Наиболее ранней и наиболее плодотворной на сегодняшний день областью применения геометрических задач и задач визуализации является проектирование. Одной из основных задач, решаемых в процессе проектирования, является определение пространственного облика проектируемого объекта, для чего и вводится в рассмотрение геометрическая модель этого объекта (рис. 1.). Другими словами, чтобы определить пространственный облик проектируемого объекта, необходимо решить геометрическую задачу, суть которой сводится к синтезу 3-мерного геометрического объекта (т.е. геометрической модели), отвечающего совокупности исходных требований проектной задачи к пространственному облику проектируемого объекта.
Решение такого рода геометрических задач на практике осуществляется итеративно, при этом на каждом шаге могут использоваться как некоторые формализованные количественные процедуры, использующие текущую геометрическую модель проектируемого объекта в качестве исходных данных, так и качественные соображения проектировщика. Что касается соображений проектировщика, то здесь имеется ввиду визуальное восприятие формы проектируемого объекта и осуществление какой-то коррекции геометрической модели в соответствии с квалификацией, опытом работы и эстетическим восприятием проектировщика. Соответственно здесь должна решаться задача визуализации проектируемого объекта.
Рис. 1
Следует отметить, что проектирование в настоящее время выполняется, как правило, при помощи компьютера. Соответственно, упомянутые выше формализованные процедуры, оперирующие с геометрической моделью проектируемого объекта, и процедуры визуализации выполняются с использованием компьютера. Причем визуализация как промежуточная, так и конечная в виде построения чертежно-конструкторской документации.
Другой областью человеческой деятельности, где совместное решение геометрических задач и задач визуализации с использованием компьютеров находит широкое применение, являются научные исследования. Анализируя различные области научных исследований, можно сделать вывод о том, что человек обращается к постановке и решению геометрических задач и задач визуализации как при проведении теоретических, так и экспериментальных исследований. Здесь, как и при проектировании, человек может обращаться к геометрическому моделированию и визуализации при решении разнообразных задач анализа пространственных форм отдельных сложных исследуемых объектов, а также при анализе взаимного расположения в пространстве нескольких объектов (рис. 2).
Особое место в научных исследованиях занимают так называемые задачи визуализации научных данных. В этом случае исходным анализируемым данным (например, некоторым числовым данным) исследователь ставит в соответствие некоторую пространственную интерпретацию, которая визуализируется. Визуальный анализ графического представления (или нескольких представлений, статических или динамических) такой пространственной интерпретации является удобным и эффективным методом анализа исходных научных данных.
Следует отметить, что в научных исследованиях часто наряду с привычным для нас трехмерным евклидовым пространством используются также различные многомерные экзотические пространства. Это в свою очередь приводит к усложнению соответствующих геометрических задач и задач визуализации, решаемых с использованием компьютеров.
Рис. 2
В качестве еще одной области, где в настоящее время находит широкое применение совместное решение геометрических задач и задач визуализации с использованием компьютеров, необходимо упомянуть производство разнообразной видеопродукции (художественная графика, анимация, дизайн и пр.). Производство такой видеопродукции связано с решением задачи получения при помощи компьютера фотореалистичных графических изображений различных пространственных сцен (рис. 3). Данная задача решается в два этапа.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.