Каждый этап моделирования определяет поставленная задача и цели моделирования. В общем случае процесс построения и исследования модели может быть представлен с помощью схемы:
I этап. Постановка задачи
Включает в себя три стадии:
- Описание задачи Задача описывается на обычном языке. Все множество задач можно разделить по характеру постановки на 2 основные группы:
- Первая группа содержит задачи, в которых требуется исследовать, как изменятся характеристики объекта при некотором воздействии на него, т.е. требуется получить ответ на вопрос «Что будет, если. ». Например, что будет, если магнитную карточку положить на холодильник? Что будет, если повысить требования для поступления в вуз? Что будет, если резко повысить плату за коммунальные услуги? и т. п.
- Вторая группа содержит задачи, в которых требуется определить, что нужно сделать с объектом, чтобы его параметры удовлетворили определенное заданное условие, т.е. требуется получить ответ на вопрос «Как сделать, чтобы. ». Например, как построить урок математики, чтобы детям был понятен материал? Какой режим полета самолета выбрать, чтобы полет был безопаснее и экономически выгоднее? Как составить график выполнения работ на строительстве, чтобы оно было закончено максимально быстро?
Сдай на права пока
Основные этапы проекта
учишься в ВУЗе
Вся теория в удобном приложении. Выбери инструктора и начни заниматься!
II этап. Формализация задачи
Связан с созданием формализованной модели, т.е. модели, которая записана на каком-либо формальном языке. Например, показатели рождаемости, которые представлены в виде таблицы или диаграммы, являются формализованной моделью.
Под формализацией понимают приведение существенных свойств и признаков объекта моделирования к определенной форме.
Формальной моделью является модель, которая получена в результате формализации.
Замечание 1
Для решения задач с помощью компьютера наиболее подходящим является математический язык. Формальная модель фиксирует связи между исходными данными и конечным результатом с помощью разных формул, а также наложения ограничений на допустимые значения параметров.
III этап. Разработка компьютерной модели
Начинается с выбора инструмента моделирования (программной среды), с помощью которого будет создаваться и исследоваться модель.
От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели и форма его представления.
«Основные этапы компьютерного моделирования»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы
Например, в среде программирования формой представления является программа, которая написана на соответствующем языке. В прикладных средах (электронные таблицы, СУБД, графических редакторах и т.д.) формой представления алгоритма является последовательность технологических приемов, которые приводят к решению задачи.
Заметим, что одну и ту же задачу можно решить с помощью разных программных сред, выбор которой зависит, в первую очередь, от ее технических и материальных возможностей.
Тихонов Н. А. — Основы математического моделирования — Типы математических моделей (Лекция 1)
IV этап. Компьютерный эксперимент
Включает 2 стадии:
-
Тестирование модели – проверка правильности построения модели. На этой стадии выполняется проверка разработанного алгоритма построения модели и адекватности полученной модели объекту и цели моделирования.
Замечание 2
Для проверки правильности алгоритма построения модели используются тестовые данные, для которых заранее известен конечный результат. Чаще всего тестовые данные определяются ручным способом. Если в ходе проверки результаты совпадают, значит разработан правильный алгоритм, а если нет – то нужно найти и устранить причину их несоответствия.
V этап. Анализ результатов
Является основным для процесса моделирования. Решение о продолжении или завершении исследования принимается по итогам именно этого этапа.
В случае, когда результаты не соответствуют целям поставленной задачи, делают вывод о том, что на предыдущих этапах были допущены ошибки. Тогда необходимо выполнить коррекцию модели, т.е. вернуться к одному из предыдущих этапов. Процесс должен повторяться до тех пор, пока результаты компьютерного эксперимента не будут соответствовать целям моделирования.
Источник: spravochnick.ru
Этапы моделирования. Постановка задачи моделирования
Этап постановки задачи характеризуется тремя основными стадиями:
1. Описание задачи
2. Определение целей моделирования
3. Формализация задачи
Описание задачи делается на обычном языке, самыми общими фразами. При этом подробно описывается исходный объект, условия, в которых он находится, и желаемый результат, иначе отправной и конечный пункты моделирования.
К целям моделирования относятся задачи двух типов:
— «что будет, если…». Исследования помогают проследить зависимость параметров объекта от исходных данных или
— «как сделать, чтобы…». Как надо произвести воздействие на объект, чтобы его параметры, удовлетворяли некоторому заданному условию
Формализация задачи – отображение содержания в символьном виде (язык математики, логики, химии и т.п.).
