Αναλογικότητα της ανθρώπινης μορφής. Μοντελοποίηση ανθρώπινου κεφαλιού

Chercher

Δεν υπάρχει χώρος για ημίμετρα όταν θέλεις να γίνεις σπουδαίος τρισδιάστατος καλλιτέχνης. Για να πραγματοποιηθεί ένας τέτοιος στόχος χρειάζεται ταλέντο, αποφασιστικότητα και πολλές πολλές ώρες σκληρής δουλειάς. Οι δεξιότητές σας σίγουρα θα είναι διαφορετικές από αυτές ενός παραδοσιακού καλλιτέχνη ή γλύπτη. Ταυτόχρονα, δεν αρκεί να κατέχετε το πρόγραμμα, πρέπει να κατανοήσετε τις αρχές του. Και αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορείτε να μάθετε από άλλους ανθρώπους ή να χρησιμοποιήσετε τις τεχνικές που έχουν αναπτύξει. Αυτό είναι απαραίτητο. Αυτό το άρθρο περιέχει συμβουλές από γνωστούς εκπροσώπους της βιομηχανίας CG.

«Κατά τη μοντελοποίηση, χρησιμοποιήστε όσο το δυνατόν λιγότερα εργαλεία» Luca Nemolato

Συμβουλή #1: Ναυαγοσωστικό

«Εργαλεία όπως το Select N Edge, που βρίσκονται στα εργαλεία μπόνους της Maya (και παρόμοια εργαλεία σε άλλα προγράμματα μοντελοποίησης), σας βοηθούν να δημιουργήσετε γρήγορα πτυχώσεις σε πυκνά πλέγματα, όπως καλάθια, δέσμες καλωδίων κ.λπ.

Μη διστάσετε να χρησιμοποιήσετε «κόλπα» για μοντελοποίηση, πάντα να θυμάστε ότι το αποτέλεσμα μπορεί να διορθωθεί ανά πάσα στιγμή

Συμβουλή #2: Στραβώστε τα εξαρτήματα

«Μπορείτε να δημιουργήσετε γρήγορα ένα σύνθετο πλέγμα χρησιμοποιώντας παραμορφωτές και επιλογές. Αλλά το επίπεδο πλακιδίων που λαμβάνεται χρησιμοποιώντας έναν παραμορφωτή είναι μόνο η μισή μάχη. Η πραγματική πρόκληση είναι να δημιουργήσετε ένα σύνθετο αλλά ελκυστικό αντικείμενο», λέει ο Carlos Ortega Elizalde.

Οι επιφάνειες με πλακάκια είναι ένας υπέροχος τρόπος για να προσθέσετε περισσότερες λεπτομέρειες στην εργασία σας.

Ο Carlos Ortega Elizalde είναι μεγάλος θαυμαστής του εργαλείου Select N Edge, το οποίο χρησιμοποιεί για τη λεπτομέρεια της δουλειάς του. Κάρλος Ορτέγκα Ελιζάλντε

Συμβουλή #3: Κρατήστε το απλό

«Στο μόντελινγκ, χρησιμοποιήστε όσο το δυνατόν λιγότερα εργαλεία. Συνήθως χρησιμοποιώ τις προεπιλεγμένες βούρτσες ZBrush όπως Standard, Clay, Clay Tubes, Move και DamStandard. Δημιουργώ τον κύριο όγκο και τα σχήματα με τα Clay Tubes και μετά δουλεύω πάνω στο πλέγμα με το πινέλο DamStandard», λέει ο Luca Nemolato.

Η προσομοίωση θα είναι αρκετή πολύπλοκη διαδικασίαεάν αποφύγετε τη χρήση περιττών εργαλείων

Το "Beast" είναι ένα έργο από την ιδιωτική συλλογή του Luca Nemolato, που δημιουργήθηκε στο ZBrush. Λούκα Νεμολάτο

Συμβουλή # 4: «Πατήστε» τρύπες με τετράγωνα

"Εάν χρησιμοποιείτε την εντολή Close Holes (από το μενού Modify Topology) στο ZBrush για να επιδιορθώσετε τρύπες στη γεωμετρία, η ενημέρωση κώδικα δημιουργείται από τρίγωνα. Στο μέλλον, η εργασία με αυτά τα τρίγωνα είναι πολύ άβολη. Μπορούν εύκολα να μετατραπούν σε τετράπλευρα κάνοντας Ctrl+Shift-κλικ στην πολυομάδα των τριγώνων για να απομονωθεί η πολυομάδα, μετά μεταβείτε στο μενού ZRemesher, ενεργοποιήστε την επιλογή FreezeBorder και κάντε κλικ στο κουμπί ZRemesher. Τώρα το "μπάλωμα" αποτελείται από τετράγωνα. Δεν είναι ακόμα τέλειες, αλλά οτιδήποτε. καλύτερα από τρίγωνα», λέει ο Χοσέ Άλβες ντα Σίλβα.

Μερικές φορές είναι πιο εύκολο να διορθώσετε προβλήματα καθώς προκύπτουν

Ο Χοσέ Άλβες ντα Σίλβα δημιούργησε αυτή την εικονογράφηση για το φεστιβάλ του Δούρειου Ίππου ήταν ένας μονόκερος

Συμβουλή #5: Κόλπα τοποθεσίας

«Κατά τη μοντελοποίηση ενός αντικειμένου, χρησιμοποιήστε τη λειτουργία Edit poly αντί για τη λειτουργία Edit Mesh, η οποία θα σας δώσει πρόσβαση σε σημαντικά εργαλεία και δεν θα οδηγήσει σε θλιβερές συνέπειες στην απόδοση, όπως ανεστραμμένα κανονικά ή περίεργα άκρα σε πρόσωπα κ.λπ. 3Ds Max, συνήθως χρησιμοποιώ το εκπληκτικό σενάριο Populate Terrain από τον ιστότοπο www.populate3d.com για να διορθώσω όψεις τοπίων ή άλλα αντικείμενα που προέρχονται από αρχεία AutoCAD των πελατών», λέει ο Sérgio Merêces.

Εάν αντιμετωπίζετε το ίδιο πρόβλημα ξανά και ξανά, πιθανότατα μπορείτε να το διορθώσετε χρησιμοποιώντας ένα σενάριο

Συμβουλή #6: Βιολογικά πράγματα

«Το ZBrush κάνει εξαιρετική δουλειά με οτιδήποτε βιολογικό. Αν χρειάζεται να σμιλεύσω πέτρες, για παράδειγμα, απλώς ανοίγω το ZBrush και σκιαγραφώ το μελλοντικό μοντέλο χρησιμοποιώντας το ZSpheres, στη συνέχεια χρησιμοποιώ την εντολή DynaMesh και sculpt, sculpt. Μετά, κάποια στιγμή, ρετοπολογώ τη γεωμετρία και συνεχίζω να τη λεπτομερώς. Χρησιμοποιώ στρώσεις όλη την ώρα γιατί είναι ένας φιλικός προς τη γεωμετρία τρόπος εργασίας. Τέλος, μειώνω την πυκνότητα πλέγματος του αντικειμένου και το εισάγω στο 3Ds Max για να το φυτέψω στη σκηνή», λέει ο Toni Bratincevic.

Είναι καλύτερο να μοντελοποιήσετε αντικείμενα σε διαφορετικές εφαρμογές

Συμβουλή # 7: Μην είστε εμμονικοί με την τοπολογία

«Σκεφτείτε σοβαρά το πλέγμα ενός χαρακτήρα μόνο αν πρόκειται να το στηθώσετε αργότερα. Διαφορετικά, μπορεί να γίνει χάσιμο χρόνου. Πολλοί καλλιτέχνες που εργάζονται στο ZBrush, στα τελευταία στάδια της εργασίας σε συνθήκες με περιορισμένη παροχή οξυγόνου, καταβάλλουν όλη τους την τελευταία προσπάθεια για να επανατοπολογήσουν τον χαρακτήρα χρησιμοποιώντας το Decimation Master ή το ZRemesher. Ηρεμώ. Η κακή τοπολογία δεν τιμωρείται από το νόμο. Εργαστείτε ήρεμα και δημιουργήστε ένα καλό πλέγμα μόνο όταν έχει πραγματικά σημασία», λέει ο Alex Alvarez.

Ο Alex Alvarez υπόσχεται ότι η κακή τοπολογία δεν θα διωχθεί

Ο Alex Alvarez χρησιμοποίησε τη Μάγια για να δημιουργήσει το δασικό τοπίο. νοητική ακτίνα, Εφέ ζωγραφικής, Onyx και ZBrush. Η σκηνή είναι από την προσωπική συλλογή του Alex Alvarez και έχει περίπου 110 εκατομμύρια πολύγωνα. Άλεξ Αλβάρες

Συμβουλή #8: Να είστε πολύ εμμονικοί με την τοπολογία

«Η τοπολογία είναι πολύ σημαντική για τα οργανικά (ειδικά για το πρόσωπο). Το να έχετε το σωστό πλέγμα γύρω από τα μάτια και το στόμα μπορεί να σας βοηθήσει πολύ κατά το ξεφλούδισμα ή το συγχρονισμό των χειλιών. Κρατήστε τις λούπες των άκρων κοντά στη μύτη ή τα μάγουλα και αποφύγετε τα τρίγωνα σε ορατά σημεία της γεωμετρίας», λέει ο Andrew Hickinbottom.

Η τοπολογία προσώπου αξίζει τον χρόνο σας

Συμβουλή #9: Η στάση του σώματος έχει σημασία

«Όταν τοποθετείτε έναν χαρακτήρα, ειδικά σε ένα pin-up, σκεφτείτε τη σιλουέτα και το νόημα της πόζας. Αφήστε τη στάση να τονίσει σχήματα, όγκους, καμπύλες και γωνίες. Γείρετε τη λεκάνη του χαρακτήρα, μετατοπίζοντας το βάρος του στο ένα πόδι, το οποίο θα δημιουργήσει μια σιλουέτα σε σχήμα S, υποδειγματική για ένα pin-up», λέει ο Andrew Hickinbottom.

