Задачи геометрического моделирования

Задачи геометрического моделирования

Геометрическое моделирование — это процесс создания графических объектов. Графический объект — это описание свойств материального

объекта-оригинала (геометрической формы и окраски поверхности, размеров, размещения в пространстве).

Геометрическая модель — это модель графического объекта,

отражающая геометрические свойства объекта-оригинала.

Модель всегда является упрощением оригинала и обычно тем

или иным его искажением. Модель можно представить как самостоятельное физическое изделие или составить из элементов сложной моделирующей установки (мозга или компьютера, т. е. можно формировать графический объект в мыслях, запоминать и записывать его ручными способами или с применением компьютера).

Задачами геометрического моделирования являются:

•

создание моделей графических объектов;

•

размещение моделей графических объектов в сцене (в огра-

ниченной пространственной прямоугольной системе координат);

•

организация движений графических объектов (анимация);

•

представление изображений графических объектов на моно-

и стереоэкранах (визуализация);

•

формирование чертежной документации;

•

создание слайдов и видеофильмов.

Эти задачи решаются в системах автоматизированного проек-

тирования., системах связи, геоинформационных системах , при моделировании атмосферных и водных процессов, во всевозможных тренажерах, играх, художественном дизайне, в кино, на телевидении и во многих других областях, где используется современная компьютерная техника.

Геометрическое моделирование на компьютере исследуемых

конструкций и процессов является сложным алгоритмическим

процессом, включающим в себя:

•

выбор или разработку математической модели описания гео-

метрических объектов;

размещение геометрических объектов в сцене с учетом ориентации;

описание динамики объектов;

перевод математической модели в машинную модель в форматах, минимизирующих вычислительный процесс ее обработки;

преобразование математической и машинной моделей;

визуализацию машинной модели.

Для ввода и коррекции геометрической информации создаются графические редакторы, которые содержат библиотеки геометрических примитивов — точки, линии, плоскости, поверхности, простейшие геометрические тела (куб, параллелепипед, сферу, цилиндр, конус, тор и их модификации).

Из геометрических примитивов формируются детали, из деталей — объекты, а из объектов — сцены.

Создаваемые затем библиотеки сцен позволяют накапливать и эффективно использовать комплексную информацию, которая в дальнейшем применяется для геометрического моделирования.

Динамические сцены, т. е. объекты, движущиеся в сцене, и сцены, меняющие свое положение в пространстве, наиболее полно отражают процесс моделирования реальных явлений и используются в различных областях науки и техники.