2. Моделирование

Теперь поговорим о моделировании. В процессе моделирования создаются объекты-модели, цель которых заместить объект-оригинал при изучении. При этом модель должна содержать значимые для данного исследования (опыта) черты (свойства) оригинала, а незначительные для данного исследования можно опустить (игнорировать). В настоящее время широко применяется компьютерное моделирование, когда описание объекта или явления сохраняется в памяти компьютера, при этом используются специальные программы. Как и любое другое моделирование, компьютерное моделирование может быть различным. Например, математическим, когда какое либо явление или процесс описывается с помощью математических формул, а вести вычисления по ним без компьютера весьма сложно. Также следует выделить графическое моделирование, когда решается задача визуализации явления или процесса. Такое моделирование бывает необходимо, когда существует потребность в наглядном представлении явления из-за его сложности.

Отдельно следует выделить моделирование в реальном времени, при котором моделируемая система реагирует на воздействие из вне, другими словами – взаимодействует с объектами реального мира. Примером системы реального времени может служить игра (когда на действие пользователя в туже секунду наступает изменение поведения героя). Однако область применения моделирования в реальном времени намного шире и имеет важное практическое значение (телевидение, ядерная физика и др.).

3. Четырехмерное пространство и среды трехмерного моделирования

Известно декартово представление пространства как трех взаимно перпендикулярных осей (измерений): X, Y и Z. Это соответствует восприятию человеком длины, ширины и высоты объектов. Однако, помимо обладания этими характеристиками, объекты могут еще и изменяться. Изменение объектов происходит вдоль четвертого измерения – времени. Таким образом, мы получаем четырехмерное пространство, в нем и существуют реальные объекты.

Для того, чтобы смоделировать четырехмерное пространство на компьютере существуют среды трехмерного моделирования. Такая среда позволяет моделировать область пространства, наблюдать его из различных точек (изменять угол зрения), передвигать и изменять объекты. Во многих средах трехмерного моделирования можно не только создавать объекты, но и анимировать их (изменять их положение и свойства во времени).

Компьютерных программ, позволяющих создавать трехмерную графику достаточно много. Одной из них является Blender, изучению некоторых основ работы с которым посвящён данный курс. Blender, по-сравнению с другими средами трёхмерного моделирования, обладает двумя видимыми преимуществами. Во-первых он распространяется под лицензией GNU General Public License, что для конечного пользователя означает бесплатность его распространения и свободу копирования. Во вторых, в нем есть движок позволяющий создавать анимацию реального времени (интерактивные модели).

Вопросы и задания

1. В чем заключаются отличия виртуального и реального объекта?

2. Приведите примеры практической значимости создаваемых виртуальных пространств.

3. Какова цель моделирования? Какие виды моделирования вы знаете?

4. Какие виды компьютерного моделирования можно осуществить в средах трехмерной графики?

Дополнительная информация

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Трёхмерная_графика

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуальная реальность

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Реальное время

4. Boralli, F. BsoD/Introduction to Physical Simulation. (http://wiki.blender.org/index.php/Main_Page)

5. Азимов А. Популярная физика. От архимедова рычага до квантовой механики. - М.: ЗАО Центрполиграф, 2006. - 752 с.

Введение в Blender. Урок 2

Методическая разработка урока. Теоретическая часть

Blender – это пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, анимации и интерактивных приложений.

1. Организация окна по умолчанию

Запустив Blender, вы увидите окно, состоящее из трёх дочерних окон: меню (а), окна 3D вида (б) и панели кнопок (в).

а

б

в

Это вариант по-умолчанию. На самом деле окон может быть больше, они могут располагаться по иному и иметь другие размеры. Однако пока оставим все как есть и сосредоточимся на окне 3D вида.

Теперь запомним следующую особенность: многие команды в Blender предпочтительно отдавать с клавиатуры. При этом следует помнить, что курсор мыши должен находиться именно в том дочернем окне, где планируется произвести изменения.

Рассматривая окно 3D вида, следует выделить в нем две «части»: меню (г) и непосредственно само окно вида.

г