3D studio Max бағдарламасы.
Кіріспе
І. Негізгі бөлім: «Модель» және компьютерлік модельдеу.
1.1. «Модель» ұғымына анықтама.
1.2. « Модель» түрлері.
1.3. Компьютерлік модельдеу негіздері.
1.3.1. Компьютерлік модельдеудің негізгі салалары.
1.3.2. Компьютерлік модельдеудің түрлері.
1.4. Үш өлшемді графиканың негізгі түсініктері .
1.5. 3D модельдің басқа пәндермен байланысы.
1.5.1. Математикалық модельдеу.
1.5.2. Физикалық модельдеу.
ІІ. Бөлім: 3D studio Max бағдарламасы.
2.1. 3D studio Max бағдарламасында спайндар мен полигоналдардың жұмыс жасау мүмкіндіктері
2.2. 3D studio Max бағдарламасында геометриялық фигураларды модельдеу
ІІІ. Тәжірбиелік бөлім: «Саран қаласы әкімдігінің, «Саран қаласының білім беру, дене шынықтыру және спорт бөлімі» мемлекеттік мекемесінің №7 орта жалпы білім беретін мектеп . интернаты» КММ 3D моделі
3.1. Тәжірбиенің орындалу жолы
3.2. Тәжірбиенің қорытындысы
ІV. Бөлім. Қорытынды.
VІ. Қолданылғын әдебиеттер.
І. Негізгі бөлім: «Модель» және компьютерлік модельдеу.
1.1. «Модель» ұғымына анықтама.
1.2. « Модель» түрлері.
1.3. Компьютерлік модельдеу негіздері.
1.3.1. Компьютерлік модельдеудің негізгі салалары.
1.3.2. Компьютерлік модельдеудің түрлері.
1.4. Үш өлшемді графиканың негізгі түсініктері .
1.5. 3D модельдің басқа пәндермен байланысы.
1.5.1. Математикалық модельдеу.
1.5.2. Физикалық модельдеу.
ІІ. Бөлім: 3D studio Max бағдарламасы.
2.1. 3D studio Max бағдарламасында спайндар мен полигоналдардың жұмыс жасау мүмкіндіктері
2.2. 3D studio Max бағдарламасында геометриялық фигураларды модельдеу
ІІІ. Тәжірбиелік бөлім: «Саран қаласы әкімдігінің, «Саран қаласының білім беру, дене шынықтыру және спорт бөлімі» мемлекеттік мекемесінің №7 орта жалпы білім беретін мектеп . интернаты» КММ 3D моделі
3.1. Тәжірбиенің орындалу жолы
3.2. Тәжірбиенің қорытындысы
ІV. Бөлім. Қорытынды.
VІ. Қолданылғын әдебиеттер.
Кіріспе
Қазақстан Республикасының Евразиялық аймаққа кіруі, ХХІ ғасырға аяқ басуы ел Президентінің «Қазақстан-2030» атты стратегиялық бағдарламасына сәйкес жаңа техника мен технология үдерістерінің дамуы келешекте жоғары оқу орындарында білім беру қандай бағытта өрбуі керек деген өзекті мәселе туғызады.
Заманның жаңа даму сатысында білім беру жүйесі қоғамның жаңа экономикалық саясат, әлеуметтік және интеллектуалдық деңгейіне сай келуі тиіс. Осыған орай білімнің мақсаты, мазмұны және оны оқыту тәсілдері қайта қаралып, оқу жүйесін реттеу, ұйымдастыру мәселелері зерттеліп, өз шешімін табуды қажет етеді.
Қазақстан Республикасының «Жоғары білім беру туралы» заңының 9 бабында «Жоғары оқу орны мамандар даярлауда білімді, ғылым мен білімді ұштастыру, оқытудың белсенді әдістері, жаңа ақпараттық технологиялар кешенін қолдана отырып даярлау негізінде студенттердің шығармашылық және практикалық қабілеттерін де дамыту, қалыптастыру және дамыту үшін мүмкіндіктер туғызу арқылы жүзеге асырылады»,- делінген.
