Проблемы формирования векторных трёхмерных структур

Материалы Всероссийской конференции

“Интеллектуальные САПР-97”

в их системах управления и интеллекте. По-видимому, таких путей много и даже есть какие-то общие принципы. В том, как мы их сегодня понимаем, на ряду с формализацией мышления и эволюционной теорией, грамадную роль сыграли вычислительные машины, персептрон и возникшая вслед за ним проблема распознаванния образов, а также поисковые методы оптимизации и общие идеи о возможности реализации сложного поведения животных и человека с помощью простых действий, подобных рефлексам.

Нами были предложены системы автоматной оптимизации (САО), состоящие из коллектива независимых простейших автоматов - автоматов с двумя выходными действиями, определяемыми внутренним состоянием автомата, которое сменяется под воздействием внешней среды с примитивными реакциями типа да - нет, штраф - поощрение (например, стохастический вариант автомата M.JI. Цетлина с линейной тактикой). Были опробованы различные механизмы адаптации САО, в которых сами автоматы никаким изменениям не подвергались. В предлагаемой эволюционной модели САО в основе процесса замены автоматов лежит появление новых путем “скрещивания” старых и последующий отбор наиболее эффективных.

Поскольку автоматы САО различаются тремя признаками: памятью т, вероятностью

смены состояний при штрафе р~ и при поощрении р+, то свойства каждого автомата можно кодировать вектором G{m,p~,p+ j. В экспериментах автомату-потомку передавались

рекомбинированные признаки автоматов-родителей, кроме того, с вероятностью £ « 1 возможно рождение автомата - мутанта. Экспериментально выяснено, что в обеих режимах оптимизации: поиска экстремума и задаче регулирования, формируется САО с оптимальными или близкими к оптимальным значениями параметров

т,р~,р+.Необходимую гибкость САО при совместном решении обеих задач оптимизации придает наличие мутаций в механизме воспроизведения автоматов. Эволюционные САО обладают высокой надежностью САО справляется с внутренними поломками (с вероятностью близкой к единице, при поломке семи из девяти автоматов).

Эволюционные САО могут быть использованы для создания новых генетических алгоритмов оптимизации и управления.

УДК 658.512

Коновалов О. В., Гладков JI. А.

Проблемы формирования векторных трёхмерных структур.

Вероятно большинству специалистов, работающих в области применения САПР в процессе работы приходилось сталкиваться с графическими редакторами типа AUTOCAD или 3D МАР. Результаты работы с имеющимися стандартными графическими пакетами приводят к выводу, что вышеуказанные модели редакторов либо функционально неполны, либо не удовлетворяют требованиям пользователя. Вот это обстоятельство и привело к идее разработки нового редактора, который позволяет: организовывать необходимое число проекций (в разных окнах), производить протягивание (лофтинг) объектов с целью получения тел движения и / или тел вращения, изменение масштабов объектов и многое другое.

Редактор предназначен для создания трехмерных объектов и элементов сцены и записи полученных объектов в текстовом формате, совместимом с входным языком компилятора объектов. Минимальные требования к аппаратуре предъявляемые редактором: IBM PC/AT 386+, мышь. Текущее состояние отображается в окне статуса, а также курсором мыши.

Объект в редакторе представляется четырьмя взаимозависимыми списками: точек, полигонов(граней), кластеров(совокупностей полигонов) и BIGOBJECT (если существуют кластеры, то все кластеры объединяются в BIGOBJECT).

Известия ТРТУ

Тематический выпуск

Отсечение отрезка. Алгоритм Сазерленда - Кохена.

В редакторе этот алгоритм используется практически постоянно при выводе графики в системе перекрывающихся окон(выполняется отсечение по границам окна). Он заключается в разбиении всей плоскости на 9 областей прямыми, образующими прямоугольник. В каждой из этих областей все точки по отношению к прямоугольнику расположены одинаково. Определив, в какие области попали концы рассматриваемого отрезка, легко видеть, где именно необходимо отсечение.

Лофтинг.

ЛоФтингом называется «протягивание» определённого тела вдоль определённого пути. В редакторе реализованы два типа лофтинга: получение тела движения и / или тела вращения вдоль / вокруг любой из осей.

Для более наглядной визуализации карт написан ряд надстроек, обеспечивающих как удаление невидимых граней (полигонов), так и движение динамических объектов в определённом «мире» (сцене). После первых проб редактор был дополнен, исправлены найденные в нём огрехи с учётом пожеланий работавших с ним людей, после чего он снова запушен в работу. В данный момент ведётся разработка ряда надстроек, которые позволят решать некоторые объёмные графовые задачи (сродни представления гиперграфа в пространстве и переразмещения его элементов в этом же пространстве).

Можно утверждать, что данный редактор может быть использован для построения трёхмерных карт поверхностей различных тел, чертежей машин, структурных объектов (сродни графовым структурам). Применяя этот редактор в САПР можно добиться высокой степени подобия чертежа оригиналу исследуемой модели, а так же создать такое количество проекций базового чертежа, сколько может потребоваться.

Объекты, созданные в таких пакетах, как AUTOCAD и 3D STUDIO, путём незначительной трансформации могут быть перенесены в редактор.

Литература.

1. Ф. Фокс ,М. Пратт Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве.-Мир, 1982.

2. У.Ньюмен Интерактивная машинная графика.-Мир, 1985.

3. Дж. Фолли Основы интерактивной машинной графики.-Мир, 1985.

4. Математика в САПР. В 2-х книгах. -Мир, 1988.

5. У. ПавлидисАпгоритмы машинной графики и обработки изображений. -Радио и связь, 1988

6. G. Farin Curves and surfaces for computer aided geometric design. -Academic Press, 1990.

7. D. J. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner, J. F. Hughes Computer graphics. Principles and

practice.-Addison-Wesley, 1991

8. L. Ammeral Computer graphics on С language. In 4-s books. -Sol System, 1992

9. В. П. Иванов, А. С. Батраков Трёхмерная компьютерная графика. -Москва, Радио и связь, 1994.