Was ist Computersimulation?
Computersimulation hat drei Bedeutungen. Computersimulation kann sich auf ein Computerprogramm beziehen, das ein abstraktes Modell simuliert, damit es untersucht und analysiert werden kann. Es kann sich auch auf ein 3D-Computergrafikmodell beziehen, das zur Darstellung eines dreidimensionalen Objekts mithilfe spezialisierter Software erstellt wurde. Schließlich kann sich die Computersimulation auf die als Emulation bezeichnete Praxis beziehen, bei der die Funktionen eines bestimmten Systems auf einem zweiten System reproduziert werden.
Ein Computermodell, auch Computermodell genannt, ist eine Computersimulation, die in den Wissenschaften und Sozialwissenschaften als Erweiterung der mathematischen Modellierung weit verbreitet ist. Eine Computersimulation dieser Art erzeugt eine Stichprobe repräsentativer Ergebnisse oder Folgen von Ereignissen in Situationen, in denen das Ausspielen aller möglichen Folgen des Modells untragbar ist und die Modelle mehr oder weniger abstrakt sein können. Computermodelle werden in Biologie, Chemie und Physik sowie in Wirtschaft und Psychologie verwendet. Die Typologie von Computermodellen kategorisiert sie anhand eines Satzes von vier Variablen. Sind sie stochastisch oder deterministisch? stationär oder dynamisch? kontinuierlich oder diskret? lokal oder verteilt?
Computersimulationen in Form von 3D-Modellen werden im Gesundheitswesen, in den Naturwissenschaften, in der Architektur und am häufigsten in Filmen, Computerspielen und Videospielen verwendet. Die meisten 3D-Modelle verfolgen einen von zwei Ansätzen. Einerseits können sie ein Objekt als einen Körper darstellen und es durch sein Volumen definieren. Die Alternative besteht darin, die Grenze oder die Hülle eines Objekts anzuzeigen. Dies ist das vorherrschende Modell für Spiele und Film.
3D-Modelle können auf verschiedene Arten erstellt werden. Wie manche Mallernbücher können sie vollständig auf sehr einfachen geometrischen Formen basieren. Während die Zeichenbücher Kreise, Quadrate, Dreiecke und andere 2D-Modelle verwenden, werden bei der Computermodellierung beispielsweise Kugeln, Würfel und Pyramiden verwendet. Dieser Modellierungsstil wird als primitiv bezeichnet, da er sich auf die Verwendung primitiver oder grundlegender Formen beschränkt.
Es gibt drei andere Arten der Modellbildung. Eines davon ist NURBS (Nonuniform Rational B-Spline), das von den beiden Ingenieuren Pierre Bézier und Paul de Casteljau, die für französische Automobilhersteller tätig waren, entwickelt wurde. Béziers Entscheidung, sein Werk zu veröffentlichen, führte dazu, dass sein Name eng mit den Kurven verbunden war. NURBS werden in CAD-Programmen (Computer Aided Design) sowie in Programmen für Fertigung, Konstruktion und Animation verwendet.
Die Modellierung von Splines und Patches ähnelt der von NURBS, wobei die Oberfläche durch gekrümmte Linien definiert wird. Die polygonale Modellierung bildet ein polygonales Netz, indem Liniensegmente zum Verbinden von Scheitelpunkten verwendet werden. Sie werden in vielen 3D-Modellen verwendet, können jedoch nur gekrümmte Flächen approximieren, da jedes Polygon eben ist.
Die als Emulation bekannte Art der Computersimulation kann es einem Gerät ermöglichen, ein anderes Gerät zu imitieren. Dies ist beispielsweise in dem Fall nützlich, in dem eine bestimmte Marke für Computerperipheriegeräte marktbeherrschend ist und Peripheriegeräte anderer Marken das dominierende Gerät zur einfacheren Verwendung emulieren können. Software-Emulatoren zum Ausführen von Apple-Software auf anderen Plattformen und Windows-Software auf Apple Macintosh-Computern sind eine weitere Verwendung für diese Art der Modellierung.