Как представить объекты четырёхмерного пространства?
Введение
На протяжении долгого промежутка времени ускорение процесса проектирования и моделирования достигалось за счёт увеличения штата сотрудников. Такой путь не является эффективным, что привело к поиску средств для непосредственного контакта с создаваемым объектом, но большие затраты времени и труда при ручном исполнении чертежа предопределяют низкую эффективность. Одним из способов является создание модели необходимого объекта.
Основная часть
Процесс моделирования делится на несколько этапов:
-
формирование образа объекта, его словесное описание;
-
конструирование самой модели;
-
дополнительное моделирование с целью отражения физических свойств;
-
анализ полученных результатов.
Данная методика широко используется в таких областях, как, например, строительство и архитектура. Иногда при проектировании сложных технических форм использование моделирования является необходимостью. Ведущими производителями программного обеспечения разработано большое количество продукции, позволяющее автоматизировать процесс изготовления двумерных и трехмерных моделей.
Но геометрическая конструкция, позволяющая при помощи определённой последовательности графических операций закономерно связывать между собой несколько параметров, выявляет многомерный характер объекта. Графические способы расчёта развивались под влиянием большого количества факторов, главным из которых является способность человека к геометрическому мышлению, основанному на пространственном опыте и зрительном восприятии окружающего мира. Такое представление легче для восприятия, так как позволяет опереться на зрительный образ и на геометрическую интуицию.
Исследованы системы проекционных моделей проективного четырёхмерного пространства. Такие модели имеют большой интерес при решении различных технических и научных задач. Сетевой подход в данных системах заключается в том, что между полями изображений устанавливаются связи, и они обмениваются сигналами-объектами.
Алгоритм построения какого-либо произвольного объекта (например, точки) подразумевает получение информации от нескольких полей с целью построения в другом, чем и создаётся сетевой обмен.
Актуальность таких исследований особенно значима при наличии эффективных инструментальных средств реализации графических и графоаналитических алгоритмов.
Наибольшее практическое применение в проектной и научной деятельности имеют плоские проекционные модели многомерного, трёхмерного и четырёхмерного пространств. Это объясняется простотой использования и доступностью носителя изображений (лист бумаги или экран монитора). Но размерная разность исходного и картинного пространств оказывает значительное влияние на сложность многосвязных отношений, возникающих между элементами картины в процессе наполнения модели структурными элементами и в процессе решения тех или иных геометрических задач. Соответственно, чем больше разница, тем выше сложность.
Плоские и пространственные проекционные модели являются предметом автоматизации и средством решения большого круга научных и технических задач.
Ключевым отличием между представленными проекционными моделями заключается в форме представления конечного результата при решении позиционных задач.
Заключение
В рамках статьи рассмотрены процессы моделирования объектов, а также выявлен их многомерный характер. Представлены 3 варианта проекционных моделей. Данные модели относятся к четырехмерному пространству, но представляют его по-разному и с различной полнотой. Первые две отличаются тем, что первой есть целое трехмерное пространство, которое в ней не отобразить, а во второй исключенное пространство, меньшее «по мощности». Третье требует трехмерных средств для представления информации, что будет уместно для средств виртуальной реальности. Такого рода модели имеет смысл применять там, где необходима визуализация чего-либо, зависящего от четырех параметров. Они позволяют визуализировать большие данные, в которых обнаруживается многопараметрическая связь. И это лишь малая часть того, каким образом можно представить объекты такого типа.