Қазіргі заман талабы информатизацияланған қоғамды маман етеді. Яғни индустриялдық кезеңнен ақпараттық кезеңге өту қажет.
Қоғамды информациялау дегеніміз – бұл глобальді процесс ерекшелігі: Әлеуметтік өндіріс саласында басты роль ақпаратта. Яғни ақпаратты әртүрлі жинау,сұрыптау, өңдеу, сақтау т.с.с. есептеуіш техникалармен құрылғылар арқылы.
Қоғамды информатизациялаудың ең өзекті мәселесінің бірі ол білімді информатизациялау, яғни оқыту білім беру сапасына жаңа ақпараттық технологияларды ендіру. Ақпараттық технологиялардың қарқынды дамуы арқасында дербес компьютерлер білім беруде бөлінбес технологияға айналыпта үлгерді.
Білім беруді ақпараттандыру үдерісінде, компьютерді оқу жүйесінде пайдалануы арқылы халыққа білім беру жүйесін реформалаудың негізгі буынының бірі болып саналады. Қазіргі қоғамның қажеттілігіне сай оқытудың әдісі мен қалпын, білім берудің мазмұнын түбірімен өзгертуде компьютердің мүмкіндігін пайдаланбай жүзеге асыру мүмкін емес деп есептейміз.
Компьютерлік графиканың біздің өмірімізге дәл қазіргідей толығымен еніп, үлкен маңызға ие болады дегенді, кеше ғана елестету қиын еді.
Қазақстан Республикасының Евразиялық аймаққа кіруі, ХХІ ғасырға аяқ басуы ел Президентінің «Қазақстан-2030» атты стратегиялық бағдарламасына сәйкес жаңа техника мен технология үдерістерінің дамуы келешекте жоғары оқу орындарында білім беру қандай бағытта өрбуі керек деген өзекті мәселе туғызады.
Заманның жаңа даму сатысында білім беру жүйесі қоғамның жаңа экономикалық саясат, әлеуметтік және интеллектуалдық деңгейіне сай келуі тиіс. Осыған орай білімнің мақсаты, мазмұны және оны оқыту тәсілдері қайта қаралып, оқу жүйесін реттеу, ұйымдастыру мәселелері зерттеліп, өз шешімін табуды қажет етеді.
Қазақстан Республикасының «Жоғары білім беру туралы» заңының 9 бабында «Жоғары оқу орны мамандар даярлауда білімді, ғылым мен білімді ұштастыру, оқытудың белсенді әдістері, жаңа ақпараттық технологиялар кешенін қолдана отырып даярлау негізінде студенттердің шығармашылық және практикалық қабілеттерін де дамыту, қалыптастыру және дамыту үшін мүмкіндіктер туғызу арқылы жүзеге асырылады»,- делінген.
Қазіргі заман талабы информатизацияланған қоғамды маман етеді. Яғни индустриялдық кезеңнен ақпараттық кезеңге өту қажет.
Қоғамды информациялау дегеніміз – бұл глобальді процесс ерекшелігі: Әлеуметтік өндіріс саласында басты роль ақпаратта. Яғни ақпаратты әртүрлі жинау,сұрыптау, өңдеу, сақтау т.с.с. есептеуіш техникалармен құрылғылар арқылы.
Қоғамды информатизациялаудың ең өзекті мәселесінің бірі ол білімді информатизациялау, яғни оқыту білім беру сапасына жаңа ақпараттық технологияларды ендіру. Ақпараттық технологиялардың қарқынды дамуы арқасында дербес компьютерлер білім беруде бөлінбес технологияға айналыпта үлгерді.