Όταν κάνετε μοντέλα ανθρώπων, μην ξεχνάτε τη σημασία της πόζας τους

Το "Kitty Kay" από την προσωπική συλλογή του Andrew Hickinbottom, που ζωντανεύει από τη δύναμη των δεξιοτήτων του Andrew στο μόντελινγκ. Andrew Hickinbottom

«Όταν τοποθετώ την κάμερα σε μια σκηνή, δουλεύω με κύβους. Μετά από αυτό, αρχίζω να μοντελοποιώ τα κύρια αντικείμενα, μετά τα δευτερεύοντα κλπ. Όταν εργάζομαι σε οργανικά, προσπαθώ να μην περιορίζομαι σε πολύγωνα. Και επειδή αυτή μπορεί να είναι μια κουραστική και εξαντλητική διαδικασία, περιγράφω λεπτομερώς μόνο το πλέγμα όπου θα είναι πραγματικά ορατό», λέει η Meny Hilsenrad.

Οι λεπτομέρειες και ο ρεαλισμός ήταν βασικά σημεία, όταν ο Meny Hilsenrad και το Aiko στούντιο εργάζονταν στο έργο miCoach για την επωνυμία Adidas

Δοκιμή!

Οι παραπάνω συμβουλές είναι, φυσικά, μόνο ένα μικρό μέρος των προσεγγίσεων που ακολουθούν οι επαγγελματίες στη δουλειά τους, προσπαθώντας να κάνουν τη διαδικασία πιο αποτελεσματική και ταχύτερη. Πιθανότατα δουλεύεις με τον δικό σου τρόπο. Αλλά αν δουλεύεις σκληρά και προσπαθείς να δίνεις τον καλύτερο εαυτό σου κάθε φορά, σίγουρα θα δουλέψει. Επειδή, ας το παραδεχτούμε, η μόνη συμβουλή που πρέπει πραγματικά να ακολουθήσετε όταν προσπαθείτε να δημιουργήσετε κάτι απίστευτο είναι να συνεχίσετε να προσπαθείτε. Και μετά προσπαθήστε ξανά. Και πάλι, μόνο αυτή τη φορά προσπαθήστε ακόμα περισσότερο.

«Η κακή τοπολογία δεν τιμωρείται από το νόμο. Εργαστείτε ήρεμα και δημιουργήστε ένα καλό πλέγμα μόνο όταν έχει πραγματικά σημασία." Alex Alvarez

3D MAX. ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΑΝΘΡΩΠΟΥ

Το μοντέλο κατασκευάστηκε σε 3ds Max, αλλά οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται είναι κατάλληλες για κάθε πακέτο που υποστηρίζει επιφάνειες Subdivision.

Η ανθρώπινη μοντελοποίηση γίνεται από την αρχή.
- Στις εικόνες:μπλε στα στοιχεία
- , το οποίο προσθέτουμε? τα στοιχεία είναι κόκκινα

που διαγράφουμε.

1) Δημιουργήστε έναν κύλινδρο 12 όψεων με 6 τμήματα σε ύψος.

3) Δεδομένου ότι η μοντελοποίηση και των δύο πλευρών του ανθρώπινου σώματος είναι άχρηστη και κουραστική, θα μοντελοποιήσουμε μόνο τη μία πλευρά και θα κάνουμε την άλλη όψη καθρέφτη. Συνεχίζουμε να διορθώνουμε το σχήμα του σώματος, σχηματίζοντας τις σωστές γραμμές της κλείδας, του στήθους, της κοιλιάς και της λεκάνης.

5) Προσθέστε ένα τμήμα στην περιοχή της μασχάλης.

7) Κάντε ένα κενό για τη θηλή (στο 3ds Max αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το εργαλείο Chamfer vertex).

9) Εξωθήστε τις όψεις για να σχηματίσετε το κενό χέρι.

11) Προσθέστε περισσότερες γραμμές και κάντε μια μασχάλη. Αφήνουμε τις άκρες μόνες τους προς το παρόν, θα τις τελειώσουμε όταν κολλήσουμε τα πόδια.

13) Δουλέψτε τις κορυφές, διαμορφώστε τους δελτοειδή, τον αγκώνα και το αντιβράχιο.

15) Ας δουλέψουμε με το χέρι. Για να το κάνετε αυτό, προσθέστε ξανά τμήματα και δώστε το επιθυμητό σχήμα.

17) Σημειώστε ότι μετά το προηγούμενο βήμα απομένουν μερικά 5 πολύγωνα άνθρακα.

Δεν σκοπεύω να επεξεργαστώ αυτό το μέρος πια, επομένως τα ξεφορτωθούμε, σκοτώνουμε κάποιες άκρες, προσθέτουμε άλλες.

20) Στα επόμενα βήματα θα φτιάξουμε ένα ξεχωριστό χέρι και θα το στερεώσουμε.

Θα μοιάζει με αυτό

21) Ξεκινήστε με ένα κουτί μήκους μισής βούρτσας και χωρίστε το σε 5 τμήματα.

22) Εξωθήστε τέσσερα πολύγωνα σε κανονικό μήκος βούρτσας.

23) Χρησιμοποιήστε τις κορυφές για να σχηματίσετε πρόχειρα περιγράμματα.

24) Προσθέστε δύο ενότητες.

27) Χρησιμοποιώντας πρόσθετα τμήματα, δώστε στο δάχτυλο ένα στρογγυλεμένο σχήμα, προετοιμάστε το μπροστινό μέρος όπως στην εικόνα για να δημιουργήσετε τα υπόλοιπα δάχτυλα.

28) Προσθέστε περισσότερα τμήματα και βεβαιωθείτε ότι οι κορυφές που επισημαίνονται με κόκκινο είναι ενωμένες μεταξύ τους (συγκόλληση).

29) Αυτό μπορεί να είναι κάπως μπερδεμένο, αλλά για να το δώσει κανονικό σχήμακαι να διατηρήσετε την τετραγωνική τοπολογία, θα πρέπει να προσθέσετε μερικές ακόμη ενότητες και να εργαστείτε στις εσφαλμένες περιοχές.

Σε ορισμένα σημεία θα πρέπει να κόψετε το μοντέλο και να το συνδέσετε διαφορετικά. Οι άκρες που πρόκειται να κοπούν υποδεικνύονται με βέλη.

Δημιουργούμε τις φάλαγγες του δακτύλου, χωρίζοντάς το σε όσα μέρη στα σημεία κάμψης χρειάζεται.

31) Αντιγράψτε τα δάχτυλα, επεξεργαστείτε τα, προσαρτήστε τα στο πινέλο και συγχωνεύστε τις κορυφές (επισημασμένες με κόκκινο χρώμα).

32) Προσθέστε τμήματα μεταξύ των δακτύλων.

34) ...και αντίχειρα...

35) ...καθώς και πολλά τμήματα για πτυχώσεις στην παλάμη. 36) Αυτό είναι! Αυτή η βούρτσα έχει ένα κόψιμοαπαιτούμενη ποσότητα

κορυφές για ακριβή ένωση με το χέρι.

37) Αφού ολοκληρώσουμε τη δημιουργία του βραχίονα, ας δουλέψουμε στο πίσω μέρος του μοντέλου. Προσθέστε επιπλέον τμήματα (2) και μετακινήστε τις κορυφές (3).

39) Δημιουργήστε νέα πολύγωνα που συνδέουν το μπροστινό και το πίσω μέρος του κορμού από κάτω.

Διαμορφώνουμε το πόδι ξεχωριστά

41) Ξεκινάμε τη μοντελοποίηση του ποδιού με έναν κύλινδρο 8 όψεων με 5 τμήματα σε ύψος.

43) Στη συνέχεια προσθέτουμε ενότητες, αυξάνοντας τον αριθμό των τμημάτων από 8 σε 16, και προσθέτουμε επίσης τμήματα σε ύψος για μεγαλύτερη λεπτομέρεια.

45) Μερικές ακόμη ενότητες.

Στο τέλος θα πρέπει να μοιάζει κάπως έτσι

47) Ας ξεκινήσουμε με αυτή τη φόρμα.

50) Τεντώστε τα δάχτυλά σας..

53) Μην ξεχάσετε να προσθέσετε ένα ντόμινο...

55α) Δεν χρειάζονται άλλα πλευρά για το πόδι. Μπορείτε να τροποποιήσετε λίγο το σχήμα των μυών και να προσθέσετε μερικές άκρες για να επιτύχετε μια ομοιόμορφη τοπολογία κατά μήκος μιας γραμμής. 65) Η αλήθεια είναι ότι υπάρχει κάτι άλλο... Γυρίστε λίγο τα χέρια σας και λειάνετε τους ώμους σας. Βεβαιωθείτε επίσης ότι τα άκρα είναι ελαφρώς λυγισμένα στα γόνατα και τους αγκώνες - αυτό είναι απαραίτητο για τη σωστή κατασκευή του σκελετού.Φροντίστε να περιστρέψετε το τμήμα κατά μήκος ενός μόνο άξονα, έτσι ώστε η γωνία να είναι ορατή από την μπροστινή όψη, για παράδειγμα. Τα χέρια σας πρέπει να είναι σε μια ελαφρώς χαλαρή θέση. Εάν αφήσετε το μοντέλο σε ευθεία προβολή T, αυτό σίγουρα θα οδηγήσει σε σφάλματα στην περιοχή των ώμων κατά τη διάρκεια της κίνησης. Λυγίστε τα άκρα είναι επίσης απαραίτητο για να δημιουργήσετε το σωστό

1

αντίστροφη κινηματικήχρησιμοποιώντας μια κάμερα με μήτρα 3-6 megapixel. Φωτογραφίστε το μοντέλο σε κύκλο. βεβαιωθείτε ότι το θέμα καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του χώρου του κάδρου. Μετά από κάθε καρέ, κάντε ένα μικρό βήμα προς τα αριστερά, έτσι ώστε η διαφορά μεταξύ των γωνιών από το κέντρο του θέματος να είναι περίπου 15 μοίρες. Σε έναν κύκλο γύρω από το μοντέλο λήψης, πρέπει να τραβήξετε περίπου 20–30 καρέ. Μόλις ολοκληρώσετε τη λήψη από χαμηλό σημείο, τραβήξτε το μοντέλο από ψηλά, τραβώντας το πάνω μέρος του κεφαλιού.

Το άτομο που φωτογραφίζεται πρέπει
καθίστε εντελώς ακίνητοι
και πρέπει να είναι καλά φωτισμένο

3

Αφού φωτογραφίσετε το αντικείμενο, φορτώστε ένα από τα δημοφιλή προγράμματαγια λήψη, το πιο προσιτό από τα οποία είναι το 123D Catch της Autodesk. Αυτό απλό πρόγραμμαΘα κάνει σχεδόν όλη τη δουλειά μόνη της.

