Графическое компьютерное моделирование: теоретический аспект
Особенность совершенствования вычислительной техники и широкого распространения персональных компьютеров. Компьютерное моделирование как один из эффективных методов изучения сложных систем. Характеристика двумерных и трехмерных графических моделей.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.02.2019 |
| Размер файла | 14,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Тобольский педагогический институт им. Д.И. Менделеева
ГРАФИЧЕСКОЕ КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АСПЕКТ
Бережная В.А.
Совершенствование вычислительной техники и широкое распространение персональных компьютеров открыло перед моделированием огромные перспективы для исследования процессов и явлений окружающего мира.
Компьютерная модель или численная модель (англ. computational model) -- это компьютерная программа, работающая на компьютере, суперкомпьютере или кластерной системе, реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем [1]. вычислительный компьютерный моделирование графический
Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т. н. вычислительные эксперименты, в тех случаях когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет определить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения её параметров и начальных условий [1].
Для компьютерного моделирования важно наличие определенного программного обеспечения. При этом программное обеспечение, средствами которого может осуществляться компьютерное моделирование, может быть как достаточно универсальным, так и весьма специализированным, предназначенным лишь для определенного вида моделирования.
Компьютерное моделирование имеет ряд преимуществ по сравнению с другими подходами. В частности, оно дает возможность учитывать большое количество параметров, предсказывать развитие нелинейных процессов, возникновение синергетических эффектов. Компьютерное моделирование позволяет не только получить прогноз, но и определить, какие управляющие воздействия приведут к наиболее благоприятному развитию событий. Компьютерные модели позволяют получать в динамике наглядные запоминающиеся иллюстрации экспериментов и явлений, воспроизвести их тонкие детали, которые могут ускользать при наблюдении реальных экспериментов. Компьютерное моделирование позволяет изменять временной масштаб, варьировать в широких пределах параметры и условия экспериментов, а также моделировать ситуации, недоступные в реальных экспериментах.
Компьютерное моделирование - эффективный метод решения задач анализа и синтеза сложных систем и объектов. Использование компьютерных моделей превращает компьютер в универсальную экспериментальную установку. В компьютерном эксперименте обеспечен полный контроль за всеми параметрами системы, этот эксперимент дешев и безопасен, с помощью компьютера удается ставить "принципиально невозможные" эксперименты (геологические процессы, космология, экологические катастрофы и т.д.).
С появлением мощных компьютеров распространилось графическое моделирование. Графическое моделирование - это замещение реального объекта визуальным графическим образом. Графические модели представляют собой визуальную реализацию объектов, которые настолько сложны, что их описание иными способами не дает человеку ясного понимания. Здесь наглядность модели выходит на первый план. Графическая модель описывает реальный объект лишь с некоторой степенью приближения к действительности.
По способу задания изображений графические модели можно разделить на двумерные и трёхмерные. Основное различие между двумерными и трехмерными объектами -- глубина. Двумерные изображения характеризуются только высотой и шириной (x, y). Трехмерная графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Изображение хранится в памяти компьютера в виде описаний составляющих его объектов. Чтобы объект был трехмерен, его поверхность предварительно строится как каркасная конструкция, состоящая из пространственных узловых точек, задаваемых тремя координатами (х, у и z), и ребер, соединяющих узлы. Далее поверхности назначается обтягивающий ее материал, с описанием его свойств, цвета и фактуры [2].
В условиях двумерного моделирования очень сложно передать работу или хотя бы общие черты реальных трехмерных объектов, что является преимуществом использования именно трёхмерной графики. Демонстрация 3D-моделей может носить как статический (не изменяющейся во времени), так и динамический характер. Минимальная динамика объекта обеспечивается его перемещением или вращением. При использовании графических 3D-моделей, компьютер предоставляет уникальную, не реализуемую в реальности возможность визуализации, а его упрощённой теоретической модели с поэтапным включением в рассмотрение дополнительных усложняющих факторов, постепенно приближающих эту модель к реальному явлению [2].
Исходя из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что моделирование - это способ и приём познания, позволяющий с помощью одной системы воспроизвести в необходимом объёме и с требуемой точностью исследуемые стороны и свойства другой более сложной системы, являющейся объектом исследования. В настоящее время моделирование находит новые применения, особенно благодаря компьютерам и компьютерным технологиям, так как они расширяют возможности исследования моделей. Компьютерное моделирование благодаря замене реального объекта, процесса или явления его подходящей копией, позволяет упростить изучение оригинала, а также сохранить и отразить его существенные особенности с точки зрения цели моделирования.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Переходный процесс включения и распространения включенного состояния в силовых тиристорах, его компьютерное моделирование на основе пакета программ приборно-технологического моделирования "Synopsys TCAD". Физические понятия в программном комплексе.
дипломная работа [914,1 K], добавлен 17.07.2016Понятие и цели моделирования информационных систем, классификация их видов. Современные технологии в горной инженерии. Изучение создания двумерных и трехмерных проектов различной степени сложности с помощью системы автоматизированного проектирования.