Білім беруді ақпараттандыру үдерісінде, компьютерді оқу жүйесінде пайдалануы арқылы халыққа білім беру жүйесін реформалаудың негізгі буынының бірі болып саналады. Қазіргі қоғамның қажеттілігіне сай оқытудың әдісі мен қалпын, білім берудің мазмұнын түбірімен өзгертуде компьютердің мүмкіндігін пайдаланбай жүзеге асыру мүмкін емес деп есептейміз.
Компьютерлік графиканың біздің өмірімізге дәл қазіргідей толығымен еніп, үлкен маңызға ие болады дегенді, кеше ғана елестету қиын еді.
V. Қолданылғын әдебиеттер.
1. В.В.ХАРИТОНОВА, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ М: «ВЫСШАЯ ШКОЛА», 1991-С.270
2. М.Херхагер, Х.Партолль MathCad 2000:/Пер.с нем.под ред.К.Ю.Королькова Полное руководство.Киев «Ирина»2000.-с.416
3. Петров М.Н., Молочков В.П. «Компьютерная графика 2-е издание» Питер 2006г. стр. 613-715;
4. Александр К.Ч., «Компьютерная графика» Москва 2006г., стр.89-355;
5. Краченя Э.М., Абрагимович Т.И. ,«Компьютерная графика» МИНСК ООО «Новое знание» 2006г.;
6. Молочков Т.Е. «CorelDRAW Х4», Санкт-Петербург 2007г. «БХВ – Петербург», стр.1-501;
1. В.В.ХАРИТОНОВА, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ М: «ВЫСШАЯ ШКОЛА», 1991-С.270
2. М.Херхагер, Х.Партолль MathCad 2000:/Пер.с нем.под ред.К.Ю.Королькова Полное руководство.Киев «Ирина»2000.-с.416
3. Петров М.Н., Молочков В.П. «Компьютерная графика 2-е издание» Питер 2006г. стр. 613-715;
4. Александр К.Ч., «Компьютерная графика» Москва 2006г., стр.89-355;
5. Краченя Э.М., Абрагимович Т.И. ,«Компьютерная графика» МИНСК ООО «Новое знание» 2006г.;
6. Молочков Т.Е. «CorelDRAW Х4», Санкт-Петербург 2007г. «БХВ – Петербург», стр.1-501;
Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 40 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 40 бет
Таңдаулыға:
Мазмұны:
Кіріспе
І. Негізгі бөлім: Модель және компьютерлік модельдеу.
1.1. Модель ұғымына анықтама.
1.2. Модель түрлері.
1.3. Компьютерлік модельдеу негіздері.
1.3.1.Компьютерлік модельдеудің негізгі салалары.
1.3.2.Компьютерлік модельдеудің түрлері.
1.4. Үш өлшемді графиканың негізгі түсініктері .
1.5. 3D модельдің басқа пәндермен байланысы.
1.5.1.Математикалық модельдеу.
1.5.2.Физикалық модельдеу.
ІІ. Бөлім: 3D studio Max бағдарламасы.
2.1. 3D studio Max бағдарламасында спайндар мен полигоналдардың жұмыс
жасау мүмкіндіктері
2.2. 3D studio Max бағдарламасында геометриялық фигураларды модельдеу
ІІІ. Тәжірбиелік бөлім: Саран қаласы әкімдігінің, Саран қаласының
білім беру, дене шынықтыру және спорт бөлімі мемлекеттік
мекемесінің №7 орта жалпы білім беретін мектеп - интернаты КММ
3D моделі
3.1. Тәжірбиенің орындалу жолы
3.2. Тәжірбиенің қорытындысы
ІV. Бөлім. Қорытынды.
VІ. Қолданылғын әдебиеттер.
Суреттер:
1-сурет. Corel Draw 9 терезесі.
2- cурет. PhotoShop экранының бейнесі
3- сурет. Mathcad программасының терезесі .
4-сурет. Mathcad – ң негізгі командалары.
5-сурет. Mathcad математикалық жүйесінің терезесі.
6- сурет. Саймандар тақтасын қою жолдары.
7-сурет. Mathcad программасында калькулятор.