4

Μετά τη μεταφόρτωση στο 123D Catch, όλες οι εικόνες μετατρέπονται αυτόματα σε τρισδιάστατο μοντέλο στο cloud. Ωστόσο, αν κοιτάξετε το μοντέλο που προκύπτει με διαφορετικές πλευρές, σίγουρα θα υπάρξουν στρεβλώσεις. Εμφανίζονται επειδή το πρόγραμμα δεν ήταν δυνατό αυτόματη λειτουργίαπαρατάξτε σωστά τα σημεία.

Θα πρέπει να κανονίσουμε επιπλέον σημείαχειροκίνητα.Για να το κάνετε αυτό, επιλέξτε τη φωτογραφία που βρίσκεται πιο κοντά στην παραμορφωμένη ζώνη, επιλέξτε το στοιχείο Έλεγχος μη αυτόματων σημείων. Τρεις φωτογραφίες θα εμφανιστούν σε ένα νέο παράθυρο: στην κύρια πρέπει να επιλέξετε σημεία, στις βοηθητικές πρέπει να εμφανίσετε τη θέση τους. Στη συνέχεια, πρέπει να κάνετε κύλιση στις βοηθητικές φωτογραφίες και επίσης να τοποθετήσετε κουκκίδες σε αυτές.

ΘΥΜΑΜΑΙ!Κάθε χώρος εργασίας τροφοδοτείται με απειλητική για τη ζωή τάση.

Θα πρέπει να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί όταν εργάζεστε.

Για την αποφυγή ατυχημάτων, ζημιών ηλεκτροπληξία, συνιστάται να γίνονται βλάβες εξοπλισμού ακολουθώντας τους κανόνες:
Συνδεθείτε τάξη υπολογιστώνήρεμα, χωρίς να βιάζεσαι, χωρίς να σπρώχνεις, χωρίς να αγγίζεις έπιπλα και εξοπλισμό, και μόνο με την άδεια του δασκάλου.
Μην ενεργοποιείτε ή απενεργοποιείτε τους υπολογιστές χωρίς την άδεια του δασκάλου σας.
Μην αγγίζετε τα καλώδια τροφοδοσίας και τους συνδέσμους των καλωδίων σύνδεσης.
Μην αγγίζετε την οθόνη ή το πίσω μέρος της οθόνης.
Μην τοποθετείτε ξένα αντικείμενα στο χώρο εργασίας.
Μην σηκώνεστε από τις θέσεις σας όταν οι επισκέπτες εισέρχονται στο γραφείο.
Μην επιχειρήσετε να αντιμετωπίσετε μόνοι σας τις δυσλειτουργίες του εξοπλισμού. Εάν υπάρχουν προβλήματα ή δυσλειτουργίες στον υπολογιστή σας, σταματήστε αμέσως να εργάζεστε και ενημερώστε τον καθηγητή σας.
Λειτουργήστε το πληκτρολόγιο με καθαρά, στεγνά χέρια. Πατήστε ελαφρά τα πλήκτρα χωρίς να κάνετε ξαφνικές κρούσεις ή να κρατήσετε πατημένα τα πλήκτρα.

ΘΥΜΑΜΑΙ!Εάν δεν λάβετε προφυλάξεις, η εργασία σε υπολογιστή μπορεί να είναι επιβλαβής για την υγεία σας.

Για να μην βλάψετε την υγεία σας, πρέπει να ακολουθήσετε μια σειρά από απλές συστάσεις:
Μια λανθασμένη θέση καθίσματος στον υπολογιστή μπορεί να προκαλέσει πόνο στους ώμους και στη μέση. Επομένως, καθίστε ελεύθερα, χωρίς ένταση, χωρίς να σκύβετε, να σκύβετε ή να ακουμπάτε στην πλάτη της καρέκλας. Τοποθετήστε τα πόδια σας απευθείας στο πάτωμα, το ένα δίπλα στο άλλο, αλλά τεντώστε τα και μην τα λυγίζετε.
Εάν η καρέκλα έχει ρυθμιζόμενο ύψος, τότε θα πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε η γωνία μεταξύ του ώμου και του αντιβραχίου να είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από ευθεία. Ο κορμός πρέπει να βρίσκεται σε απόσταση 15-16 cm από το τραπέζι Η οπτική γωνία πρέπει να κατευθύνεται στο κέντρο της οθόνης. Εάν έχετε γυαλιά να φοράτε συνέχεια, δουλέψτε με αυτά.
Όταν εργάζεστε, οι ώμοι σας πρέπει να είναι χαλαροί, οι αγκώνες σας να αγγίζουν ελαφρά τον κορμό σας. Οι πήχεις σας πρέπει να είναι στο ίδιο ύψος με το πληκτρολόγιο.
Όταν σε ένταση πολύωρη δουλειάτα μάτια σας κουράζονται υπερβολικά, οπότε κάθε 5 λεπτά, πάρτε τα μάτια σας από την οθόνη και κοιτάξτε κάτι σε απόσταση.

Σωστή εφαρμογή

Το πιο σημαντικό

1. Όταν εργάζεστε σε υπολογιστή, πρέπει να θυμάστε: σε κάθε χώρο εργασίας παρέχεται απειλητική για τη ζωή τάση. Επομένως, κατά τη διάρκεια της εργασίας πρέπει να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί και να συμμορφώνεστε με όλες τις απαιτήσεις ασφαλείας.

2. Για να μην είναι επιβλαβής για την υγεία η εργασία σε υπολογιστή, είναι απαραίτητο να λαμβάνετε προφυλάξεις και να παρακολουθείτε τη σωστή οργάνωση του χώρου εργασίας σας.

Αφίσα "Ασφάλεια"

Κύρια στάδια μοντελοποίησης

Αφού μελετήσετε αυτό το θέμα, θα μάθετε:

Τι είναι το μόντελινγκ;
- τι μπορεί να χρησιμεύσει ως πρωτότυπο για μοντελοποίηση.
- ποια θέση κατέχει το μόντελινγκ στην ανθρώπινη δραστηριότητα;
- ποια είναι τα κύρια στάδια της μοντελοποίησης;
- τι είναι ένα μοντέλο υπολογιστή;
- Τι είναι ένα πείραμα υπολογιστή;

Η θέση του μοντελισμού στην ανθρώπινη δραστηριότητα

Στο θέμα «Φανταζόμαστε ένα μοντέλο αντικειμένου» ορίσαμε τι είναι μοντέλο. Ένα μοντέλο μπορεί να είναι ένα αφηρημένο ή φυσικό αντικείμενο, η μελέτη του οποίου μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τα ουσιαστικά χαρακτηριστικά ενός άλλου αντικειμένου - του πρωτοτύπου. Η κατασκευή και η μελέτη μοντέλων είναι ένα πεδίο ανθρώπινης δραστηριότητας που ονομάζεται μοντελοποίηση.

Μοντελοποίηση είναι η μελέτη των αντικειμένων με την κατασκευή και τη μελέτη των μοντέλων τους.

Γιατί να μην μελετήσετε το ίδιο το πρωτότυπο, γιατί να δημιουργήσετε ένα μοντέλο;

Πρώτα,το πρωτότυπο μπορεί να μην υπάρχει στο παρόν: είναι αντικείμενο του παρελθόντος ή του μέλλοντος. Για το μόντελινγκ, ο χρόνος δεν αποτελεί εμπόδιο. Με βάση γνωστά γεγονότα, χρησιμοποιώντας υποθέσεις και αναλογίες, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα μοντέλο γεγονότων ή φυσικών καταστροφών του απώτερου παρελθόντος. Έτσι, για παράδειγμα, δημιουργήθηκαν θεωρίες για την εξαφάνιση των δεινοσαύρων και την προέλευση της ζωής στη Γη. Χρησιμοποιώντας την ίδια μέθοδο, μπορείτε να κοιτάξετε στο μέλλον. Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα θεωρητικό μοντέλο «πυρηνικού χειμώνα» που θα συμβεί στον πλανήτη μας σε περίπτωση πυρηνικού πολέμου. Αυτό το μοντέλο είναι μια προειδοποίηση για την ανθρωπότητα. 

Δεύτερο, το πρωτότυπο μπορεί να έχει πολλές ιδιότητες και σχέσεις Χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο, το οποίο είναι μια απλοποιημένη αναπαράσταση ενός αντικειμένου, είναι δυνατό να μελετηθούν ορισμένες ιδιότητες που ενδιαφέρουν τον ερευνητή χωρίς να ληφθούν υπόψη άλλες. Για παράδειγμα, όταν μελετάτε τα πιο σύνθετα ανθρώπινο σώμαΤα διάφορα μοντέλα του χρησιμοποιούνται στα μαθήματα βιολογίας.

Τρίτον,συχνά ένα μοντέλο είναι μια αφηρημένη γενίκευση αντικειμένων της πραγματικής ζωής. Ένα μανεκέν (μοντέλο) που επιδεικνύει ένα νέο στυλ ένδυσης δεν αντιπροσωπεύει κάποιους πραγματικό πρόσωπομε τα χαρακτηριστικά και τα μειονεκτήματά του, αλλά κάποια γενικευμένη ιδανική εικόνα, στάνταρ. Όταν μιλάμε για φυσικά φαινόμενα στα μαθήματα γεωγραφίας, δεν εννοούμε κάποιο συγκεκριμένο φυσικό φαινόμενο, όπως ο σεισμός, αλλά κάποια γενίκευση, υπόδειγμα αυτού του φαινομένου. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το πρωτότυπο του μοντέλου είναι μια ολόκληρη κατηγορία αντικειμένων με κάποιες κοινές ιδιότητες.

Τέταρτον,το πρωτότυπο μπορεί να μην είναι διαθέσιμο στον ερευνητή για κάποιο λόγο: ένα μοντέλο του ατόμου υδρογόνου, το ανάγλυφο της σεληνιακής επιφάνειας, η κοινοβουλευτική εξουσία στη χώρα.

Τι μπορεί να μοντελοποιηθεί; Το αντικείμενο της μοντελοποίησης μπορεί να είναι ένα υλικό αντικείμενο, φαινόμενο, διαδικασία ή σύστημα.

Μοντέλα υλικά αντικείμεναμπορούν να χρησιμεύσουν ως οπτικά βοηθήματα στο γραφείο του σχολείου, σχέδια αρχιτεκτονικών δομών, σμίκρυνση ή μεγέθυνση αντιγράφων των ίδιων των αντικειμένων.

