Введение к работе
В диссертации рассмотрены вопросы построения объектно-ориентированной среды для эффективной реализации высоко-интерактивных трехмерных графических приложений в таких областях как геометрическое моделирование, САПР и научная визуализация.
Актуальность темы.
Наиболее перспективным направлением работ по созданию интегрированного программного обеспечеїшя в области трехмерной графики и моделирования является разработка объектно-ориентированных инструментальных средств, с помощью которых возможна реализация проблемно-ориентированных приложений на основе единого ядра. Этот подход позволяет, используя единые базовые средства, реализовывать трехмерные приложения в различных прикладных областях.
Представленная объектно-ориентированная среда для разработки трехмерных приложений является примером развития объектно-ориентированного подхода и его применения для создания базового и прикладного программного обеспечения для решения трудоемкое задач геометрического моделирования и научной визуализации. В отличие от большинства разрабатываемых объектно-ориентированных инструментальных пакетов, которые организуются в конкретной операционной системе и реализуют тот или иной стандарт, представленная среда является переносимой для широкого спектра вычислительных платформ, открытой для поддержки различных стандартов в области геометрического моделирования и научной визуализации, а также обеспечивает эффективного поддержку нетрадиционных аштаратных графігческих акселераторов.
Целью диссертационной работы является разработка объектно-ориентированной технолопш построения функционально законченных высокоинтерактивных трехмерных графических приложений на базе
мобильной инструментальной среды, сочетающей эффективные средства геометрического моделирования, формализованный трехмерный пользовательский интерфейс и реализующей базовые алгоритмы синтеза, анализа и визуализации пространственных объектов.
Научная новизна.
В работе на основе детальной структуризации предметной области выделены основные компоненты трехмерного инструментария. На базе объектно-ориентированного подхода сформирована смешанная геометрическая модель твердотельных пространственных объектов, сочетающая конструктивное и граничное представления. В совокупности с базовым набором синтеза и анализа геометрии пространственных объектов, предложены механизмы параметризации конструктивной модели и построение на базе геометрии тела его физической модели с реальными свойствами. Расширяемость разработанной геометрической модели обеспечивает прозрачный переход к эффективному решению таких задач, как генерация поверхностных и объемных сеток и последующий конечно-элементный анализ построенных объектов. Формализация понятия "интерактивная прикладная программа" привела к прозрачной методике построения трехмерных графических ггриложений, обладающих базовыми средствами визуализации и навигации в трехмерном пространстве, позволяющей при решении конкретной прикладной задачи с минимальными затратами времени на организацию взаимодействия с пользователем получить мобильное графическое приложение, поддерживающее международные стандарты на геометричское моделирование и научную визуализацию.
Практическая значимость проделанной работы заключается в возможности использования разработашюй технологии при создании систем научной визуализации и САПР, обладающих переносимостью для широкого класса вычислительных платформ и обеспечивающих поддержку современных международных стандартов.
Апробация работы и публикации. Предложенная технология разработки вьтсоконнтерактивных графических прикладных программ была успешно использована при реализации комплекса программных средств в совместном российско-германском научном проекте "Application Builder for Scientific Visualization" (ИСП PAH, GMD FIRST). Основные результаты работы докладывались на конференции "Эволюция Инфосферы" (г.Москва, 1995г.), на семинарах в Институте системного программирования Российской Академии Наук и демонстрировались на выставке информационных технологий СеВ1Т'95 (г.Ганновер, Германия, 1995г.), на выставке компьютерного творчества международной конференции "ГрафиКон'95" (г.С.-Петербург, 1995г.) и плановой выставке Министерства Науки и Техшгческой Политики Российской Федерации "Информатика и телекоммушосаглш России" (г.Берлин, Германия, 1995г.). По результатам исследования имеется 5 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит извведения, четырех глав, заключения и приложения. Список литературы состоит из 46 наименований.
Похожие диссертации на Создание объектно-ориентированной среды для разработки трехмерных графических приложений
