig jelenleg is dolgozunk.

CASoccer mazása a játékosok helyezkedé-

Ez a FANM komponens a Ava-

tarSimulationTensor extrém Az

Jelen pillanatban a [2] kéziratunk

Sejtautomata szimulációk alkal-

AvatarSimulationOmega

párhuzamos

6. Kutatási témák

CUDA

portolása.

AvatarSimulationTen-


sében és a labda mozgatásában (lásd még a 8. ábrát).

FootballAvatarAspects Az

aspektus-orientált

futball




v. 0.0.5

http://www.footballavatar.hu avatár fogalom er®sebb szoftver

számára (például a játékosok ér-

integrációja.

tékelésének vizsgálatával) vagy a szurkolóknak (például a lehetsé-

Menedzserek, szurkolók

ges közösségszervezés, a résztve-

Érdekes kutatandó terület, hogy

v® élmény er®sítésének vizsgála-

mit lehet nyújtani a menedzserek

tával).

Debrecen, 2014. március 4.

Hivatkozások [1] N. Bátfai, P. Jeszenszky, A. Mamenyák, B. Halász, R. Besenczi, J. Komzsik, B. Kóti, G. Kövér, M. Smajda, Cs. Székelyhídi, T. Takács, T. Balla, P. Bíró, and M. Ispány. Sport Science Soccer Simulations. manuscript, 2014. [2] N. Bátfai, P. Jeszenszky, A. Mamenyák, B. Halász, R. Besenczi, J. Komzsik, B. Kóti, G. Kövér, M. Smajda, Cs. Székelyhídi, T. Takács, G. Róka, and M. Ispány. IT Innovations in the FootballAvatar Project aimed to develop a Simulation-based Decision Support System. 2014. submitted manuscript. [3] N. Bátfai, P. Jeszenszky, A. Mamenyák, B. Halász, R. Besenczi, B. Kóti, G. Kövér, M. Smajda, and M. Ispány. Advanced Sport Science Soccer Simulations. manuscript, 2014. [4] N. Bátfai, P. Jeszenszky, A. Mamenyák, B. Halász, and M. Ispány. Developing a pure GNU/Linux and FOSS based business solution for professional soccer: an enterprise case study. manuscript, 2014. [5] N. Bátfai, P. Jeszenszky, A. Mamenyák, B. Halász, Z. Oláh, I. Tóth, G. Róka, Z. Szabó, and M. Ispány. Comparing human and machine analysis on soccer match data. manuscript, 2014.



FootballAvatar projekt Szimuláció alapú döntéstámogató információs rendszer v

Recommend Documents