Για την πρόληψη καταστροφών και τη χρήση φυσικών δυνάμεων προς όφελος των ανθρώπων, δημιουργούνται και μελετώνται μοντέλα ζωντανών φυσικών φαινομένων. Ο ακαδημαϊκός Georg Richmann, συνεργάτης και φίλος του μεγάλου Lomonosov, μοντελοποίησε μαγνητικά και ηλεκτρικά φαινόμενα στο πρώτο μισό του 18ου αιώνα με στόχο να τα μελετήσει και να τα εφαρμόσει περαιτέρω.

Μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε μοντέλα διαδικασίας:πρόοδος, διαδοχικές αλλαγές καταστάσεων, στάδια ανάπτυξης ενός αντικειμένου ή συστήματος. Πιθανότατα έχετε ακούσει για μοντέλα οικονομικών ή περιβαλλοντικών διαδικασιών, μοντέλα ανάπτυξης του Σύμπαντος, της κοινωνίας κ.λπ. 

Εάν ένα αντικείμενο θεωρείται ως σύστημα, τότε κατασκευάζεται και μελετάται ένα μοντέλο του συστήματος. Πριν από την κατασκευή μιας οικιστικής περιοχής, οι αρχιτέκτονες δημιουργούν ένα μοντέλο πλήρους κλίμακας της περιοχής ανάπτυξης, λαμβάνοντας υπόψη τη θέση των κτιρίων, των πλατειών, των πάρκων και των δρόμων.

Πρίπλασμαείναι ένα από βασικά είδηανθρώπινη δραστηριότητα και πάντα με τη μια ή την άλλη μορφή προηγείται των άλλων τύπων της.

Πριν αναλάβετε οποιαδήποτε εργασία, πρέπει να κατανοήσετε ξεκάθαρα τα σημεία έναρξης και λήξης της δραστηριότητας, καθώς και τα κατά προσέγγιση στάδια της. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για το μόντελινγκ.

Το σημείο εκκίνησης εδώ είναι ένα πρωτότυπο (Εικόνα 11.1). Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, αυτό μπορεί να είναι ένα υπάρχον ή σχεδιασμένο αντικείμενο, φαινόμενο, διαδικασία ή σύστημα.

Ρύζι. 11.1. Γενικευμένα στάδια της ανθρώπινης δραστηριότητας κατά τη μελέτη ενός αντικειμένου

Το τελικό στάδιο της μοντελοποίησης είναι η λήψη αποφάσεων. Ως αποτέλεσμα της προσομοίωσης, αποκτά κανείς νέες πληροφορίεςκαι λαμβάνεται απόφαση για τη δημιουργία ενός νέου αντικειμένου ή την τροποποίηση και χρήση ενός υπάρχοντος.

Ένα παράδειγμα μοντελοποίησης κατά τη δημιουργία νέων τεχνικά μέσαμπορεί να χρησιμεύσει ως ιστορία της ανάπτυξης της διαστημικής τεχνολογίας. Για να πραγματοποιηθεί η διαστημική πτήση, έπρεπε να λυθούν δύο προβλήματα: να ξεπεραστεί η βαρύτητα και να εξασφαλιστεί η πρόοδος στο διάστημα χωρίς αέρα. Ο Νεύτων μίλησε για τη δυνατότητα υπέρβασης της βαρύτητας της Γης τον 17ο αιώνα. Ο K. E. Tsiolkovsky πρότεινε τη χρήση κινητήρα τζετ για να κινηθεί στο διάστημα. Συνέταξε ένα αρκετά ακριβές περιγραφικό μοντέλο του μελλοντικού διαπλανητικού διαστημικού σκάφους με σχέδια, υπολογισμούς και αιτιολογήσεις.

Λιγότερο από μισός αιώνας έχει περάσει από τότε που το περιγραφικό μοντέλο του Tsiolkovsky έγινε η βάση για την πραγματική μοντελοποίηση στο γραφείο σχεδιασμού του S.P. Korolev. Σε πειράματα πλήρους κλίμακας, δοκιμάστηκαν διάφοροι τύποι υγρών καυσίμων, το σχήμα του πυραύλου, τα συστήματα ελέγχου και υποστήριξης ζωής και τα όργανα. επιστημονική έρευνακ.λπ. Το αποτέλεσμα της ευέλικτης μοντελοποίησης ήταν ισχυροί πύραυλοι που εκτοξεύτηκαν προς χαμηλή τροχιά στη Γη τεχνητούς δορυφόρουςΓη, πλοία με αστροναύτες επί του σκάφους και διαστημικοί σταθμοί.

Ας δούμε ένα άλλο παράδειγμα. Ο διάσημος χημικός του 18ου αιώνα Antoine Lavoisier, μελετώντας τη διαδικασία καύσης, πραγματοποίησε πολυάριθμα πειράματα. Προσομοίωσε διαδικασίες καύσης με διάφορες ουσίες, τις οποίες ζύγιζε και ζύγιζε πριν και μετά το πείραμα. Αποδείχθηκε ότι ορισμένες ουσίες γίνονται βαρύτερες μετά τη θέρμανση. Ο Lavoisier πρότεινε ότι κάτι προστέθηκε σε αυτές τις ουσίες κατά τη διαδικασία θέρμανσης. Έτσι, η μοντελοποίηση και η επακόλουθη ανάλυση των αποτελεσμάτων οδήγησαν στον ορισμό μιας νέας ουσίας - οξυγόνου και στη γενίκευση της έννοιας της «καύσης». Αυτό παρείχε μια εξήγηση για πολλά γνωστά φαινόμενα και άνοιξε νέους ορίζοντες σε άλλους τομείς της επιστήμης, ιδιαίτερα στη βιολογία. Το οξυγόνο αποδείχθηκε ότι είναι ένα από τα κύρια συστατικά της αναπνοής και της ανταλλαγής ενέργειας στα ζώα και τα φυτά.

Το διάγραμμα που παρουσιάζεται στο Σχήμα 11.1 δείχνει ότι η μοντελοποίηση είναι κεντρική για τη μελέτη ενός αντικειμένου. Η δημιουργία ενός μοντέλου σάς επιτρέπει να λαμβάνετε τεκμηριωμένες αποφάσεις για τη βελτίωση των υπαρχουσών εγκαταστάσεων και τη δημιουργία νέων, την αλλαγή των διαδικασιών διαχείρισης και, τελικά, την αλλαγή του κόσμου γύρω μας προς το καλύτερο. 

Το μόντελινγκ είναι μια δημιουργική διαδικασίακαι επομένως είναι πολύ δύσκολο να το βάλεις σε ένα επίσημο πλαίσιο. Στα περισσότερα γενική άποψημπορεί να αναπαρασταθεί σε στάδια, όπως φαίνεται στο Σχήμα 11.2.

Ρύζι. 11.2. Στάδια μοντελοποίησης

Κάθε φορά που αποφασίζεις συγκεκριμένη εργασίαένα τέτοιο σχήμα μπορεί να υπόκειται σε ορισμένες αλλαγές: κάποιο μπλοκ θα εξαιρεθεί ή θα βελτιωθεί, μερικά θα προστεθούν. Όλα τα στάδια καθορίζονται από την εργασία και τους στόχους μοντελοποίησης. 

Δήλωση του προβλήματος

Η ζωή φέρνει συνεχώς σε έναν άνθρωπο προβλήματα που απαιτούν επίλυση. Αυτά τα προβλήματα δεν μπορούν να συγκριθούν ως προς την πολυπλοκότητά τους ακόμη και με τα πιο δύσκολα προβλήματα από τα σχολικά εγχειρίδια. Στα σχολικά προβλήματα, σας λένε ξεκάθαρα τι δίνεται και τι πρέπει να πάρετε, και στην ενότητα όπου δίνεται η εργασία, συνιστάται πιθανές μεθόδουςτις αποφάσεις της. Κατά κανόνα, σε πραγματική ζωήένα άτομο ασχολείται με εργασίες (προβλήματα) όπου αυτό δεν συμβαίνει ρητά. Ως εκ τούτου, το πιο σημαντικό σημάδι ενός ικανού ειδικού είναι η ικανότητα να θέτει ένα πρόβλημα, δηλαδή να το διατυπώνει με τέτοιο τρόπο και γλώσσα ώστε να είναι ξεκάθαρα κατανοητό από όποιον θα συμμετάσχει στη λύση του.

Στάδιο διαμόρφωσης προβλήματοςχαρακτηρίζεται από τρία βασικά σημεία: περιγραφή του προβλήματος, καθορισμός στόχων μοντελοποίησης και επισημοποίηση του προβλήματος.

Περιγραφή της εργασίας

Η δήλωση ενός προβλήματος, κατά κανόνα, ξεκινά με την περιγραφή του. Αυτό γίνεται στη συνηθισμένη γλώσσα, με τις πιο γενικές φράσεις. Σε αυτή την περίπτωση, το αρχικό αντικείμενο, οι συνθήκες στις οποίες βρίσκεται και το επιθυμητό αποτέλεσμα περιγράφονται λεπτομερώς, με άλλα λόγια, τα σημεία έναρξης και λήξης της μοντελοποίησης.

Από τη φύση της διατύπωσης, όλες οι εργασίες μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες ομάδες .

ΝΑ πρώτη ομάδαΚάποιος μπορεί να περιλαμβάνει εργασίες στις οποίες είναι απαραίτητο να μελετηθεί πώς θα αλλάξουν τα χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου υπό κάποια επίδραση σε αυτό. Αυτή η διατύπωση του προβλήματος συνήθως ονομάζεται "τι θα συμβεί αν;...". Για παράδειγμα, θα είναι γλυκό αν βάλετε δύο κουταλάκια του γλυκού ζάχαρη στο τσάι; Ή: τι θα συμβεί εάν αυξήσετε το τέλος για επιχειρήσεις κοινής ωφέλειαςδυο φορές; 

Ορισμένες εργασίες διατυπώνονται κάπως ευρύτερα. Τι συμβαίνει αν αλλάξετε τα χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου σε ένα δεδομένο εύρος με ένα συγκεκριμένο βήμα; Μια τέτοια μελέτη βοηθά στον εντοπισμό της εξάρτησης των παραμέτρων του αντικειμένου από τα αρχικά δεδομένα. Για παράδειγμα, μοντέλο έκρηξη πληροφοριών: «Ένα άτομο είδε το HJIO και το είπε στους φίλους του. Αυτοί, με τη σειρά τους, διαδίδουν την είδηση ​​περαιτέρω, κ.λπ.». Είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε ποιος θα είναι ο αριθμός των ειδοποιήσεων σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα.