8-сурет. Тригономет
9-сурет. Mathcad матрица есептеу құралдары.риялық формула.
10-сурет. Матрица терезесі.
11-сурет. Mathcad программасындағы саймандар тақтасы.
12-сурет. Mathcad программасындағы график тұрғызу.
13-сурет. Формат менюы.
14-сурет. 3D Studio Max 5 экран бейнесі
15-сурет. Стандартты тақтаның батырмалары
16-сурет. Corner шыңы.
17-сурет.Smooth шыңы.
18- сурет. Besier (Безье) шыңы.
19- сурет. Besier Corner шыңы.
20- сурет Сфераның үш өлшемді сыртқы пішіні
21- сурет. 3ds max бағдарламасы арқылы салынған тор фигурасы.
22-сурет. (Lathe) командасы арқылы орындалған конустық бет
геометриялық фигурасы толық 360 градуске бұрылуы.
Кіріспе
Қазақстан Республикасының Евразиялық аймаққа кіруі, ХХІ ғасырға аяқ
басуы ел Президентінің Қазақстан-2030 атты стратегиялық бағдарламасына
сәйкес жаңа техника мен технология үдерістерінің дамуы келешекте жоғары оқу
орындарында білім беру қандай бағытта өрбуі керек деген өзекті мәселе
туғызады.
Заманның жаңа даму сатысында білім беру жүйесі қоғамның жаңа
экономикалық саясат, әлеуметтік және интеллектуалдық деңгейіне сай келуі
тиіс. Осыған орай білімнің мақсаты, мазмұны және оны оқыту тәсілдері қайта
қаралып, оқу жүйесін реттеу, ұйымдастыру мәселелері зерттеліп, өз шешімін
табуды қажет етеді.
Қазақстан Республикасының Жоғары білім беру туралы заңының 9
бабында Жоғары оқу орны мамандар даярлауда білімді, ғылым мен білімді
ұштастыру, оқытудың белсенді әдістері, жаңа ақпараттық технологиялар
кешенін қолдана отырып даярлау негізінде студенттердің шығармашылық және
практикалық қабілеттерін де дамыту, қалыптастыру және дамыту үшін
мүмкіндіктер туғызу арқылы жүзеге асырылады,- делінген.
Қазіргі заман талабы информатизацияланған қоғамды маман етеді. Яғни
индустриялдық кезеңнен ақпараттық кезеңге өту қажет.
Қоғамды информациялау дегеніміз – бұл глобальді процесс ерекшелігі:
Әлеуметтік өндіріс саласында басты роль ақпаратта. Яғни ақпаратты әртүрлі
жинау,сұрыптау, өңдеу, сақтау т.с.с. есептеуіш техникалармен құрылғылар
арқылы.
Қоғамды информатизациялаудың ең өзекті мәселесінің бірі ол білімді
информатизациялау, яғни оқыту білім беру сапасына жаңа ақпараттық
технологияларды ендіру. Ақпараттық технологиялардың қарқынды дамуы
арқасында дербес компьютерлер білім беруде бөлінбес технологияға айналыпта
үлгерді.
Білім беруді ақпараттандыру үдерісінде, компьютерді оқу жүйесінде
пайдалануы арқылы халыққа білім беру жүйесін реформалаудың негізгі буынының
бірі болып саналады. Қазіргі қоғамның қажеттілігіне сай оқытудың әдісі мен
қалпын, білім берудің мазмұнын түбірімен өзгертуде компьютердің мүмкіндігін
пайдаланбай жүзеге асыру мүмкін емес деп есептейміз.
Компьютерлік графиканың біздің өмірімізге дәл қазіргідей толығымен
еніп, үлкен маңызға ие болады дегенді, кеше ғана елестету қиын еді.
Қазіргі заманғы бәсекеге қабілетті мамандар мемлекетімізді одан әрі
нығайтып, елдің әлеуметтік – экономикалық жағдайын одан әрі көтеруге қызмет
ететіні сөзсіз.
