Geum.ru

Визуализация инженерных и научных раiетов

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

?раивать презентации и показы. Несложная командная система не требует длительного изучения и освоения. Программу можно освоить за 30-40 минут.

Разработанную программу можно использовать на лабораторных работах студентов, для отображения полученных ими результатов. Она может использоваться сотрудниками институтов или предприятий для отображения результатов моделирования как в процессе программирования и отладки моделирующей программы, так и в процессе демонстрации результатов. Таким образом программа console имеет университетский уровень.

Раздел 2.

Технология разработки программного обеспечения для визуализации инженерных раiетов

Введение

Десять - пятнадцать лет назад ЭВМ либо не имели возможности графического вывода, либо графические дисплеи были очень слабы и не подходили для качественного вывода информации. Печатающие устройства существовали только для символьного вывода. Поэтому все результаты раiетов выводились в виде числовых распечаток, по которым проводился анализ, строились графики и т.д. Пять десять лет назад графические системы позволяли выводить графики с приемлемым качеством изображения, но только для одномерных случаев. Вывод двухмерных случаев в виде поверхностей требовал огромных вычислительных затрат, с которыми не справлялись процессоры тех лет.

В наше время, когда высокого быстродействия достигли не только ЦП и математические сопроцессоры, но и графические сопроцессоры вывод результатов в графическом виде ускорился в сотни раз, построение трехмерных изображений и их преобразование заметно упростилось. Поэтому для всех современных САПР и инженерных программ необходимо представление результатов в виде графиков, поверхностей и т.д. Как и всякий процесс, написание программ обработки результатов для последующего графического вывода и вывод имеет свою технологию. В данном разделе и будет рассмотрена такая технология.

2.1 Этапы разработки программного обеспечения для визуализации инженерных раiетов.

Для начала выделим основные этапы создания ПО для визуализации инженерных раiетов (далее просто ПО).

  1. Постановка задачи. Формирование требований к выводимой информации.
  2. Создание структуры данных и интерфейса с расiитывающими программами.
  3. Построение математической модели отображаемой информации (2 подхода):

    4. Использование готовых библиотек OpenGL или DirectX, а также готовых компонент ActiveX.

    Построение собственных математических моделей.

  4. Создание интерфейса пользователя.

Итак, мы видим пять основных этапов, различных по сложности и объему работ. К тому же, благодаря большому количеству разработчиков библиотек для графического вывода у нас есть два качественно разных подхода.

Рассмотрим каждый этап в отдельности более подробно.

  1. Постановка задачи

Очень важно правильно сформулировать задачу и требования к ПО. Это поможет избежать лишних затрат на создание ненужных подпрограмм вывода, либо переделки готовых программ для дополнения необходимого. Так же при постановке задачи необходимо решить стоит ли использовать подход с построением собственных математических моделей, или достаточно ограничиться уже готовыми библиотеками и компонентами, пусть и платными. В дополнении необходимо учесть необходимость вывода числовой информации, а так же создание тАЬтвердой копиитАЭ, т. е. распечатки на принтере.

При определении вида графической информации, нужно решить для каких случаев она будет выводиться двумерных или же только одномерных. При выборе двумерных случаев у нас тоже есть выбор: можно выводить в виде поверхностей, либо в виде тАЬконтрастной заливкитАЭ, или же оба этих случая. При постановке задачи на вывод надо учитывать собственные вычислительные ресурсы и необходимую скорость создания приложения.

При определении подхода к построению математической модели вышеуказанные два фактора так же играют главную роль. Собственная модель может обойтись дороже, так как на ее создание уйдет время и, к тому же, как правило, такие модели не задействуют вообще или не на полную мощность возможности графического сопроцессора, а это шаг назад. В связи с этим в последнее время создание собственных математических моделей становится все менее целесообразным и экономически выгодным.

2.3 Создание структуры данных и интерфейса с раiетной программой

Этот этап очень важен. От структуры данных зависит быстродействие создаваемого ПО, компактность кода и файлов, в которых хранятся результаты раiетов.

Интерфейс с расiитывающей программой может быть совершенно различным. Информация может передаваться через оперативную память (ОЗУ), через файловую систему в виде бинарных файлов или, более объемных, текстовых файлов. Файлы могут быть компрессированы или нет. Какой из способов выбирать зависит от нескольких факторов:

  1. Скорость выполнения раiета если расiитывающая программа проводит быстрый анализ, то, возможно, целесообразнее не создавать лишних файлов на внешнем носителе и использовать ОЗУ.
  2. Частота изменения входных данных при частой смене входных данных для раiетов намного эффективнее будет применение передачи результатов через ОЗУ, с вызовом программы визуализации как подпрограммы.

По этим двум факторам можно сказать еще следующее: если программа выполняет раiеты долго, или входные данные не меняются (используется итеративный процес