Трехмерная графика

Трехмерная графика Густап В. А.

Густап Валерия Александровна / Gustap Valerija Aleksandrovna — студент, кафедра строительства и управления недвижимостью, факультет экономики и управления недвижимостью, Московский государственный строительный университет, г. Москва

Аннотация: в статье анализируются вопросы, связанные с получением реалистичного изображения высокого качества. Рассматриваются изображения трехмерных объектов. Ключевые слова: изображение, качество, графика, освещение, поверхность, объект.

Немаловажным в трехмерной графике является освещение. Получать реалистичные изображения высокого качества нам позволяет технология трассировки лучей. Известно, что свет, падающий на поверхность объектов, может быть отражен, поглощен или пропущен. Отражение света зависит как от поверхности объекта, так и от направлений, строений и форм источников света. Отраженный свет может быть зеркальным (направленное отражение светового луча от объекта под определенным углом) или диффузным (свет рассеивается равномерно под разными углами). На основе различных математических моделей источников света строятся изображения трехмерных объектов. Рассмотрим некоторые из них:

1. Local Illumination (локальная модель освещенности). При использовании этой модели можно выбрать только точечные источники света, которые не позволяют рассчитать процессы светового взаимодействия объектов сцены между собой. Формирование изображения происходит в результате отражения лучей, падающих на поверхность.

2. Global Illuminations (глобальная модель освещенности). При использовании глобальной модели мы можем наблюдать, что в этом случае сцена в трехмерной графике используется как единая система и учитываются процессы светового взаимодействия объектов. Также эта модель позволяет использовать функции преломления света, многократного отражения, рассеянного освещения и др.

3. Ambient-освещение (фоновое). Освещение от источников света, удаленных от сцены, чьи характеристики и положения нам неизвестны. Иногда ambient-освещение играет значимую роль. Интенсивность освещения этого источника света равномерно распределена в пространстве и остается неизменной [1].

Особое внимание при создании визуализации объекта нужно уделить генерации тени. Ее мы можем получить, используя два основных вида трассировки: forward ray tracing (прямой) и backward ray tracing (обратный). В 1968 году Артуром Аппелем был предложен классический метод трассировки лучей (ray tracing), но возможность использовать его появилась только спустя 12 лет, когда вычислительные компьютерные системы достигли высокого уровня. Суть метода заключается в том, что происходит отслеживание траектории от момента испускания лучей источником света до момента их попадания в камеру, и рассчитывается их взаимодействие с лежащими на траекториях объектами. Лучи могут быть отражены (диффузно или зеркально), преломлены или поглощены. Ray tracing - способ расчета глобального освещения, который рассматривает функции затенения, преломления, освещения и многократного отражения. Прямая трассировка предполагает проецирование лучей (их можно назвать первичными) от всех источников света ко всем точкам объектов, а точки, которые лежат на противоположной стороне от источников, не включаются в расчет. Для остальных точек объектов применяется локальная модель освещения. Если проектируемый объект не является прозрачным или светоотражающим, то луч, исходящий из источника, обрывается. В ином случае (если объект обладает свойством преломления или отражения) из точки проецируются новые лучи и их траектории, которые абсолютно точно соответствуют всем законам отражения и преломления и также отслеживаются. Все расчеты и построения новых траекторий ведутся до того момента, когда все лучи либо выйдут за пределы видимой области, либо попадут в камеру. Метод прямой трассировки лучей считается неэффективным и почти не применяется на практике именно потому, что приходится выполнять «бесполезный» расчет для лучей, которые не попадут в камеру, а доля «слепых» лучей довольно велика. Основной метод расчета освещенности производится по алгоритму обратной трассировки. Этот метод учитывает взаимное влияние освещенности объектов друг на друга, но при этом нельзя произвести расчет вторичного освещения от диффузно отраженного света. Также к недостаткам можно отнести высокую вычислительную стоимость расчетов, низкую скорость, резкие цветовые переходы и т. д. [2].

Литература

1. Мухачева Э. А., Мухачева А. С., Чиглинцев А. В. Генетический алгоритм блочной структуры в задачах двумерной упаковки // Информационные технологии.

2. Валеева А. Ф. Конструктивные методы решения задач ортогональной упаковки и раскроя. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.

Применение трубопроводов Иваницкая Д. А.

Иваницкая Дарья Анатольевна /Ivanickaya Darya Anatolyevna — студент, кафедра архитектуры гражданских и промышленных зданий, инженерно-архитектурный факультет, Московский государственный строительный университет, г. Москва

Аннотация: в статье анализируется вопрос применения в тепловых сетях трубопроводов из различных материалов. Определение числа смесительных насосов.

Ключевые слова: насосы, тепловые сети, трубопроводы, материалы, эксплуатация, строительство, испытания.

При применении в тепловых сетях трубопроводов из других материалов значения эквивалентных шероховатостей допускается принимать при подтверждении их фактической величины испытаниями с учетом срока эксплуатации.

Гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические графики) следует разрабатывать для отопительного и неотопительного периодов.

Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах, а также располагаемый напор в любой точке тепловой сети; с учетом рельефа местности, располагаемого напора и высоты зданий выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать авторегуляторы, сопла элеваторов, дроссельные устройства для местных систем теплопотребления; подобрать сетевые и подпиточные насосы.

Наименьший внутренний диаметр труб должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм, а для циркуляционных трубопроводов горячего водоснабжения - не менее 25 мм.

^аттическое давление в системах теплоснабжения при теплоносителе воде должно определяться для температуры сетевой воды, равной 100 °C.

Давление воды в подающих трубопроводах водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно приниматься, исходя из условий невскипания воды при ее максимальной температуре в любой точке подающего трубопровода, в оборудовании источника теплоты и в приборах систем потребителей, непосредственно присоединенных к тепловым сетям.

Давление воды в обратных трубопроводах водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно быть избыточным (не менее 0,05 МПа) и на 0,1 МПа ниже допустимого давления в местных системах отопления.

Давление и температура воды на всасывающих патрубках сетевых, подпиточных, подкачивающих и смесительных насосов не должны быть ниже давления кавитации и не должны превышать допускаемых по условиям прочности конструкций насосов [1].

Напор сетевых насосов следует определять для отопительного и неотопительного периодов и принимать равным сумме потерь напора в установках на источнике теплоты в подающем и обратном трубопроводах от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя и в системе потребителя (включая потери в тепловых пунктах и насосных) при суммарных расчетных расходов воды.

Напор подкачивающих насосов на подающем и обратном трубопроводах следует определять по пьезометрическим графикам при максимальных расходах воды в трубопроводах, с учетом гидравлических потерь в оборудовании и трубопроводах.

Напор подпиточных насосов должен определяться из условий поддержания в водяных тепловых сетях статического давления и проверяться для условий работы сетевых насосов в отопительный и неотопительный периоды.

Допускается предусматривать установку отдельных групп подпиточных насосов с различными напорами для отопительного, неотопительного периодов и для статического режима.

Подачу (производительность) рабочих подпиточных насосов на источнике теплоты в закрытых системах теплоснабжения следует принимать равной расходу воды на компенсацию потерь сетевой