Δεύτερη ομάδαΤο πρόβλημα έχει την ακόλουθη γενικευμένη διατύπωση: ποια επίδραση πρέπει να γίνει στο αντικείμενο προκειμένου οι παράμετροί του να ικανοποιήσουν κάποια δεδομένη συνθήκη; Αυτή η διατύπωση του προβλήματος ονομάζεται συχνά "πώς να το λύσω;"

Ο μεγαλύτερος αριθμός προβλημάτων μοντελοποίησης, κατά κανόνα, είναι πολύπλοκα. Η επίλυση τέτοιων προβλημάτων ξεκινά με τη δημιουργία ενός μοντέλου για ένα σύνολο αρχικών δεδομένων. Με άλλα λόγια, πρώτα από όλα λύνεται το πρόβλημα «τι θα γίνει αν;...». Σε σπάνιες περιπτώσεις, αλλά εξακολουθεί να συμβαίνει ο τελικός στόχος να επιτυγχάνεται μετά το πρώτο πείραμα. Τις περισσότερες φορές, αυτό δεν συμβαίνει και, στη συνέχεια, το αντικείμενο εξετάζεται όταν οι παράμετροι αλλάζουν σε ένα συγκεκριμένο εύρος. Τέλος, με βάση τα αποτελέσματα της μελέτης, επιλέγονται παράμετροι έτσι ώστε το μοντέλο να ικανοποιεί ορισμένες σχεδιασμένες ιδιότητες. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι όσο πιο έμπειρος είναι ο ερευνητής, τόσο πιο σωστά θα επιλέξει το εύρος των δεδομένων εισόδου και το βήμα με το οποίο θα δοκιμαστεί αυτό το εύρος και, ως εκ τούτου, τόσο πιο γρήγορα θα επιτύχει το προβλεπόμενο αποτέλεσμα.

Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας ολοκληρωμένης προσέγγισης είναι η επίλυση του προβλήματος της απόκτησης ενός χημικού διαλύματος δεδομένης συγκέντρωσης: «Ένα χημικό διάλυμα με όγκο 5 μερών έχει αρχική συγκέντρωση 70%. Πόσα μέρη νερού πρέπει να προστεθούν για να ληφθεί διάλυμα συγκεκριμένης συγκέντρωσης;

Αρχικά, η συγκέντρωση υπολογίζεται κατά την προσθήκη 1 μέρους νερού. Στη συνέχεια κατασκευάζεται πίνακας συγκεντρώσεων όταν προσθέτουμε 2, 3, 4... μέρη νερού. Το ληφθέν αποτέλεσμα σάς επιτρέπει να υπολογίσετε γρήγορα το μοντέλο με διαφορετικά αρχικά δεδομένα. Χρησιμοποιώντας τους πίνακες υπολογισμού, μπορείτε να απαντήσετε στην ερώτηση: πόσα μέρη νερού πρέπει να προστεθούν για να επιτευχθεί η απαιτούμενη συγκέντρωση.

Ας εξετάσουμε τρία απλά προβλήματα, χρησιμοποιώντας παραδείγματα των οποίων θα ανιχνεύσουμε περαιτέρω τα στάδια της μοντελοποίησης.

Εργασία 1. Δακτυλογραφία.

Πληκτρολογήστε και προετοιμάστε κείμενο για εκτύπωση.

Αυτή η εργασία προκύπτει συχνά κατά τη δημιουργία σύνθετων εγγράφων στα οποία ένα από τα στοιχεία είναι κείμενο. Αυτό το πρόβλημα σχετίζεται με τη σύνθεση «Τι θα γίνει αν…».

Εργασία 2. Κίνηση αυτοκινήτου.

Πώς αλλάζει η ταχύτητα ενός αυτοκινήτου ενώ κινείται;

Σε αυτό το πρόβλημα, υποτίθεται ότι παρακολουθούμε πώς θα αλλάξει η ταχύτητα ενός αυτοκινήτου σε ένα συγκεκριμένο χρονικό εύρος. Αυτή είναι μια εκτεταμένη δήλωση του προβλήματος «Τι θα γίνει αν…».

Εργασία 3. Τακτοποίηση επίπλων.

Βρείτε την πιο βολική διάταξη εφηβικών επίπλων στο δωμάτιο.

Αυτό το πρόβλημα σχετίζεται με τη σύνθεση «Πώς να το κάνουμε έτσι ώστε...».

Σκοπός μοντελοποίησης

Ένα σημαντικό σημείο στο στάδιο της διαμόρφωσης του προβλήματος είναι να προσδιοριστεί ο σκοπός της μοντελοποίησης. Εξαρτάται από τον επιλεγμένο στόχο ποια χαρακτηριστικά του υπό μελέτη αντικειμένου θεωρούνται σημαντικά και ποια απορρίπτονται. Σύμφωνα με τον στόχο, μπορούν να επιλεγούν εργαλεία, να καθοριστούν μέθοδοι επίλυσης του προβλήματος και να καθοριστούν φόρμες για την εμφάνιση αποτελεσμάτων.

Ας εξετάσουμε πιθανούς στόχους μοντελοποίησης.

Οι πρωτόγονοι άνθρωποι μελέτησαν τη γύρω φύση για να μάθουν πώς να αντέχουν τα φυσικά στοιχεία, να χρησιμοποιούν φυσικά οφέλη και απλά να επιβιώνουν.

Η συσσωρευμένη γνώση μεταβιβάστηκε από γενιά σε γενιά προφορικά, αργότερα γραπτώς και τελικά μέσω θεματικά μοντέλα. Έτσι δημιουργήθηκε η υδρόγειος - πρότυπο Σφαίρα, το οποίο σας επιτρέπει να αποκτήσετε μια οπτική αναπαράσταση του σχήματος του πλανήτη μας, της περιστροφής του γύρω από τον άξονά του και της θέσης των ηπείρων. Τέτοια μοντέλα βοηθούν να κατανοήσουμε πώς είναι δομημένο ένα συγκεκριμένο αντικείμενο, να ανακαλύψουμε τις βασικές του ιδιότητες και να θεσπίσουμε τους νόμους της ανάπτυξής του και της αλληλεπίδρασής του με τον έξω κόσμο. Σε αυτή την περίπτωση, ο σκοπός της κατασκευής ενός μοντέλου είναι η κατανόηση του περιβάλλοντος κόσμου.

Έχοντας συσσωρεύσει αρκετή γνώση, ένα άτομο έθεσε στον εαυτό του το ερώτημα: "Δεν είναι δυνατό να δημιουργήσει κανείς ένα αντικείμενο με δεδομένες ιδιότητες και δυνατότητες για να εξουδετερώσει τα στοιχεία και να χρησιμοποιήσει φυσικά φαινόμενα για να εξυπηρετήσει τον εαυτό του;" Ο άνθρωπος άρχισε να κατασκευάζει μοντέλα αντικειμένων που δεν υπήρχαν ακόμη. Έτσι γεννήθηκαν οι ιδέες της δημιουργίας ανεμόμυλων, διάφορων μηχανισμών, ακόμα και μιας συνηθισμένης ομπρέλας. Πολλά από αυτά τα μοντέλα έχουν πλέον γίνει πραγματικότητα. Πρόκειται για αντικείμενα που δημιουργούνται από ανθρώπινα χέρια.

Το άλλο λοιπόν σημαντικός στόχοςμοντελοποίηση - δημιουργία αντικειμένων με καθορισμένες ιδιότητες. Αυτός ο στόχος αντιστοιχεί στη δήλωση του προβλήματος: "πώς να το κάνουμε έτσι..."

Σκοπός μοντελοποίησηςεργασίες όπως «τι θα συμβεί αν...» - προσδιορισμός των συνεπειών μιας πρόσκρουσης σε ένα αντικείμενο και λήψη της σωστής απόφασης. Αυτή η μοντελοποίηση είναι σημαντική όταν εξετάζονται κοινωνικά και περιβαλλοντικά ζητήματα: τι θα συμβεί εάν αυξήσουμε τους ναύλους των δημόσιων συγκοινωνιών ή τι θα συμβεί εάν θάψουμε πυρηνικά απόβλητα σε μια περιοχή; 

Για παράδειγμα, για να απαλλαγεί η Αγία Πετρούπολη από τις συνεχείς πλημμύρες που προκαλούν τεράστιες ζημιές, αποφασίστηκε να κατασκευαστεί ένα φράγμα. Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού του κατασκευάστηκαν πολλά μοντέλα, συμπεριλαμβανομένων πλήρους κλίμακας, ακριβώς με σκοπό την πρόβλεψη των συνεπειών της επέμβασης στη φύση.

Συχνά ο σκοπός της μοντελοποίησης είναι η αποτελεσματικότητα της διαχείρισης ενός αντικειμένου (ή διαδικασίας). Δεδομένου ότι τα κριτήρια διαχείρισης μπορεί να είναι πολύ αντιφατικά, θα είναι αποτελεσματικό μόνο υπό την προϋπόθεση ότι «και οι λύκοι τρέφονται και τα πρόβατα είναι ασφαλή».

Για παράδειγμα, πρέπει να βελτιώσετε το φαγητό στην καντίνα του σχολείου. Αφενός, τα τρόφιμα πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις ηλικίας (περιεκτικότητα σε θερμίδες, που περιέχουν βιταμίνες και ανόργανα άλατα), αφετέρου πρέπει να απευθύνονται στα περισσότερα παιδιά και να είναι οικονομικά προσιτά για τους γονείς τους και, αφετέρου, η τεχνολογία μαγειρέματος πρέπει να αντιστοιχεί σε τις δυνατότητες του σχολικού κυλικείου. Πώς να συνδυάσετε ασύμβατα πράγματα; Εύρημα η σωστή απόφασηη κατασκευή ενός μοντέλου βοηθά.

Ας επιστρέψουμε στις εργασίες που περιγράφηκαν προηγουμένως και ας προσδιορίσουμε τους στόχους της μοντελοποίησης.

Εργασία 1.Δακτυλογραφία.

Στόχος:αποκτήσετε ένα ικανό, ευανάγνωστο έγγραφο.

Εργασία 2.Κίνηση αυτοκινήτου.

Στόχος:εξερευνήστε τη διαδικασία της κίνησης.

Εργασία 3.Τακτοποίηση επίπλων.

