Elmi qrafika - Model anlayışı. Modelləşdirmənin mahiyyəti

Elmi qrafika. Bu, kompüter qrafikasının tətbiq olunduğu ilk sahədir. Burada başlıca məqsəd elmi tədqiqat obyektlərini vizuallaşdırmaq (əyani göstərmək), hesablamaların nəticələrini əyani göstərməklə hesablama eksperimentləri aparmaq olmuşdur.
Müasir riyazi proqram paketlərinin əksəriyyəti (məsələn: Maple, MatLab, MathCAD) müəyyən hesablamalar əsasında qrafiklər, səthlər və üçölçülü cisimlər qurmaq imkanına malikdir.
İşgüzar qrafika. Kompüter qrafikasının bu sahəsi müxtəlif müəssisələrin işində tez-tez istifadə olunan illüstrasiyaların yaradılması üçün nəzərdə tutulub. Plan göstəricilərinin, hesabat sənədləşmələrinin, statistik məlumatların hazırlanmasında işgüzar qrafikadan istifadə olunur. Çox zaman bunlar qrafiklər, dairəvi və zolaqlı diaqramlar olur.
Konstruktor qrafikası. Kompüter qrafikasının bu növü avtomatlaşdırılmış layihələndirmə (computer-aided design, CAD) sistemlərinin başlıca elementidir və mühəndis-konstruktorlar tərəfindən istifadə edilir. CAD sistemlərində qrafikadan layihələndirilən qurğuların texniki sxemlərinin hazırlanmasında istifadə olunur. Hesablamalarla əlaqəli qrafika əyani formada optimal konstruksiyanın, detalların ən münasib tərtibatının axtarışını aparmağa, konstruksiyadakı dəyişikliklərin nəticələrini proqnozlaşdırmağa imkan verir. Konstruktor qrafikası vasitəsilə istər ikiölçülü (proyeksiyalar, kəsiklər), istərsə də üçölçülü fəza görüntüləri almaq mümkündür.
Obrazların tanınması. Qrafik informasiyanın tanınması və təsnif olunması məsələsinin həlli süni intellektin yaradılmasında əsas problemlərdən biridir. Bu gün kompüterlər vasitəsilə obrazların tanınmasına çox yerdə rast gəlmək olar: axtarışda olan cinayətkarın tanınması sistemləri; aero və kosmik fotoşəkillərin analizi; çeşidləmə sistemləri və s. Mətnlərin skanerdən keçirilməsi və onların “şəklinin” ayrı-ayrı simvollar yığınına çevrilməsi obrazların tanınmasına ən gözəl örnək ola bilər.
Təsviri incəsənət. Bu sahəyə qrafik reklamları, kompüter videofilmlərini, fotoqrafiyaların emalını, rəsmlərin, multiplikasiyanın yaradılmasını aid etmək olar. Kompüter qrafikasının bu sahəsində Adobe Photoshop (rastr görüntülərin emalı), CorelDRAW (vektor qrafikasının yaradılması), 3ds max (üçölçülü modelləşdirmə) kimi proqramlar daha populyardır.
Virtual reallıq. Texniki vasitələrin köməyi ilə yaradılan və ətraf aləmi imitasiya edən sistemlər hələ ötən əsrdə mövcud idi. Hazırda virtual reallıq sistemlərindən müxtəlif trenajorlarda (avtomobil, təyyarə və kosmik trenajorlarda, mürəkkəb qurğularla işləməyi öyrənmək üçün trenajorlarda, döyüş trenajorlarında), mürəkkəb situasiyalı kompüter oyunlarında, eləcə də mürəkkəb, tez dəyişilən şəraitdə qərar qəbuletmənin strategiya və taktikasını mənimsəmək üçün nəzərdə tutulmuş öyrədici sistemlərdə istifadə olunur
Üçölçülü qrafika (ing. 3D (3 Dimensions) — "3 ölçü") Graphics, təsvirin üç ölçüsü) — metodlar yığımı və alətlər həcminə görə obyektlərin təsviri üçün nəzərdə tutulmuş kompüter qrafikasının bir bölməsi. Kompüterdə həcm və perspektivə malik videogörüntülərin qurulmasının metod və instrumental vasitələri. Üçölçülü qrafikanın vektor qrafikası (VECTOR GRAPHICS) ilə bir çox oxşar cəhətləri var. Burada da istər üçölçülü səhnənin bütün elementlərini, istərsə də hər bir obyekti ayrı-ayrılıqda dəyişmək olar. Üçölçülü qrafikadan interyer dizaynında, memarlıq obyektlərinin, reklamların, öyrədici kompüter proqramlarının, kompüter oyunlarının, videoçarxların, maşınqayırmada detalların və məmulatların əyani təsvirinin hazırlanmasında və başqa sahələrdə istifadə olunur. Üçölçülü kompüter qrafikasının yaradılması prosesini üç əsas mərhələyə ayırmaq olar:
3D modelləşdirmə (3D MODELING) adlandırılan birinci mərhələdə obyektin modeli – forması yaradılır;
tərtibat və animasiya (LAYOUT AND ANIMATION) adlandırılan ikinci mərhələdə obyektlərin hərəkəti və bir-birinə nəzərən yerləşməsi təsvir olunur;
və nəhayət, renderinq (RENDERING) adlandırılan üçüncü mərhələdə obyektin yekun obrazı yaradılır.
