Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.abitu.ru/en2002/closed/viewwork.html?thesises=261 Дата изменения: Fri May 5 15:24:55 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 03:46:52 2012 Кодировка: koi8-r

Графические модели сложных процессов и систем

Калмыков Лев Вячеславович

Член-корр. Физтех-Академии


Лаборатория компьютерной бионики,

Пущинская средняя общеобразовательная школа РАО, 11а класс

142290, город Пущино, Московской области, м-н АБ, дом 24, кв. 229


Научный руководитель к.б.н. Калмыков Вячеслав Львович, Институт биофизики
клетки РАН, E-mail: kalmykov@psn.ru


Данная работа выполнена на стыке четырех областей - искусства,
биологии, математики и компьютерных наук. Представлены новые собственные
результаты, полученные при исследовательском знакомстве с возможностями
компьютерной графики в области моделирования сложных систем и процессов.
Это было увлекательное путешествие по специальным программам - виртуальным
мирам компьютерной графики.
В области клеточных автоматов: найдены18 новых правил клеточных
автоматов генерации красивых ковровых узоров начиная с одной точки и
сконструированы три интересные клеточно-автоматные модели на основе уже
известных правил. С использованием принципов генетических алгоритмов
получены 12 новых биоподобных и высокосимметричных L-систем (систем
Линденмаера). Представлены шесть эстетически интересных трехмерных
модификаций фрактальных изображений. Созданы трехмерные модели и анимации в
наиболее известных программах 3D графики - 3DSMax 4.0, Maya 4.0, Bryce 3d
5.0, Poser 5. В работе приведены 11 кадров этих моделей. Продемонстрированы
дизайнерские возможности компьютерной фотографии музыкальных визуализаций в
Windows Media Player 9 (8 кадров). Предпринята попытка понять возможности и
перспективы математической эстетики как основы автоматизации отбора
наиболее эффективных решений в искусстве, науке и технике.
Делается вывод, что рост сложности графических структур пропорционален
количеству математических операций по генерации данной графической
структуры. Это наглядно и очевидно демонстрируют наши эксперименты с
клеточными автоматами и L-системами. При этом рост сложности графических
структур пропорционален количеству математических операций по генерации
данной графической структуры (величине её полного алгоритма автогенерации
или величине её полного специфического автоморфизма).
Кроме того, сделано заключение, что таким же важным моментом в
компьютерном образовании как программирование должно быть овладение
основами графического моделирования и анимации. Графика гораздо больше
соответствует естественному образному восприятию мира ребенком, чем сухая
абстрактная информатика, основанная на изучении формального
программирования. К сожалению, в школе компьютерная графика изучается очень
слабо. Изучение трехмерного компьютерного дизайна может дать хороший старт
для изучения черчения и геометрии (стереометрии) в старших классах. При
работе с программами трехмерного моделирования ученик овладевает такими
понятиями, как линия, проекция, трехмерные фигуры (куб, конус, сфера,
пирамида.), учится видеть и представлять в своем воображении эти и более
сложные фигуры в пространстве, а так же такие понятия полигонального
моделирования, как вершины, грани, ребра. Происходит знакомство и с такими
понятиями векторного моделирования, как кривые Безье и сплайны.