Өркениетті елдерде технология қарқынды дамуда және біздің елден
бірнеше саты жоғарыда орналасқан. Біздің мақсат олардың соңынан қуып отыру
емес, олардағы озық технологияларды игеріп, оны өндіріске ендіріп, қатар
даму. Еліміздің басты саясатының бірі, әлемдегі елу елдің сапынан орын
алу.Қазақстан Республикасы Президентінің елде Білім беруді дамытудың 2005-
2010 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасын іске асыру мақсатында
әзірленді.
Соңғы он жылдағы технологияның қарқынды дамуы компьютерлік
технологияның және оны бағдарламалық қамтамасыз ету саласының тез дамуына
ықпал етті. Қазіргі өлшемдер бойынша маңызды емес болып көрінген арнайы
эффектілер көмегімен құрылған фильмдер эпизоды, кезінде таңданыс толқыны
мен пікірталас тудырғаны белгілі. Қазір кино мен теледидардағы арнайы
эффектілермен ешкімді таңдандыра алмайсың. Олар компьютерлік графиканы және
соның ішінде үш өлшемді модельдеуді құру бағдарламасның жалпылай тарауының
арқасында күнделікті құбылыс бола бастады. Үш өлшемді
графиканыңбағдарламалары өз мүмкіндіктері бойынша ең қызықтылары және
меңгерілуі бойынша ең күрделілері.
Оқыту үдерісінде білім беру жүйесінің жаңа бағыттарының бірі -
болашақ маманның ақпаратты игеру мәдениетін қалыптастыру болып табылады.
Біз орта кәсіптік оқу орындарының оқу-тәрбие үдерісін жетілдіру ісі
мен оқыту сапасын жақсартуда оқу-әдістемелік жұмыстың маңыздылығын ескере
отырып, ақпараттық-логикалық модельдеуді қолданудағы оқу-әдістемелік
жұмыс жүйесін жасап ұсындық.
Модельдеу қоршаған ортаны, табиғат пен қоғамда болып жатқан
ақпараттық процестерді тану әдісі ретінде ерекше мәнге ие болады. Сондықтан
да ақпараттық-логикалық модельдеуге ерекше назар аударуға тура келеді.
Себебі ол оқушылар меңгеруге тиісті білім қорын таным тәсілі мен мазмұны
тұрғысында қарастырылады. Бұл ақпараттық-логикалық модельдеу (АЛМ)
мәселесі, қоршаған шындықты танып-білудің әдістері ретінде оқып-үйренуді
қажет етеді.
А. Маслов өз еңбегінде Ақпаратты ұсыну формалары, ақпаратты сақтау,
өңдеу және тасымалдауды ұйымдастыру, Өндірісті басқару үшін ақпаратты
пайдалану, ЭЕМ құрылғылары және оны қолдану, бөлімдерімен қатар
Информатиканың философиялық және саяси көзқарасы деген бөлімді ендірген.
Соңғы бөлім оқушыларға қоршаған әлемді тану туралы, ойлау үлгілерін тану
әдістерінің даму тарихы туралы, логикалық ойлау элементтері және оны
қалыптастыру, математикалық модельдеу , модельдер және білімді ұсыну
үлгілері туралы түсініктерді алу мүмкіндігін беретін тармақтардан тұрады.
Дипломдық жұмыстың негізгі мақсаттары:
• Қазіргі қоғамға қажеттілігіне сай компьютердің мүмкіншіліктерін
пайдалану жолдарын көрсету;
• Компьютерлік модельдеудің басқа пәндермен байланысынның
ерешеліктерімен мазмұндарын анықтау;
• 3D өлшемді модельге байланысты бағдарламалермен танысып олардаң
мүмкіншіліктерімен таныстыру;
• 3D өлшемді модельдерді басқа пәндермен байланысын және кездесетін
проблемаларды анықтау;
Дипломдық жұмыстың зерттеу нысаны:
Физика және жоғары математикада кездесетін геометриялық фигуралар мен
модельдер.