Στόχος:εύρημα καλύτερη επιλογήδιάταξη επίπλων από την πλευρά του κατοίκου.

Ο καθορισμός του σκοπού της μοντελοποίησης σάς επιτρέπει να καθορίσετε με σαφήνεια ποια δεδομένα είναι αρχικά, ποια δεν είναι σημαντικά στη διαδικασία μοντελοποίησης και τι απαιτείται να ληφθεί ως έξοδο.

Επισημοποίηση της εργασίας

ΣΕ καθημερινή ζωήΒρισκόμαστε συνεχώς αντιμέτωποι με την εκδήλωση του φορμαλισμού, δηλαδή της αυστηρής τάξης. Και παρόλο που μιλάμε συχνά για φορμαλισμό με αρνητική αξιολόγηση, σε ορισμένες περιπτώσεις δεν μπορούμε να κάνουμε χωρίς αυτόν. Είναι δυνατόν να οργανωθεί η λογιστική και αποθήκευση φαρμάκων σε νοσοκομείο ή ο έλεγχος αποστολής στην αεροπορία, εάν αυτές οι διαδικασίες δεν υπόκεινται σε αυστηρή επισημοποίηση; Σε τέτοιες περιπτώσεις σημαίνει σαφείς κανόνες και ίση κατανόησή τους από όλους, αυστηρή λογιστική, ενιαία έντυπα αναφοράς κ.λπ.

Συνήθως μιλάμε για επισημοποίηση όταν τα δεδομένα που συλλέγονται υποτίθεται ότι υποβάλλονται σε επεξεργασία με μαθηματικά μέσα.

Όσοι από εσάς συμμετείχατε στην απογραφή πιθανότατα προσέξατε τα έντυπα που συμπλήρωσαν οι επιθεωρητές με βάση τις συνεντεύξεις τους με μέλη της οικογένειας. Δεν υπήρχε χώρος για συναισθήματα σε αυτές τις φόρμες, περιείχαν επισημοποιημένα δεδομένα έρευνας - μονάδες σε αυστηρά καθορισμένες στήλες. Αυτά τα δεδομένα στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με χρήση μαθηματικών μεθόδων. Να σημειωθεί επίσης ότι η επεξεργασία πραγματοποιήθηκε με χρήση υπολογιστή. Ο υπολογιστής είναι καθολικό εργαλείογια την επεξεργασία πληροφοριών, αλλά για να λυθεί οποιοδήποτε πρόβλημα με τη χρήση τους, πρέπει να παρουσιάζεται σε αυστηρή, επίσημη γλώσσα. Ανεξάρτητα από το πόσο τεχνολογικό θαύμα μπορεί να φαίνεται ένας υπολογιστής, δεν μπορεί να καταλάβει την ανθρώπινη γλώσσα.

Όταν επισημοποιούν μια εργασία, ξεκινούν από τη γενική περιγραφή της. Αυτό σας επιτρέπει να επισημάνετε με σαφήνεια το πρωτότυπο μοντελοποίησης και τις κύριες ιδιότητές του. Κατά κανόνα, υπάρχουν πολλές από αυτές τις ιδιότητες και μερικές δεν μπορούν να περιγραφούν με ποσοτικές σχέσεις. Επιπλέον, σύμφωνα με τον στόχο, είναι απαραίτητο να επισημανθούν οι παράμετροι που είναι γνωστές (αρχικά δεδομένα) και που πρέπει να βρεθούν (αποτελέσματα).

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ένα πρωτότυπο μοντελοποίησης μπορεί να είναι ένα αντικείμενο, διαδικασία ή σύστημα. Εάν ένα σύστημα μοντελοποιείται, αναλύεται: αναγνωρίζονται τα στοιχεία του συστήματος (στοιχειώδη αντικείμενα) και προσδιορίζονται οι μεταξύ τους συνδέσεις. Κατά την ανάλυση, είναι επίσης απαραίτητο να επιλυθεί το ζήτημα του επιπέδου λεπτομέρειας του συστήματος.

Η επισημοποίηση πραγματοποιείται με τη μορφή αναζήτησης απαντήσεων σε ερωτήσεις που διευκρινίζουν γενική περιγραφήκαθήκοντα.

Ας επισημοποιήσουμε τις εργασίες που περιγράφηκαν προηγουμένως.

Εργασία 1.Δακτυλογραφία.

Τι μοντελοποιείται; Αντικείμενο «Κείμενο» Πού να βρείτε το περιεχόμενο του κειμένου; Διατίθεται ως πρόχειρο Ποιος είναι ο προβλεπόμενος τύπος εκτύπωσης; Ασπρόμαυρο Ποιες είναι οι επιλογές κειμένου; Εσοχή παραγράφου, δεξιά και αριστερά περιθώρια, γραμματοσειρά, μέγεθος και στυλ γραμματοσειράς, χρώμα (μαύρο) Τι πρέπει να πάρω; Δακτυλογραφημένο, επεξεργασμένο και σχεδιασμένο κείμενο

Εργασία 2.Κίνηση αυτοκινήτου.

Τι μοντελοποιείται; Η διαδικασία κίνησης του αντικειμένου «αυτοκίνητο» Είδος κίνησης Ομοιόμορφα επιταχυνόμενη Τι είναι γνωστό για την κίνηση; Αρχική ταχύτητα(V 0), επιτάχυνση (∝), μέγιστη ταχύτητα που αναπτύσσει το αυτοκίνητο (V Max) Τι πρέπει να βρεθεί; Ταχύτητα (V i) σε δεδομένους χρόνους (t i) Πώς ορίζονται οι χρόνοι; Από το μηδέν σε ίσα διαστήματα (Α t) Τι περιορίζει τους υπολογισμούς; V i x V Μέγ

Δεν θα λάβουμε υπόψη τέτοια χαρακτηριστικά του αντικειμένου όπως το χρώμα, ο τύπος αμαξώματος, το έτος κατασκευής και τα συνολικά χιλιόμετρα, ο βαθμός φθοράς του ελαστικού και πολλά άλλα.

Εργασία 3. Τακτοποίηση επίπλων.

Τι μοντελοποιείται; Σύστημα ΔΩΜΑΤΙΟ-ΕΠΙΠΛΑ Δωμάτιο - το Σύστημα θεωρείται ως αντικείμενο ή ως σύστημα; Ποια στοιχεία του συστήματος Walls, πόρτα, παράθυρο ROOM είναι σημαντικά σε αυτήν την εργασία;Έπιπλα - θεωρείται το Σύστημα ως αντικείμενο ή ως σύστημα; Τι περιλαμβάνει τα έπιπλα; Καναπές, γραφείο, ντουλάπα, ντουλάπαγενικού σκοπού

(για βιβλία,

μουσικό κέντρο

, παιχνίδια και άλλα πράγματα), επιτοίχια αθλητικό συγκρότημα Ποιες είναι οι παράμετροι επίπλων Μήκος, πλάτος, ύψος;
Ποιες παράμετροι του δωματίου καθορίζονται με τη μορφή σκίτσου: καθορίζονται γεωμετρικά; σχήμα, μέγεθος, θέση παραθύρων και θυρών Τι χρειάζεστε για να πάρετε; Επιλογή για την πιο βολική διάταξη επίπλων, που παρουσιάζεται με τη μορφή σχεδίου (σκίτσο)
Σε αυτήν την εργασία, δεν είναι σωστό να χωρίζετε τα έπιπλα σε εξαρτήματα. Για παράδειγμα, δεν έχει νόημα να εξετάσετε ένα σύνολο αντικειμένων αντί για ένα τραπέζι - επιτραπέζια, συρτάρια, πόδια.
Κατά την τακτοποίηση επίπλων, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθες σχέσεις:

♦ το ύψος των επίπλων είναι μικρότερο από το ύψος του δωματίου.

♦ Τα έπιπλα πρέπει να τοποθετούνται με την μπροστινή τους πλευρά στραμμένη προς το εσωτερικό του δωματίου.
♦ Τα έπιπλα δεν πρέπει να κρύβουν την πόρτα και το παράθυρο.

♦ Θα πρέπει να υπάρχει αρκετός ελεύθερος χώρος γύρω από το αθλητικό συγκρότημα.

Κατά την τακτοποίηση επίπλων, πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη τις ακόλουθες συνδέσεις:

♦ Όλα τα έπιπλα πρέπει να μετακινούνται κοντά στον τοίχο.

♦ Το γραφείο πρέπει να τοποθετείται είτε δίπλα στο παράθυρο είτε κοντά στο παράθυρο στον τοίχο, έτσι ώστε το φως να πέφτει από αριστερά.

Το στάδιο ανάπτυξης του μοντέλου ξεκινά με την κατασκευή ενός μοντέλου πληροφοριών σε διάφορες συμβολικές μορφές, οι οποίες στο τελικό στάδιο ενσωματώνονται σε ένα μοντέλο υπολογιστή. Στα μοντέλα πληροφοριών, το πρόβλημα παίρνει μια μορφή που επιτρέπει σε κάποιον να πάρει μια απόφαση για την επιλογή περιβάλλον λογισμικούκαι να παρουσιάσετε με σαφήνεια τον αλγόριθμο για την κατασκευή ενός υπολογιστικού μοντέλου.

Μοντέλο πληροφοριών

Η επιλογή των πιο σημαντικών δεδομένων κατά τη διαμόρφωση ενός μοντέλου πληροφοριών και η πολυπλοκότητά του καθορίζονται από τον σκοπό της μοντελοποίησης. Οι παράμετροι των αντικειμένων που ορίζονται κατά την επισημοποίηση του προβλήματος ταξινομούνται με φθίνουσα σειρά σπουδαιότητας. Κατά τη μοντελοποίηση, δεν λαμβάνονται υπόψη όλες, αλλά μόνο ορισμένες ιδιότητες που ενδιαφέρουν τον ερευνητή.

Εάν αγνοηθούν σημαντικοί παράγοντες, το μοντέλο θα αντικατοπτρίζει εσφαλμένα το πρωτότυπο (πρωτότυπο). Εάν αφήσετε πάρα πολλά από αυτά, το μοντέλο θα είναι δύσκολο να κατασκευαστεί και να μελετηθεί. Σε πολλές μελέτες δημιουργούνται πολλά μοντέλα ενός αντικειμένου, ξεκινώντας από το πιο απλό, με ελάχιστο σετκαθορισμός παραμέτρων. Στη συνέχεια, το μοντέλο βελτιώνεται σταδιακά προσθέτοντας μερικά από τα χαρακτηριστικά που απορρίπτονται.