По окончании формализации происходит выбор адекватной модели, соответствующей реальному прототипу. Точность моделирования зависит от того, насколько хорошо ММ отражает свойства объекта.
Следующий этап – выбор компьютерной моделирующей программы. Программы, разработанной на языке программирования, понятной для компьютера.
Моделирующая программа содержит три блока:
— блок исходных данных (определяет стратегию моделирования),
— рабочий блок (задает алгоритм решения задачи на основе выбранного метода решения и содержит процедуры обработки различных ситуаций),
— блок результатов (представляет результат решения в табличном, графическом или демонстрационном режиме).
1 этап. Постановка задачи (изучение объекта исследования, уточнение задачи) и построение формальной модели явления, которая содержит:
— формулы и алгоритмы моделируемого объекта.
2 этап. Формальная модель реализуется на компьютере:
— строится алгоритм решения проблемы,
— пишется программа, реализующая этот алгоритм,
— программа отлаживается и тестируется на тестовых моделях.
3 этап. Работая с компьютерной моделью, осуществляется вычислительный эксперимент:
— исследуют, как поведет себя модель при тех или иных наборах параметров,
— пытаются прогнозировать или оптимизировать что-либо в зависимости от поставленной задачи,
— результатом эксперимента является информационная модель в виде графиков, диаграмм, таблиц.
4 этап. Оценка результатов – установление адекватности модели и объекта исследования; или определение степени близости, сходства их результатов. При этом существенно степень сходства с объектом исследования.
5 этап. Обработка результатов моделирования с применением средств вычислительной техники:
— Оценка вероятности P – частоты эксперимента.
где N – общее число экспериментов, m – общее число положительных исходов.
— Гистограммы – закон плотности распределения случайной величины,
— Оценка математического ожидания получается как среднее арифметическое значение случайной величины y:
6 этап. Анализ результатов моделирования.
Конечная цель моделирования – принятие решения, которое должно быть выработано на основе всестороннего анализа результата моделирования. Полученные выводы способствуют проведению дополнительных серий экспериментов, а иногда и изменению задачи.
Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, на предыдущих этапах были допущены ошибки. После выявления ошибок, требуется корректировка модели, т.е. возврат к предыдущим этапам. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.
Источник: studopedia.su
Этапы работы в программе трехмерного моделирования
В результате работы программы создаются сцены, состоящие из определенного набора геометрических объектов, которые являются трехмерными, т. е. описываются тремя координатами. Упрощенно эти координаты можно назвать длиной, шириной и высотой. Любая сцена формируется с использованием стандартного алгоритма.
Конечным результатом, завершающим работу над статистической трехмерной сценой, является «картинка» — графический файл изображения. Динамическая сцена дает на выходе набор «картинок», или анимационную последовательность, где каждый кадр отражает изменения, происходившие с объектами сцены. Результаты визуализации могут быть перенесены на бумагу, пленку, ткань, видео, CD-диски и т. д.
При создании трехмерной графики можно выделить четыре основных этапа работы. Кратко они перечислены на схеме (рис. В1).
1 Этап: моделирование (создание геометрии)
Один из основных этапов работы, характеризующийся требованиями значительных навыков и знаний основных команд и инструментов среды max. Причем реально учитывается именно геометрия тел, а не их физические свойства или взаимодействия — эти понятия лишь имитируются.
Рис. В1. Этапы создания 3D-графики
2 Этап: назначение материалов
Реальность получаемой «картинки» в значительной степени зависит от используемых материалов и примененных в них текстурных карт — изображений, имитирующих фактуру дерева, камня, водной поверхности и т. п. Многочисленные параметры редактора материалов дают неограниченные возможности в отладке и настройке фотореалистичности сцены, приближению ее изображений к натуральности реального мира.
3 Этап: источники света и камеры
Этот этап заключается в настройке и отладке визуальных характеристик сцены. Яркость и тон основного и вспомогательного освещения, наличие рефлексных источников света, глубина и резкость теней и многие другие параметры задаются при помощи специальных служебных объектов — источников света. Съемочные камеры управляют крупностью кадра, перспективой, углом зрения и поворота. Кроме того, высота точки расположения наблюдателя регулирует так называемый «эффект присутствия» — вид с высоты «птичьего полета» или человеческого роста — сразу задает «настроение» зрителю.