Дипломдық жұмысты зерттеу әдістері:
Жұмыста теориялық талдау әдістері, баяндау, салыстыру, сараптау,
модельдеу, жинақтау, жүйелеу, талдау, қорыту, тәжірибеден өткізу, бақылау
әдістері қолданылды.
Дипломдық жұмыстың жаңалығы мен теориялық маңыздылығы:
Физика және жоғарғы математиканы оқыту процесінде 3D модель
бағдарламаларын қолданылуы педагогикалық ұжым үшін инновациялық болып
табылады.
Дипломдық жұмыста қорғауға ұсынылатын қағидалар:
- 3D модель құру ұғымын анықтау.
3D модель бағдарламасында сплайндар мен полигональдардың жұмыс жасау
мүмкіндіктері анықталып қолдану аясы көрсетілді.
- 3D модельдеу бағдарламалары арқылы үшөлшемді кеңістікте геометриялық
фигураларды модельдеу.
3D модельдеу бағдарламаларының көмегімен екі өлшемді сплайндар мен
полигональдарды үш өлмешді кеңістікте модельдеу жасалды.
- Физика және жоғары математика пәндерінде оқытуда қолданылытын 3d
модель бағдарламалары.
Жоғары математика пәнін оқытуда 3ds Max бағдарламсын қолдану әдістемесі
тақырыбына жасалған электронды оқулықтың проблемасы анықталды.
І. Негізгі бөлім: Модель және компьютерлік модельдеу.
1.1. Модель ұғымына анықтама.
Бастапқы модель деп анықталған жағдайда объектіні алмастыратын қандай
да бір көмекші объкті аталған. Сондықтан табиғат заңдарының әмбебаптығы,
модельдеудің жалпылығы, жэне біздің білімдерімізді модель түрінде
бейнелеудің мүмкідіктері сәйкесіз болды. Мысалы ертедегі философтар табиғи
процестерді модельдеу мүмкін емес, табиғи және жасанды процестер түрлі
заңдылықтарға бағынады деп санады. Олар табиғатты тек қана
логиканыңталқылау әдістерінің, пікір алмасыулардың, яғни замандық
терминалогияның, тілдік моделдеудің көмегімен бейнелеуге болады деп
жобалады Үзақ уақыттар бойына "модель" түсінігі арнайы типтегі материалдық
объектілерге ғана, мысалы манекен (адам денесінің моделі), плотинаның
кішірейтілген гидродинамикалық моделі, кемелер мен самолеттердің,
жануарлардың модельдері ретінде қалыптасты.
Уақыт өте келе нақты объектілер жасанды сызбалардың, суреттердің,
карталардың модельдік ерекшеліктері арқылы сипаттала бастады. Келесі
қадамда модель ретінде нақты объект ғана емес абстрактылы, идеиалдық
құрлымдардың да жұмыс істеу мүмкіндіктері белгілі болды. Мұның мысалы
математикалық модельдер бола алады. Математика негіздерін зерттеумен
айналысаты математиктер мен философтардың еңдектерінің нэтижесінде
модельдер теориясы жасалды. Онда модель бір абстрактылы математикалық
құрылымның басқасына бейнелеу, түрлендіру нәтижесі болып анықталады
ХХ-ғасырда модель түсінігі нақты және идеалдық модельдерді қатар
қамтитындай болып жалпыланды. Сондықтан, абстрактылы модель түсінігі
математикалық модельдер шеңберінен шығып, элем туралы білімдер мен
танымдардың барлығына қатысты болды. Модель түсінігінің айналасындағы кең
талқылаудың қазіргі кезде де жалғасып отырғандығын естен шығармау қажет.
Бастапқыда ақпараттық, кибернетикалық бағыттардағы ғылыми пәндер аясында,
содан соң ғылымның басқа да салаларында түрлі тәсілдермен іске асырылатын
модель ретінде танылды. Негізінде модель мәнін нақтылау тәсілі ретінде
қарастырылады.