Μερικές φορές η εργασία μπορεί ήδη να διατυπωθεί σε απλοποιημένη μορφή, ο στόχος μπορεί να δηλωθεί με σαφήνεια και οι παράμετροι του μοντέλου που πρέπει να ληφθούν υπόψη έχουν καθοριστεί. Χρειάστηκε να λύσετε προβλήματα αυτού του τύπου πολλές φορές στα μαθήματα μαθηματικών και φυσικής. Ωστόσο, σε συνηθισμένη ζωήπρέπει να επιλέξετε μόνοι σας πληροφορίες. 

Το αποτέλεσμα της δημιουργίας ενός μοντέλου πληροφοριών είναι ένας οικείος σε εσάς πίνακας χαρακτηριστικών αντικειμένων. Ανάλογα με τον τύπο της εργασίας, ο πίνακας μπορεί να διαφέρει.

Ας εξετάσουμε τα μοντέλα πληροφοριών των εργασιών που περιγράφονται παραπάνω.

Εργασία 1.Δακτυλογραφία.

Μοντέλο πληροφοριών

Κατά την κατασκευή ενός υπολογιστικού μοντέλου εικονιστικών σημάτων (κείμενο ή γραφικό έγγραφο) το μοντέλο πληροφοριών θα περιγράφει αντικείμενα, τις παραμέτρους τους, καθώς και τις προκαταρκτικές αρχικές τιμές, τις οποίες ο ερευνητής καθορίζει σύμφωνα με την εμπειρία και τις ιδέες του και στη συνέχεια βελτιώνει κατά τη διάρκεια ενός πειράματος υπολογιστή.

Εργασία 2.Κίνηση αυτοκινήτου.

Μοντέλο πληροφοριών

Στα προβλήματα υπολογισμού, ο πίνακας περιέχει μια λίστα με αρχικές, υπολογισμένες και προκύπτουσες παραμέτρους.

Εργασία 3.Τακτοποίηση επίπλων.

Μοντέλο πληροφοριών

Ένα μοντέλο πληροφοριών, κατά κανόνα, παρουσιάζεται με τη μία ή την άλλη συμβολική μορφή. Ο πίνακας είναι ένα παράδειγμα εμβληματικών μοντέλων.

Μερικές φορές είναι χρήσιμο να συμπληρωθεί η ιδέα ενός αντικειμένου με άλλες συμβολικές μορφές (διάγραμμα, σχέδιο, τύποι), εάν αυτό συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση του προβλήματος.

Ας εξετάσουμε τα μοντέλα σημαδιών για τις εργασίες που περιγράφονται παραπάνω.

Εργασία 1.Δακτυλογραφία.

Το μοντέλο πρόσημου είναι το αποτέλεσμα της επίλυσης του προβλήματος.

Εργασία 2.Κίνηση αυτοκινήτου.

Το πρόβλημα της κίνησης ενός αυτοκινήτου γίνεται πιο ξεκάθαρο εάν παρέχετε ένα σχέδιο που δείχνει τη σημείωση που χρησιμοποιείται στο πρόβλημα (Εικόνα 11.3). 

Ρύζι. 11.3. Εικονογράφηση για το πρόβλημα κίνησης του αυτοκινήτου

Το μαθηματικό μοντέλο κίνησης του αυτοκινήτου έχει τη μορφή:
t i + 1 = t 1 +
V i + 1 = V 0 + ∝t 1

Ένα σωστά συνταγμένο μαθηματικό μοντέλο είναι απλώς απαραίτητο σε εργασίες όπου είναι απαραίτητος ο υπολογισμός των τιμών των παραμέτρων του αντικειμένου.

Για συστήματα, το μοντέλο πληροφοριών συμπληρώνεται με ένα διάγραμμα συνδέσεων που προσδιορίζονται κατά την ανάλυση. Παραδείγματα τέτοιων συστημάτων δίνονται στην ενότητα 8.4. Το διάγραμμα σύνδεσης μπορεί να μοιάζει με αυτό που φαίνεται στην Εικόνα 11.4. Σε αυτό το διάγραμμα, οι συνδέσεις απεικονίζονται με βέλη που κατευθύνονται από το ένα αντικείμενο στο άλλο. Τα μονόδρομα βέλη δείχνουν την κατεύθυνση δράσης της σύνδεσης - από το καθοριστικό αντικείμενο στο καθορισμένο. Τα βέλη διπλής κεφαλής υποδεικνύουν ότι τα αντικείμενα επηρεάζουν αμοιβαία το ένα το άλλο. Οι σχέσεις κατά την κατασκευή τέτοιων διαγραμμάτων απεικονίζονται με διακεκομμένα βέλη.

Η φύση της σύνδεσης μπορεί να εξηγηθεί κοντά στο βέλος.

Ρύζι. 11.4. Ένα παράδειγμα διαγράμματος συνδέσεων μεταξύ αντικειμένων συστήματος

Εργασία 3.Τακτοποίηση επίπλων.

Το διάγραμμα των συνδέσεων και των σχέσεων παρουσιάζεται στο Σχήμα 11.5.

Ρύζι. 11.5. Σχέδιο συνδέσεων και σχέσεων με το πρόβλημα της τακτοποίησης επίπλων

Οι εικονικές μορφές μπορεί να έχουν διαφορετική εμφάνιση.

Για παράδειγμα, κατά τη δημιουργία γεωγραφικών ή ιστορικούς χάρτεςΑναπτύσσεται ένα σύστημα συμβόλων.

Και μόνο για απλές εργασίες που είναι γνωστές σε περιεχόμενο, δεν απαιτούνται μοντέλα επιγραφών.

Η διαδικασία της δημιουργικότητας και της έρευνας περιλαμβάνει πάντα μια επίπονη αναζήτηση μιας συμβολικής και εικονιστικής μορφής αναπαράστασης ενός μοντέλου. Προηγουμένως, αυτή η διαδικασία συνοδευόταν από κάδους με πεταμένα βυθίσματα. Σήμερα, που ο υπολογιστής έχει γίνει το κύριο εργαλείο του ερευνητή, πολλοί άνθρωποι προτιμούν να συντάσσουν και να γράφουν προκαταρκτικά σκίτσα και τύπους απευθείας στον υπολογιστή, εξοικονομώντας χρόνο και βουνά χαρτιού. 

Μοντέλο υπολογιστή

Τώρα που έχει διαμορφωθεί το μοντέλο πινακίδων πληροφοριών, μπορούμε να αρχίσουμε να το κάνουμε στην πραγματικότητα μοντελοποίηση υπολογιστή- δημιουργία μοντέλου υπολογιστή. Αμέσως προκύπτει το ερώτημα για τα εργαλεία που χρειάζονται για αυτό, δηλαδή για τα εργαλεία μοντελοποίησης.

Ένα μοντέλο υπολογιστή είναι ένα μοντέλο που υλοποιείται μέσω ενός περιβάλλοντος λογισμικού.

Υπάρχουν πολλά συστήματα λογισμικού, που επιτρέπουν την κατασκευή και μελέτη μοντέλων (προσομοίωση). Κάθε περιβάλλον λογισμικού έχει τα δικά του εργαλεία και σας επιτρέπει να εργαστείτε ορισμένους τύπους μοντέλα πληροφοριών. Επομένως, ο ερευνητής αντιμετωπίζει το δύσκολο ερώτημα της επιλογής του πιο βολικού και αποτελεσματικού περιβάλλοντος για την επίλυση του προβλήματος. Πρέπει να πούμε ότι το ίδιο πρόβλημα μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας διαφορετικά περιβάλλοντα.

Αρχικά, πριν από πολλά χρόνια, οι υπολογιστές χρησιμοποιούνταν μόνο για την επίλυση υπολογιστικών προβλημάτων. Για να γίνει αυτό, ήταν απαραίτητο να γραφτούν προγράμματα σε ειδικές γλώσσες προγραμματισμού. Με την ανάπτυξη λογισμικού και μηχανήματα υπολογιστώνΤο εύρος των προβλημάτων που μπορούν να λυθούν με χρήση υπολογιστή έχει διευρυνθεί σημαντικά.

Στο περιβάλλον προγραμματισμού, μπορείτε πλέον όχι μόνο να εκτελέσετε τον παραδοσιακό υπολογισμό των παραμέτρων αντικειμένων, αλλά και να δημιουργήσετε ένα εικονιστικό μοντέλο (σχέδιο, διάγραμμα, πλοκή κινούμενης εικόνας) χρησιμοποιώντας γραφικά εργαλείαγλώσσα.

Κατά τη διαδικασία ανάπτυξης ενός μοντέλου υπολογιστή, το αρχικό μοντέλο συμβόλων πληροφοριών θα υποστεί κάποιες αλλαγές στη μορφή αναπαράστασης, καθώς πρέπει να προσανατολίζεται σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον λογισμικού και εργαλεία. Οι δυνατότητες συγκεκριμένων περιβαλλόντων λογισμικού στα οποία έχετε μελετήσει πρακτικές ασκήσεις. Η επιλογή του περιβάλλοντος λογισμικού σύμφωνα με το είδος των πληροφοριών συζητήθηκε στα θέματα 9, 10.

Η επιλογή του περιβάλλοντος λογισμικού καθορίζει τον αλγόριθμο για την κατασκευή ενός υπολογιστικού μοντέλου, καθώς και τη μορφή παρουσίασής του. 

Για παράδειγμα, αυτό θα μπορούσε να είναι ένα διάγραμμα ροής. Το σχήμα 11.6 δείχνει τον αλγόριθμο για το πρόβλημα της κίνησης του αυτοκινήτου στη φόρμα μπλοκ διαγράμματα. Χρησιμοποιώντας το διάγραμμα ροής ως οδηγό, το πρόβλημα μπορεί να λυθεί σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Σε ένα περιβάλλον προγραμματισμού, είναι ένα πρόγραμμα γραμμένο σε αλγοριθμική γλώσσα. Σε εφαρμοσμένα περιβάλλοντα, αυτή είναι μια ακολουθία τεχνολογικών τεχνικών που οδηγεί στην επίλυση ενός προβλήματος.

