Co je počítačová simulace?
Počítačová simulace má tři významy. Počítačová simulace se může vztahovat na počítačový program, který simuluje abstraktní model, takže jej lze studovat a analyzovat. Může se také odkazovat na 3D počítačový grafický model vytvořený k reprezentaci trojrozměrného objektu pomocí specializovaného softwaru. Nakonec počítačová simulace může odkazovat na praxi zvanou emulace, ve které jsou funkce konkrétního systému reprodukovány na druhém systému.
Počítačový model, také známý jako výpočetní model, je počítačová simulace široce používaná ve vědách a sociálních vědách jako rozšíření matematického modelování. Počítačová simulace tohoto typu vytváří vzorek reprezentativních výstupů nebo sekvencí událostí v situacích, kdy není možné přehrát všechny možné důsledky modelu a modely mohou být více či méně abstraktní. Počítačové modely se používají v biologii, chemii a fyzice, jakož i v ekonomii a psychologii. Typologie počítačových modelů je kategorizuje na základě sady čtyř proměnných. Jsou stochastické nebo deterministické? stabilní nebo dynamický? kontinuální nebo diskrétní? místní nebo distribuované?
Počítačové simulace ve formě 3D modelů se používají ve zdravotnictví, vědách, architektuře a nejpopulárněji ve filmech, počítačových hrách a videohrách. Většina 3D modelů používá jeden ze dvou přístupů. Na jedné straně mohou zobrazovat objekt jako těleso, které ho definuje podle svého objemu. Alternativou je ukázat hranici nebo skořepinu objektu. Toto je převládající model pro hry a film.
3D modely mohou být vytvořeny různými způsoby. Stejně jako některé knihy, které lze naučit kreslit, mohou být založeny výhradně na velmi základních geometrických tvarech. Zatímco kresby používají kruhy, čtverce, trojúhelníky a další 2D modely, počítačové modelování by například používalo koule, kostky a pyramidy. Tento styl modelování se nazývá primitivní, protože je omezen na použití primitivních nebo základních tvarů.
Existují tři další typy tvorby modelů. Jedním z nich je NURBS (Nonuniform racional B-spline), který vznikl dvěma inženýry, kteří pracovali pro francouzské výrobce automobilů, Pierra Béziera a Paula de Casteljau. Bézierova volba publikovat jeho práci vedla k tomu, že jeho jméno bylo úzce spojeno s křivkami. NURBS se používají v počítačově podporovaných návrhových programech (CAD) a také v programech pro výrobu, strojírenství a animaci.
Modelování spline a záplat je podobné NURBS, přičemž povrch je definován zakřivenými čarami. Polygonální modelování vytváří polygonální síť pomocí segmentů čar pro připojení vrcholů. Používají se v mnoha 3D modelech, ale mohou přibližovat pouze zakřivené povrchy, protože každý mnohoúhelník je rovinný.
Typ počítačové simulace známý jako emulace může jednomu zařízení napodobit druhé. To je užitečné například v případě, kdy má určitá značka počítačových periferií dominantní postavení na trhu a periferie od jiných značek mohou emulovat dominantní zařízení pro snadné použití. Emulátory softwaru pro spouštění softwaru Apple na jiných platformách a softwaru Windows v počítačích Apple Macintosh jsou dalším využitím pro tento typ modelování.