"Модель" термині көп мағыналы. Модель деп қандай да бір заттын
кішірейтілген көшірмесін (самолет моделі, тұрғын үйлер макеті),
матемаетикалық формулаларды, бұрыштан горизонтқа лақтырылған дененің ұшу
моделін, іштен жану двигателі жұмысының моделін, қандай да бір нәрсенің
эталоның (метр эталоны, килограмм этолоны) айтамыз. Жалпы түрдегі "модель"
түсінігі төмендегідей негізде анықталады.
Модель - модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетің
объектініңқұбылыстың кейбір жақтарын ұқсастырып бейнелейтін жаңа объект.
Модель - объектінің нақты жұмыс істеуіне сәйкестенетін анықталған
параметрлер бойынша жұмыс істейтін физикалық ақпараттық алмастырушысы.
Модельдеу жүйесі (modeling system) - зертелетін жүйенің немесе оның
элементтерінің математикалық және физикалық анологтарын құру және талдау.
Модельдік тәжірибе зерттеу тәсілі реттінде жүйенің жанғыртуға және
зерттеуге мүмкіндік береді, ал зерттелетін жүйеге тікелей тәжірбие жүргізу
қиын, немесе экономикалық түрғыдан тиімсіз болуы мүмкін.
Табиғи объектілерді ешқандай модельдің толықтай бейнелей алмайтындығы
белгілі. Табиғи объектілердің элементтерінің арасындағы байланыстардың
көбінесе белгісіз болуы олардың күрделілігін айқындайды. Сондықтан табиғи
объектілердің модельдері түпнүсқаға қарағанда қарапайым болады. Адамдар
тарапынан құрылатын объектілерде мұндай жағдайлардың толық ескерілмеуі
мүмкін.
Бірақ модельдеу барысында модельдеу мақсаты тұрғсынан қажетсіз
детальдар еленбейді.
Адамның практикалық, ғылыми қызметтерінде жұмыс істеуіне тура келетін
объектілердің қандай да бір алмастырушысын құрады. Мүның табиғи көшірме -
картина скульктура; самолеттің ұшу қасиетін зерттеуге белгіленген макеті;
қандай да бір бұйымның партиясын дайындауға арналған үлгісі болуы мүмкін.
Адамның оқып үйренетін объект туралы ақпараттық модельінің негізін
құрайтын қажетті ақпараттарды жинақауы қажет.
Практикалық есепті шешу тұрғысынан модельдерді пайдалану оқып
үйренетін объектілердегі модельдеудің мәнін, мазмұнын демострациялауға
мүмкіндік береді.
Моделдер адам қызметінің таным, қатынас, практикалық қызмет сияқты
сфераларында қолданылады.
Адамды (модельдеу субектісін):
- модельдеу объектісінің сыртқы түрі;
- модельдеу объектісінің құрылымы
- модельдеу объектісінің үлгісі
қызықтыруы мүмкін.
Модельдің мақсаты мен шешуге тиісті мәселесі осы үш аспектінің бірін
таңдауға ықпал етеді. Модельдің әрбір аспектісі қасиеттерінің жиынтығы
арқылы айқындалады. Модельдерде объектінің барлық қасиеттері емес, тек
қана модельдеу мақсаты тұрғысынан қажетті қасиеттері ғана бейнелейді.
Модельдеудің әрбір аспектісі (түр, ққұрылым, үлгі) өзіндік қасиеттер
құрамымен сипатталады.
Объектінің белгілері сыртқы түрінің сипаттамасы ретінде көрсетіледі.
Тілде бұл белгілер қызыл, сары, дөңгелек, ұзын сияқты сын есімдермен
өрнектеледі.
Объектінің сыртқы түрі оны тану, ұзақ уақыт сақтау (фотография,
порттрет) үшін модельденеді.
Объект құрылымы деп оның элементтері мен олардың арасындағы
байланыстар жиынтығы айтылады.