реферат [1022,2 K], добавлен 15.02.2014Изучение деформации систем твердых тел. Линейные и нелинейные деформационные процессы. Построение математических моделей систем деформируемых твердых тел. Метод энергетической линеаризации. Компьютерное моделирование осадки плитных коробчатых фундаментов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 11.01.2017Моделирование термодинамической системы с распределенными параметрами, случайных процессов и систем. Статистическое (имитационное) моделирование физических процессов, его результаты. Компьютерное моделирование систем управления с помощью пакета VisSim.
методичка [2,7 M], добавлен 24.10.2012Понятие и условие устойчивости бистабильной системы. Исследование модели "нагреватель - охлаждающая жидкость", построение фазового портрета стационарных состояний нагревателя. Компьютерное моделирование данной системы в пакете model vision studium.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.06.2013Процесс функционирования системы массового обслуживания (СМО) на примере конвейера по изготовлению шестерен. Моделирование СМО на ЭВМ с помощью специализированного языка моделирования систем общего назначения GPSS. Улучшение показателей эффективности СМО.
курсовая работа [459,9 K], добавлен 23.06.2011Линейно-упругие деформации твердых тел. Компьютерное объектно-ориентированное моделирование. Построение конечно-элементных соотношений для двумерных систем линейной теории упругости. Численный анализ деформированного состояния системы твердых тел.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 28.01.2013Компьютерное моделирование и анализ схемотехнических решений устройства для изучения принципов работы p-n-перехода полупроводниковых устройств. Исследование статических вольтамперных характеристик биполярного транзистора в программе Electronic Workbench.
дипломная работа [361,0 K], добавлен 11.01.2015Компьютерное моделирование - вид технологии. Анализ электрических процессов в цепях второго порядка с внешним воздействием с применением системы компьютерного моделирования. Численные методы аппроксимации и интерполяции и их реализация в Mathcad и Matlab.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.12.2013Введение в интернет-технологии и компьютерное моделирование. Создание WEB страниц с использованием HTML. Создание динамических WEB страниц с использованием JavaScript. Работа с графикой в Adobe Photoshop и Flash CS. Основы компьютерного моделирования.
презентация [223,4 K], добавлен 25.09.2013Создание web-страниц с использованием языка HTML. Работа с графикой в Adobe Photoshop и Flash CS. Создание динамических web-страниц с использованием JavaScript и PHP. Базы данных и PHP. Пример реализации "Эконометрической модели экономики России" под WEB.
презентация [432,3 K], добавлен 25.09.2013Основные понятия моделирования, виды моделей. Программа моделирования электрических и электронных цепей PSpice. Язык описания заданий на моделирование. Программа Probe и ее основные характеристики. Моделирование электромеханических преобразователей.
статья [522,6 K], добавлен 20.07.2012Имитационное моделирование как один из наиболее широко используемых методов при решении задач анализа и синтеза сложных систем. Особенности имитационного моделирования систем массового обслуживания. Анализ структурной схемы системы передачи пакетов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.05.2013История появления и функции трехмерного геологического моделирования. Изучение основных задач эксплуатации геолого-технологических моделей. Информационные аспекты эксплуатации программного обеспечения. Конвертирование и загрузка полномасштабных моделей.
реферат [30,7 K], добавлен 03.05.2015Основные понятия компьютерного моделирования. Функциональная схема робота. Системы компьютерной математики. Исследование поведения одного звена робота с использованием системы MathCAD. Влияние значений изменяемого параметра на амплитуду угла поворота.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.03.2013Характеристика электрических систем в установившихся режимах. Классификация кибернетических систем. Развитие методов моделирования сложных систем и оптимизация на электронных вычислительных машинах моделей в алгоритмическом и программном аспекте.
реферат [27,3 K], добавлен 18.01.2015Этапы развития информатики и вычислительной техники. Аппаратная часть персональных компьютеров. Внешние запоминающие устройства персонального компьютера. Прикладное программное обеспечение персональных компьютеров. Текстовые и графические редакторы.
контрольная работа [32,8 K], добавлен 28.09.2012Сферы применения машинной графики. Использование растровой, векторной и фрактальной графики. Цветовое разрешение и модели. Создание, просмотр и обработка информации. Форматы графических файлов. Программы просмотра. Компьютерное моделирование и игра.
презентация [661,5 K], добавлен 24.03.2017Общие сведения о математических моделях и компьютерном моделировании. Неформальный переход от рассматриваемого технического объекта к его расчетной схеме. Примеры компьютерного моделирования простейших типовых биотехнологических процессов и систем.
реферат [25,9 K], добавлен 24.03.2015Разработка структурной схемы руки человека. Методика определения коэффициента сервиса и координат точек ориентации. Разработка метода многомерной оптимизации для решения обратной задачи кинематики. Программная реализация определения коэффициента сервиса.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.06.2013