4 Этап: визуализация
Финальный этап, заключающийся в настройке параметров, регулирующих качество получаемой «картинки», формат и тип генерируемых кадров, добавление специальных эффектов (сияние, отражение и блики в линзах камер, огонь, размытие резкости, туман, объемный свет и т. д.). Процесс обсчета каждого кадра напрямую зависит от сложности сцены, используемых материалов и, безусловно, от компьютера, на котором происходит обсчет.
Требования к системе
Минимальная конфигурация для 3ds max 7: процессор 1 ГГц, 256 Мбайт
Рекомендуемая: 2 ГГц, 512 Мбайт, 1 Гбайт свободного места на диске,
19″ монитор, 1280×1024.
Основы работы в 3ds max
1.1. Интерфейс программы
3ds max обладает достаточно сложным интерфейсом, который сначала даже пугает новоиспеченных пользователей. Общий вид окна программы представлен на рис. 1.1. Внимательно прочитайте названия основных элементов интерфейса и запомните словосочетания, указанные в выносках.
Работа с панелями
Панели можно перемещать по рабочей области 3ds max. Для этого наведите маркер мыши на серую вертикальную полосу в начале панели и, удерживая нажатой левую кнопку мыши, подвигайте панель.
Чтобы увидеть список всех имеющихся панелей, щелкните правой кнопкой мыши по пустому месту любой панели. В открывшемся списке галочками отмечены те панели, которые видны на экране.
Для того чтобы сохранить настроенный интерфейс, выберите в главном меню команду Customize — Save Custom UI Scheme и введите название для вашего интерфейса, например, My.ui.
Для загрузки нужного интерфейса выберите в главном меню команду Customize— Load Custom UI Scheme. Чтобы вернуть интерфейс, который был у программы при установке, выберите в главном меню команду Customize — Load Custom UI Scheme и файл DefaultUI.ui.
Рис. 1.1. Общий вид окна программы
Управление окнами проекций
Настройка окон проекций включает в себя как специальную панель с кнопками, находящуюся в правой нижней части экрана, так и контекстное меню окна проекции, которое можно вызвать, щелкнув правой кнопкой мыши по названию окна проекции.
Панель управления окнами проекций
Основным инструментом управления является специальное меню, расположенное в нижнем правом углу экрана (элемент под цифрой 6 на рис. 1.1). Для более детального ознакомления с кнопками этой панели посмотрите на рис. 1.2. Все кнопки обозначены цифрами, а далее перечислены названия кнопок и их назначение.
Рис. 1.2. Панель управления окнами проекций
- Лупа — изменяет масштаб в одном окне.
- Лупа во всех окнах— работает аналогично простой лупе, но во всех окнах сразу.
- Сцена целиком— подбирает оптимальный масштаб просмотра в выбранном окне, при котором видна вся сцена.
- Сцена целиком во всех проекциях— подбирает оптимальный масштаб просмотра во всех окнах сразу.
- Угол обзора— меняет угол обзора в перспективе. Не может работать в плоских проекциях. Не рекомендуется использовать во избежание эффекта параллакса.
- Поворот проекции — позволяет повернуть изображение в окне под нужным углом. Не работает в плоских проекциях.
- Развернуть проекцию на весь экран— позволяет развертывать и свертывать активное окно проекции.
- Вращение колеса — это изменение масштаба в активном окне.
- Нажатие колеса — инструмент «рука» (панорамирование).
- Нажатие одновременно колеса и клавиши — поворот (облет) вокруг сцены.
- Smooth+Highlights — тонированный (раскрашенный) режим;
- Wireframe— каркасный (проволочный) режим;
- Other—список прочих режимов;
- EdgedFaces — подчеркнутые грани полигонов;
- Transparency -— различные режимы отображения прозрачности;
- ShowGrid — показывать сетку в окне проекции;
- ShowBackground — показывать задний фон (если есть);
- ShowSafeFrame — показывать безопасную зону;
- Texture Correction — коррекция текстур;
- DisableView — отключить обновление окна;
- Views — список возможных видов;
- Undo — отмена последней операции с окном проекции;
- Configure — вызов расширенного меню с настройками.
Источник: studfile.net