Ρύζι. 11.6. Αναπαράσταση του αλγορίθμου με τη μορφή μπλοκ διαγράμματος

Για παράδειγμα, κατά τη μοντελοποίηση σε ένα πρόγραμμα επεξεργασίας γραφικών ή επεξεργαστή κειμένουο αλγόριθμος μπορεί να παρουσιαστεί σε λεκτική μορφή, περιγράφοντας τη σειρά των ενεργειών για τη δημιουργία αντικειμένων και, εάν απαιτείται, τεχνολογικές τεχνικές. Κατά την ανάπτυξη ενός αλγορίθμου για την κατασκευή ενός μοντέλου σε υπολογιστικά φύλλα ιδιαίτερη προσοχήασχολείται με την επιλογή περιοχών αρχικών και υπολογισμένων δεδομένων και τους κανόνες για τη σύνταξη τύπων που συνδέουν δεδομένα από διαφορετικές περιοχές.

Με βάση τα παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι κατά τη μοντελοποίηση σε υπολογιστή είναι απαραίτητο να έχουμε μια ιδέα για τις τάξεις λογισμικό, τον σκοπό, τα εργαλεία και τις τεχνολογικές μεθόδους εργασίας τους. Ποικίλος λογισμικόσας επιτρέπει να μετατρέψετε το αρχικό μοντέλο πινακίδων πληροφοριών σε υπολογιστή και να πραγματοποιήσετε ένα πείραμα υπολογιστή.

Ας αναλογιστούμε πιθανές επιλογέςεπιλέγοντας ένα περιβάλλον υπολογιστή για τα παραπάνω παραδείγματα. Για να είμαστε δίκαιοι, πρέπει να σημειωθεί ότι τα προβλήματα που προτείνονται ως εικονογραφήσεις μπορούν να επιλυθούν και συχνά επιλύονται χωρίς τη χρήση υπολογιστή.

Εργασία 1.Δακτυλογραφία.

Για μοντελοποίηση έγγραφα κειμένουπαραδοσιακά χρησιμοποιείται ένα περιβάλλον επεξεργασίας κειμένου.

Εργασία 2.Κίνηση αυτοκινήτου.

Για εργασίες που απαιτούν τη λήψη υπολογισμένων τιμών, είναι κατάλληλο ένα περιβάλλον υπολογιστικού φύλλου. Σε αυτό το περιβάλλον, οι πληροφορίες και τα μαθηματικά μοντέλα συνδυάζονται σε έναν πίνακα που περιέχει τρεις τομείς: αρχικά δεδομένα, ενδιάμεσους υπολογισμούς και αποτελέσματα. Το υπολογιστικό φύλλο σάς επιτρέπει όχι μόνο να υπολογίσετε τις απαιτούμενες ταχύτητες, αλλά και να δημιουργήσετε ένα πρόγραμμα κίνησης του οχήματος.

Ένα παρόμοιο πρόβλημα μπορεί να λυθεί όχι λιγότερο επιτυχώς σε ένα περιβάλλον προγραμματισμού. Για παράδειγμα, το περιβάλλον LogoMira σάς επιτρέπει να υπολογίζετε τις τιμές ταχύτητας ενός αυτοκινήτου σε τακτά χρονικά διαστήματα, καθώς και να δημιουργείτε μια συνοδευτική κινούμενη πλοκή στην οποία το αυτοκίνητο θα κινείται και οι υπολογισμένες τιμές θα εμφανίζονται σε τακτά χρονικά διαστήματα.

Εργασία 3.Τακτοποίηση επίπλων.

Το αποτέλεσμα της επίλυσης του προβλήματος είναι το μεγαλύτερο βολική επιλογήδιάταξη επίπλων, που παρουσιάζεται με τη μία ή την άλλη μορφή: νοητική, με τη μορφή σχεδίου (σκίτσο), με τη μορφή περιγραφής. Πολύ συχνά, ένα τέτοιο πρόβλημα λύνεται «στο μυαλό». Αλλά αν χρειαστεί να βάλετε το σκεπτικό σας σε συμβολική μορφή, τότε οποιοδήποτε περιβάλλον που σας επιτρέπει να εργαστείτε με γραφικά θα το κάνει. Θα μπορούσε να είναι γραφικός επεξεργαστής, ενσωματωμένη εργαλειοθήκη διανυσματικών γραφικών ή περιβάλλον προγραμματισμού ενός επεξεργαστή κειμένου. 

Σήμερα μπορείτε να δημιουργήσετε διάφορες επιλογέςΤρισδιάστατα μοντέλα ενός ατόμου, για παράδειγμα, ένα μειωμένο μπούστο ή μια μινιατούρα ρεπλίκα.

Η διαδικασία κατασκευής ενός τρισδιάστατου μοντέλου ανθρώπων αποτελείται από πολλά στάδια.

Οι σύγχρονοι σαρωτές 3D είναι συμπαγείς ηλεκτρονικές συσκευές που έχουν οπίσθιο φωτισμό. Μπορεί να είναι λέιζερ ή με τη μορφή κανονικής λάμπας φλας. σας επιτρέπει να αποκτήσετε ένα αντίγραφο με ακρίβεια εκατοντάδων μικρομέτρων, λαμβάνοντας υπόψη τις λεπτομέρειες του χιλιοστού. Έτσι, κατά την κατασκευή ενός τρισδιάστατου μοντέλου, είναι δυνατό να επιτευχθεί το αποτέλεσμα ενός «ζωντανού» ανθρώπου.

Υπάρχουν δύο τύποι τρισδιάστατης σάρωσης ανθρώπων:

1. Σαρώστε τη φόρμα

Αυτός ο τύπος σάρωσης χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου μόνο το σχήμα του αντικειμένου είναι σημαντικό. Για παράδειγμα, όταν δημιουργείτε ένα ακριβές αντίγραφο ενός προσώπου σε φυσικό μέγεθος, φτιάχνετε τρισδιάστατα μοντέλα για ταινίες.

2. Έγχρωμη σάρωση

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται όταν δημιουργείτε ένα μικροσκοπικό ανθρώπινο ειδώλιο, όταν πρέπει να το μεταφέρετε όσο το δυνατόν ακριβέστερα χρωματικό σχέδιοστη διάταξη για εκτύπωση.

ΣΕ σύγχρονο κόσμοΧρησιμοποιούνται τρισδιάστατοι σαρωτές επαφής και χωρίς επαφή. Ο ανεπαφικός σαρωτής έχει σχήμα μικρού σίδερου. Η τρισδιάστατη σάρωση ενός ατόμου είναι μια διαδικασία χωρίς επαφή, η διάρκεια της οποίας είναι 15-20 λεπτά.

Ο κόσμος της τεχνολογίας ευχαριστεί συνεχώς με τις ανακαλύψεις του. Πιο πρόσφατα, Ισπανοί επιστήμονες παρουσίασαν στην παγκόσμια κοινότητα έναν σαρωτή που σας επιτρέπει να δημιουργείτε τρισδιάστατο μοντέλοάτομο σε λίγα δευτερόλεπτα. Το νέο προϊόν δεν προορίζεται ακόμη για μαζική παραγωγή, αλλά στο μέλλον αυτή η συσκευή θα μπορούσε να κάνει την τρισδιάστατη σάρωση προσβάσιμη στην πλειονότητα.

Η διαδικασία σάρωσης πραγματοποιείται ως εξής: ένα άτομο βρίσκεται σε μια ειδική περιστρεφόμενη πλατφόρμα και ο σαρωτής δημιουργεί μεγάλο αριθμό εικόνων που μεταφέρονται σε έναν υπολογιστή.

Επεξεργασία ενός τρισδιάστατου ανθρώπινου μοντέλου κατασκευασμένο από σαρωτή

Σε αυτό το στάδιο, το μοντέλο που προκύπτει επεξεργάζεται σε ειδικό πρόγραμμα. Όλες οι επιθυμίες του πελάτη λαμβάνονται υπόψη, για παράδειγμα, να γίνει η σιλουέτα πιο λεπτή ή να αφαιρεθεί η κοιλιά. Αυτή η διαδικασία διαρκεί το πολύ μία ώρα.

Η διάταξη μπορεί να προβληθεί από διαφορετικές γωνίες πριν από την εκτύπωση. Μετά την έναρξη της εκτύπωσης ειδικό παράθυροΤο ποσοστό ολοκλήρωσης θα εμφανιστεί υποδεικνύοντας το τρέχον επίπεδο αναπαραγωγής.

τρισδιάστατη εκτύπωση ανθρώπινου μοντέλου

Όταν ολοκληρωθεί η επεξεργασία του τρισδιάστατου μοντέλου, πραγματοποιείται η ίδια η διαδικασία εκτύπωσης, η οποία αποτελείται από τα ακόλουθα βήματα:

Εφαρμογή στρώσης γύψου.

Πρόσθεση μικρή ποσότηταειδική ρητίνη, που χρειάζεται για κόλληση γύψου σε ορισμένα σημεία.

Εφαρμογή μελανιού.

Αυτό επαναλαμβάνεται μέχρι να εκτυπωθούν όλα τα στρώματα του σχήματος. Για παράδειγμα, μια μικρή φιγούρα μπορεί να αποτελείται από 500 στρώματα.

Τομείς εφαρμογής τρισδιάστατων ανθρώπινων μοντέλων:

1. Φάρμακο.
2. Αναμνηστικά προϊόντα.
3. Βιομηχανία κινηματογράφου και θεατρική τέχνη.
4. Παιχνίδια στον υπολογιστή.
5. Κοσμήματα.
6. Τομέας ψυχαγωγίας.

Μίνι-μοντέλα ανθρώπων χρησιμοποιούνται πλέον ενεργά ως αναμνηστικά.

Για παράδειγμα, ο Γερμανός κατασκευαστής Twinkind3D προσφέρει να δημιουργήσει ένα ακριβές αντίγραφο όχι μόνο ενός ζωντανού ανθρώπου, αλλά και ενός κατοικίδιου ζώου. Το κόλπο των κατασκευασμένων ειδωλίων είναι ότι ένα τρισδιάστατο αντίγραφο σάς επιτρέπει να μεταφέρετε συναισθήματα, εκφράσεις προσώπου και χειρονομίες. Για παράδειγμα, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα αντίγραφο ενός ατόμου με οποιαδήποτε έκφραση προσώπου και σε οποιαδήποτε στάση.

Δεν υπάρχουν ειδικοί περιορισμοί κατά τη δημιουργία αντιγράφων, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει μια σύσταση από τον κατασκευαστή: δεν πρέπει να φοράτε ρούχα από μετάξι, τούλι ή σιφόν, καθώς μπορεί να προκαλέσουν δυσκολίες στη λειτουργία του σαρωτή.