Программирование в Pascal. Моделирование 3D-объектов
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Федеральное агентство по образованию РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Смоленский государственный университет
Курсовая работа по теме:
Программирование в Pascal. Моделирование 3D-объектов
Смоленск
г.
Введение
Программная реализация построения изображения трехмерных объектов встречается все реже. Это вызвано большими затратами ресурсов вычислительной машины. В последнее время активно ведётся разработка систем построения объемных изображений, использующих графический процессор современных видеоадаптеров взамен центрального процессора. Сегодня эффективность видеоадаптеров для таких вычислений намного выше и позволяет строить более сложные и реалистичные сцены, но в то же время имеет ряд недостатков. Основным аспектом аппаратной визуализации в первую очередь является ориентация на скорость исполнения задачи, получение качественного результата задача второстепенная. Кроме того накладываются ограничения набором инструкций адаптера, предусмотренным производителем. Программную обработку можно встретить в основном в системах моделирования компании Autodesk. Иногда программное построение изображений имеет некоторые преимущества по сравнению с аппаратной реализацией - одним из главных особенностей является как разбиение процесса на множество потоков (распараллеливать, вследствие большого объема однотипных вычислений), и как следствие использовать в многопроцессорных системах. Как противопоставление, используя программные методы моделирования и построения изображения, программист ограничивается только собственной фантазией - примером такого продукта является система визуализации изображения V-Ray. Система V-ray позволяет моделировать крайне реалистичное освещение в трехмерных сценах, отражения и рассеивания света, и, вследствие, требует большего количества расчетов. Аппаратное построение по сравнению с программным наследует большинство основных принципов реализации - от расчета и построения нормалей до формирования z-buffer - отличие в выполнении расчетов на видеоадаптере, высвобождая центральный процессор для других задач.
Трехмерное моделирование или 3D графика позволяет решать множество задач и применяется различных сферах деятельности. Это как строительство - результатом может быть модель будущего дома, как частного, так и многоквартирного, офисного здания, или же любого промышленного объекта. Кроме того, визуализация активно применяется в дизайн-проектах интерьеров. Объемное изображение спроектированного сооружения отличается фотографической точностью и позволяет лучше представить себе, как будет выглядеть проект, воплощенный в жизни, внести определенные коррективы. 3D модель обычно производит гораздо большее впечатление, чем все остальные способы презентации будущего проекта. Передовые технологии позволяют добиваться потрясающих результатов. 3D модели популярны так же набирают популярность среди веб-дизайнеров. Многие конструкторы уже давно перешли от использования линейки и карандаша к современным трехмерным компьютерным программам. На основе трехмерного моделирования основаны и множество систем автоматизированного проектирования (САПР) для визуализации результатов, реализуемых математическим обеспечением для демонстрации тех или иных физических процессов. Постепенно новые технологии осваивают и другие компании, прежде всего, производственные и торговые, но не так активно.
В основном трехмерные модели используются в демонстрационных целях. Они незаменимы для презентаций, выставок, а также используются в работе с клиентами, когда необходимо наглядно показать, каким будет итоговый результат. Кроме того, методы трехмерного моделирования полезны в ситуациях, где нужно показать в объеме уже готовые объекты или те объекты, которые существовали когда-либо. Все чаще наработанные технологии начинают использоваться в кинематографе, телевидении, а так же все чаще в компьютерных играх. Трехмерное моделирование это не только будущее, но прошлое и настоящее.
Этапы развития компьютерной графики
Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. Первые вычислительные машины не имели отдельных средств. Для работы с графикой, однако, уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры. В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Графикой на тот момент занимались только при выводе на принтер, в этот период были заложены основные математические основы. Так, была разработана цифровая электронная чертёжная машина, немногим позже были представлены и первые системы автоматизированного проектирования. В 70-х годах начали появляться персональные компьютеры, т.е. появился доступ пользователя к дисплеям. Роль графики резко возросла, но наблюдалось очень низкое быстродействие компьютера, ввиду чего подавляющее большинство программ писалось на ассемблере. Но уже спустя совсем немного времени, в 80-х годах появились персональные компьютеры, позвол?/p>