Сергей Сергеевич Лебедев
Меню сайта
Категории каталога
Мои статьи [21]
В разработке [1]
Наш опрос
Какими операционными системами Вы пользуетесь
Всего ответов: 100
Главная » Статьи » Мои статьи

Компьютерное моделирование и виртуальная реальность

С.С. Лебедев
ст. преподаватель кафедры ЕНТД КФ АГТУ
С.Ю. Пеняга
студентка химико-технологического факультета

Компьютер является самым удобным инструментом для моделирования процессов и явлений.

Компьютерное моделирование и виртуальная реальность

    Человек часто имеет дело с объектами, явлениями и процессами, недоступными для непосредственного восприятия. Причины этого могут быть разными. Молекулы слишком малы для наблюдения. Формирование горных цепей на поверхности Земли происходит слишком медленно. Условия в центре атомного взрыва исключают присутствие человека. Архитекторы, конструкторы и работники многих других профессий должны представлять себе объекты, которые ещё не существуют.
    Применение компьютеров в научных исследованиях является необходимым условием изучения сложных систем. Традиционная методология взаимосвязи теории и эксперимента должна быть дополнена принципами компьютерного моделирования. Эта новая эффективная процедура даёт возможность целостного изучения поведения наиболее сложных систем как естественных, так и создаваемых для проверки теоретических гипотез.
    Методами компьютерного моделирования пользуются специалисты практически всех отраслей и областей науки и техники – от истории до космонавтики, поскольку с их помощью можно прогнозировать и даже имитировать явления, события или проектируемые предметы в заранее заданных параметрах.
    В своей деятельности человек нередко вынужден заменять реальные объекты, явления и процессы их моделями, представленными в той или иной форме. Модель – это представление реального исходного объекта, явления или процесса, отражающее определённые его особенности. Процесс создания модели называют моделированием.
    Главное свойство модели – адекватность, то есть соответствие моделируемым особенностям оригинала. От модели не требуется достоверности – в этом случае получится не модель, а копия. Степень соответствия определяется целями моделирования. Излишнее сходство с оригиналом столь же бесполезно, как и недостаточное.
    Например, детские игрушки – это модели реальных объектов. Уровень соответствия зависит от возраста ребенка. Игрушки для маленьких детей обычно моделируют только форму объекта. Например, модель автомобиля для ребенка трех-четырех лет адекватна, если она имеет кузов, кабину, четыре вращающихся колеса и сохраняет пропорции реальной машины. В более сложных игрушках моделируется взаимодействие между элементами исходного объекта: открываются двери и капот, работают элементы рулевого управления.
    В разных областях науки и техники используются разные способы построения моделей. Для конкретной задачи нередко надо построить несколько разных моделей, пока не удастся добиться адекватного представления.
    Успешная визуализация и имитирование реальной среды взаимодействия человека и техники посредством компьютера разработана Национальным аэрокосмическим агентством США (NASA) ещё 20 лет назад.
    Компьютер обеспечивает для человеческого разума возможность мгновенно реагировать на изменения в создаваемой виртуальной среде. Сила виртуальной реальности состоит в достижении свободы взаимодействия человека с виртуальной средой – там нет принципиальных ограничений в этом плане и можно исследовать и опробовать любой компонент любой пространственной модели (виртуального прототипа). Будучи созданной в компьютере, эта модель, также как и среда, в которой она находится, свободна от ограничений физического пространства и времени.
    Компьютерное проектирование позволяет не только создать, но и усовершенствовать сложное изделие, оценить и опробовать его не на реальном предприятии, а в среде виртуальной реальности. Это особенно актуально для дорогостоящих, сложных, уникальных технологических и военно-технических комплексов.
    Если виртуальную реальность использовать просто как средство коммуникации между участниками процесса проектирования, она позволит проектировщикам, специалистам по надежности систем, персоналу и другим специалистам обсуждать, даже находясь в разных точках планеты, средствами Интернета, достоинства и недостатки проекта, используя виртуальную модель, как наглядное, трёхмерное справочное пособие, которое можно как угодно перемещать в пространстве, «гулять» по нему и т.д. Это неизбежно приведёт к более ясному пониманию сути проблем и более скорой выработке решений по устранению потенциальных затруднений во время проектирования и производства любого изделия.
    А теперь вернемся к расчетным задачам, решаемым при помощи компьютера. Целью решения любой задачи является получение конечного результата или ответа на поставленный вопрос. Для того чтобы получить результат любой задачи, ее решение необходимо разбить на следующие этапы:
    Этап 1. Постановка задачи.
    Этап 2. Анализ и исследование задачи.
    Этап 3.Построение модели.
    Этап 4.Разработка алгоритма.
    Этап 5.Реализация алгоритма.
    Этап 6. Тестирование и отладка.
    Этап 7. Сопровождение.
Категория: Мои статьи | Добавил: Сергей_Лебедев (10.01.2009)
Просмотров: 1803 | Рейтинг: 4.5/2 |
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Поиск
Друзья сайта
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Copyright С.С. Лебедев © 2020Конструктор сайтов - uCoz