Üçölçülü qrafika, ixtisaslaşmış proqramların köməyi ilə səthdəki obyektin üçölçülü modelinin həndəsi proyeksiyasını qurmağa imkan verir. Bu üsulla, qurulan modelin predmetləri mümkün qədər aydın, başadüşülən olur.
3D modelləşdirmə — obyektin üçölçülü modelinin yaradılması prosesidir.
MÜHAZİRƏ №9
Elektron cədvəl proqramlarında modelləşdirmə
Riyazi modelləri kompüterdə gerçəkləşdirmək üçün istifadəyə yararlı tətbiqi proqram vasitələrindən biri elektron cədvəl prosessorlarıdır. Çox zaman elektron cədvəllərdən kargüzarlıq və mühasibatlıq sahəsində haqq-hesab cədvəllərinin, müxtəlif siyahıların, arayışların alınması üçün istifadə olunur. Ancaq elektron cədvəllər elmi məqsədlər üçün də faydalı ola bilər. Onların köməyi ilə kompüterdə riyazi modellər qurmaq və hesablama eksperimentləri aparmaq mümkündür.
Tutaq ki, bir təsərrüfatda balıq yetişdirmək istəyirlər. Körpə balıqları süni gölə buraxmazdan öncə hesablama aparmağı qərara alırlar. Maltus qanununa görə, balıqların sayının bir il ərzində dəyişməsi aşağıdakı düsturla hesablanır:
ΔN = kN-qN2.
Burada N - ilin başlanğıcında balıqların sayı, k - artım əmsalı, q - ölüm əmsalıdır. Eksperiment nəticəsində müəyyən edilib ki, verilmiş növ balıqlar üçün və verilmiş şərtlərdə (gölün vəziyyəti, yemin mövcudluğu) k = 1, q = 0,001.
Əgər ilkin olaraq gölə N0 sayda balıq buraxılmışsa, onda 1 ildən sonra balıqların sayı (N1) belə olacaq:
N1 = N0 + (kNo-qN2o).
İki ildən sonra
N2 = N1+ (kN1 - qN21)
olacaq. Balıqların suya buraxılmasından i il sonra onların sayını hesablamaq üçün ümumi düsturu belə yazmaq olar:
Ni = Ni-1 + (kNi-1 - qN2i-1), i = 1, 2, ...
Bu düstur balıqların süni göldə çoxalma prosesinin riyazi modelidir. Göldəki balıqların sayının 10 il ərzində necə dəyişəcəyini hesablamaq üçün bu riyazi modelin əsasında elektron cədvəl quraq.
Birinci il (6-cı sətir) üçün düsturu özünüz daxil edirsiniz, 7-ci sətirdən başlayaraq isə qalan sətirlər öndəki sətri köçürməklə alınır. Bu zaman nisbi ünvanlar avtomatik olaraq dəyişir. Nəticələri almaq üçün balıqların ilkin sayını C2 xanasına yazmaq kifayətdir.
İndi kompüter eksperimenti aparaq. İlkin olaraq süni gölə buraxılmış balıqların sayına müxtəlif qiymətlər verməklə onların sayının 10 il ərzində necə dəyişəcəyini izləyək.
Belə hesablamaların nəticələrinin əks olunduğu bir neçə cədvələ baxaq:
Bu cədvəllərdən görünür ki, göldə 2000 və daha çox balığın olması mümkün deyil. Əgər balıqların ilkin sayı 1000-dən azdırsa, onların sayı tədricən artaraq 1000-ə çatacaq və sonra dəyişməyəcək. Əgər ilkin olaraq gölə 1000 balıq buraxılsa, sonrakı illər ərzində onların sayı dəyişməz qalacaq. Əgər ilkin olaraq gölə 1500 balıq buraxılarsa, 1 ildən sonra onların sayı 2 dəfə azalacaq, sonrakı bir neçə il ərzində artaraq 1000-ə çatacaq. Nəhayət, gölə 2000 balıq buraxılsa, onda 1 ildən sonra onların hamısı öləcək.
|