Что такое компьютерное моделирование?

Компьютерное моделирование имеет три значения. Компьютерное моделирование может относиться к компьютерной программе, которая моделирует абстрактную модель, чтобы ее можно было изучать и анализировать. Он также может относиться к трехмерной модели компьютерной графики, выполненной для представления трехмерного объекта посредством использования специализированного программного обеспечения. Наконец, компьютерное моделирование может относиться к практике, называемой эмуляцией, при которой функции конкретной системы воспроизводятся во второй системе.

Компьютерная модель, также известная как вычислительная модель, представляет собой компьютерное моделирование, широко используемое в науках и социальных науках как расширение математического моделирования. Компьютерное моделирование этого типа создает выборку репрезентативных результатов или последовательностей событий в ситуациях, когда разыгрывание всех возможных последствий модели является запретительным, а модели могут быть более или менее абстрактными. Компьютерные модели используются в биологии, химии и физике, а также в экономике и психологии. Типология компьютерных моделей классифицирует их на основе набора из четырех переменных. Они стохастические или детерминированные? устойчивый или динамический? непрерывный или дискретный? локальный или распределенный?

Компьютерное моделирование в виде 3D-моделей используется в здравоохранении, науке, архитектуре, и наиболее популярно, в кино, компьютерных играх и видеоиграх. Большинство 3D моделей используют один из двух подходов. С одной стороны, они могут показывать объект в виде твердого тела, определяя его по объему. Альтернатива - показать границу или оболочку объекта. Это преобладающая модель для игр и фильмов.

3D модели могут быть сформированы по-разному. Как и некоторые книги для обучения рисованию, они могут основываться исключительно на очень простых геометрических формах. В то время как в книгах для рисования используются круги, квадраты, треугольники и другие 2D-модели, в компьютерном моделировании используются, например, шары, кубы и пирамиды. Этот стиль моделирования называется примитивами, потому что он ограничен использованием примитивных или фундаментальных форм.

Есть три других типа формирования модели. Одним из них является NURBS (неоднородный рациональный B-сплайн), созданный двумя инженерами, работавшими на французских автопроизводителей, Пьером Безье и Полом де Кастельжау. Выбор Безье опубликовать свою работу привел к тому, что его имя было тесно связано с кривыми. NURBS используются в программах автоматизированного проектирования (САПР), а также в программах для производства, проектирования и анимации.

Моделирование сплайнов и пятен аналогично NURBS с поверхностью, определяемой изогнутыми линиями. Полигональное моделирование формирует полигональную сетку, используя отрезки линий для соединения вершин. Они используются во многих трехмерных моделях, но могут только приближаться к криволинейным поверхностям, потому что каждый многоугольник является плоским.

Тип компьютерного моделирования, известный как эмуляция, может позволить одному устройству имитировать другое. Это полезно, например, в случае, когда конкретная марка компьютерной периферии имеет доминирующее положение на рынке, а периферийные устройства других марок могут эмулировать доминирующее устройство для простоты использования. Программные эмуляторы для запуска программного обеспечения Apple на других платформах и программного обеспечения Windows на компьютерах Apple Macintosh - еще одно применение для этого типа моделирования.