Разработка подсистемы визуализации моделей и их модификации - Научная работа

В связи с поставленной целью необходимо выполнить следующие главные задачи. Проанализировать способы реализации выкроек моделей одежды для создания системы индивидуального пошива. База данных содержит начальную информацию о решаемой задаче и результаты выполнения промежуточных шагов поиска решений. Средства визуализации позволяют пользователю в интерактивном режиме задавать начальную информацию о решаемой задаче, контролировать процесс выполнения реализуемых методов и алгоритмов, а также оценивать полученные решения.Работая с графикой, рано или поздно возникнет задача в передаче информации от одной программы к другой. Используется для обмена графической информацией между приложениями, а также для компактного хранения информации рисования. В метафайле записаны команды интерфейса графических устройств (GDI-команды), каждая из которых описывает одну графическую функцию. Для того, чтобы отобразить метафайл, программа передает эти команды специальной функции, которая воспроизводит изображение. В отличие от растровых файлов, хранящих графическую информацию непосредственно, а в виде пикселов, метафайлы идеально подходят для таких изображений, как карты, диаграммы, архитектурные чертежи и другие рисунки, состоящие из перекрывающихся фрагментов.OPENGL и Direct3D - две основные на сегодняшний день аппаратно-ускоряемые библиотеки для создания компьютерной трехмерной графики, а также библиотека GDI (дополненная GDI), предназначенная для работы в рамках Microsoft .NET Framework, также основанная на OPENGL и Direct3D, и представляет собою набор классов. Microsoft Direct3D предоставляет программисту выбор из двух вариантов: использовать конвейер стандартных функций (fixed-function pipeline) или программируемый конвейер (programmable pipeline). Некоторые из блоков case, соответствующих перечислимому значению в операторе switch, могут выполняться с аппаратным ускорением в зависимости от функциональности (возможностей) графической платы, с которой имеет дело исполняющая среда (runtime). При использовании конвейера стандартных функций в Direct3D программист сначала проверяет через исполняющую среду, поддерживает ли данная графическая плата конкретную функциональность. Конвейер Direct3D следует рассматривать как набор алгоритмов, выполняющих операции над трехмерными геометрическими величинами (3D geometric quantities), каковыми в случае Direct3D являются предопределенные вершины (vertices) и примитивы (primitives).Он обнаружил, что язык моделирования Симула (Simula) имеет такие возможности, которые были бы очень полезны для разработки большого программного обеспечения, но работает слишком медленно. В то же время язык BCPL достаточно быстр, но слишком близок к языкам низкого уровня и не подходит для разработки большого программного обеспечения. Вспоминая опыт своей диссертации, Страуструп решил дополнить язык Си (преемник BCPL) возможностями, имеющимися в языке Симула. Язык Си, будучи базовым языком системы UNIX, на которой работали компьютеры «Bell» является быстрым, многофункциональным и переносимым. Разрабатывая Си с классами (позднее С ), Страуструп также написал программу Cfront, транслятор, перерабатывающий исходный код Си с классами в исходный код простого Си.Существуют два метода построения криволинейных поверхностей: первый это - сплайн Безье, второй - канонические сплайны. Рассмотрим более детально способы построения каждого их них.Кривые Безье были разработаны в 60-х годах XX века независимо друг от друга Пьером Безье (Bezier) из автомобилестроительной компании «Рено» и Полем де Кастелье (de Casteljau) из компании «Ситроен», где применялись для проектирования кузовов автомобилей. Кривая Безье - параметрическая кривая, задаваемая выражением где - функция компонент векторов опорных вершин, а - базисные функции кривой Безье, называемые также полиномами Бернштейна. где n - степень полинома, i - порядковый номер опорной вершины. Сплайны Безье бывают: 1) линейные кривые - при n = 1 кривая представляет собой отрезок прямой линии, опорные точки P0 и P1 определяют его начало и конец. Кривая задается уравнением: 2) квадратные кривые Безье (n = 2) задается 3-я опорными точками: P0, P1 и P2. Для кривых четвертой степени это будут точки Q0, Q1, Q2 и Q3, описывающие линейные кривые, R0, R1 и R2, которые описывают квадратные кривые, а также точки S0 и S1, описывающие кубические кривые Безье: Рисунок 4.5 - Кривые четвертой степениВ отличие от только что описанных кривых линий Безье, линии кубического сплайна (cardinal spline) проходит через все заданные точки [3]. Построение осуществляется по шагам приведенным ниже: запишем для удобства Si(x) в виде: тогда . Отсюда получаем формулы для вычисления коэффициентов сплайна: Рисунок 4.1 - Пример кубического сплайнаВ результате выполнения НИРС, были изучены: возможность создание универсального хранилища данных, принципы графического построения объектов рисования, способы реализации криволинейных поверхностей, а также сделан ряд выводов. 1) Что касается выбора библиотеки визуализации, то

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Способы и методы создание хранилищ данных

2. Выбор библиотеки визуализации

2.1. Библиотека Direct3D

2.2. Библиотека OPENGL

2.3. Библиотека GDI

3. Обзор языков высокого уровня

3.1. Язык высокого уровня С

3.2. Язык высокого уровня С#

4. Построения криволинейных поверхностей

4.1. Сплайн Безье

4.2. Кубические сплайны

Выводы

Список использованных источников