Технология разработки компьютерных симуляторов для электронных обучающих систем

Современные  компьютерные  технологии  позволяют  создавать на экране виртуальные модели реальных объектов на основе разра- ботки соответствующего мультимедийного интерфейса и имитацион- ных моделей поведения объектов. Для ЭУМК по дисциплине «Физи- ка. Раздел: Механика» разработаны 3D симуляторы: «Относительное равновесие с учетом сил инерции», «Маятник Максвелла», «Скамья

Жуковского», «Перегрузка стержня», «Вынужденные колебания», по-

зволяющие на основе имитационных моделей для соответствующих тренажеров в условиях, наиболее приближенных к реальности, полно- стью изучить особенности выполнения законов механики.

Геометрия 3D объектов представляется в среде программирова- ния 3D графики при помощи примитивов: сфера, параллелепипед, призма, цилиндр и т. д. Несколько примитивов объединяются в один,

их геометрия редактируется, а сами объекты преобразуются в редак- тируемые сетки (EditableMesh), состоящие из подобъектов – вершин, граней и полигонов. Форма объектам придается передвижением, по- воротом  и  масштабированием  вершин,  граней  и  полигонов.  Далее

объектам присваиваются «материалы», определяющие внешний вид объекта.  Одна  из  важнейших  характеристик  материала – текстура (Texture) – графическое изображение, накладываемое на трехмерный

объект. Для корректного накладывания текстуры на объект, вершинам объекта назначаются текстурные координаты. Следующий этап – оп- ределение источников света, их положения, типа и параметров. Под расчетом освещения понимается применение технологии запекания текстур (rendertotexture, texturebaking), т. е. расчет освещенности каж- дого объекта заранее. Эта технология экономит системные ресурсы и

расширяет возможности Flash по работе с 3D объектами. Наконец, производится расчет сцены с помощью плагина V-Ray, который по-

зволяет производить фотореалистичную визуализацию с использова- нием расчета непрямого освещения (indirectillumination).

ЛИТЕРАТУРА

1       Гурин, Н. И. Технология разработки компьютерных обу- чающих систем c функциями виртуального преподавателя / Н. И. Гу- рин, О. В. Герман // Труды БГТУ. Сер. VI, Физ.-мат. науки и инфор- матика. – 2011. – Вып. XVIII. – C. 146-149.

Ю.О. Герман, ассист. (БНТУ, г. Минск); Н.И. Гурин, канд. физ.-мат. наук, доц. (БГТУ, г. Минск); О.В. Герман, канд. техн. наук, доц. (БГУИР, Минск)