Құрылымды сипаттауда объектінің құрамдас элементтері мен олардың
қасиеттері көрсетіледі.
Тілде бұл элементтер мен байланыстар: электрон, протон, күш, (атом
сипатталуындағы) энергетикалық деңгей сияқты зат есімдермен өрнектеледі.
Объект құрылымын модельдеу:
- оның көрнекі бейнесі;
- объект қасиеттерін оқып үйрену;
- байланыстық белгілерді айқындау;
- объектінің тиянақтылығын оқып үйренуге қажет.
Уақыт ағымына байланысты шығатын өзгерістер объект күйі деп аталады.
Объект күйінің сипаттамасы оның сыртқы түрі мен құрылымының басқада
объектілермен өзара әсерлерінің уақытқа байланысты нәтижесінің
сипаттамасына келтіреді. Тілде бұл сақтау, даму, айналу сияқты
етістіктермен өрнектеледі.
Объект күйін модельдеу:
- Болжауға ;
- Басқа объектілермен байланыс орнатуға;
- Басқаруға;
- Техникалық құрылғыларды құрастыруға қажет.
Объектілердің кейбір қасиеттерін сандық мән қабылайтын шамалармен
сипаттауға болады. Мысалы: масса, ұзындық өлшемдері бұл жағдайдағы
қасиеттердің параметрлері деп аталады.
1.2. Модель түрлері.
Қолданылу аймағына қарай модель не үшін жене қандай мақсатқа
қолданылады деген сұраққа жауап беру мақсатында оқу, тәжірибелік, ғылыми-
техникалық, ойын, имитациялық тәрізді топтарға жіктеледі.
Оқу моделі — көрнекі оқу құралы, әр түрлі машықтандырушы, үйретуші
программалар түрінде болуы мүмкін.
Тәжірибелік модель—жобалау объектісінің кішірейтілген немесе өте майда
объектілер үшін олардың үлкейтілген көшгірмесі болып табылады. Бұл
модельдер — объектіні зерттеу, қасиеттерін болжау, зерттеу мақсатында
қолданылады. Мысалы, үлкен теңіз кемесінің моделін алдын ала бассейнге
жіберіл, оньң тез қозғалған кездегі ауытқуын, шайқалу кезіндегі
ұстамдылығын анықтайды т.б.
Ғылыми-техникалық модельдер—процестер мен құбылыстарды зерттеу
мақсатында құрылады. Оған мысал ретінде электрондардың жылдамдығын үдеткіш
— синхротрон, найзағайдың разрядын бакқылаушы құрал және теледидар
тексеруге арналған стендтерді айтуға болады.
Ойын модельдеріне — әскери, экономикалык, спорттық ойындар жатады. Бұл
модельдер әр түрлі жағдайда объектіні бақылауға жаттықтырады. Сондай-ак
қарсыласы немесе одақтасы тарапынан болатын іс-әрекетке қарай алдын алу
шараларын анықтауға көмектеседі. Ойын модельдері адамдарға әр түрлі
жағдайда психологиялык көмек көрсетеді.
Имитациялың модель — шын мөніндегі нақты объектіні өте жоғары
дәлдікпен бейнелей алады. Тәжірибе нақты объектіні зерттеу, бағалау
мақсатында бірнеше рет қайталанады немесе бір мезгілде әр түрлі жағдайда
бірнеше ұқсас объектілермен қатар жүргізіледі. Дұрыс шешім тандаудың мұндай
төсілі байқау және қатенің әдісі деп аталады. Мысалы, жаңа дәрілердің өсері
мен қабылдау мөлшерін бекіту үшін оны алдымен тышкандарға беріп, төжірибе
жасайды.
Модельді уақыт факторына байланысты динамикалық және статистпикалық
деп екі топқа жіктеуге болады.
Статистикалық модель деп объект жөнінде алынған ақпараттың белгілі бір
уақыт бөлігіндегі узіндісін айтуга болады. Мысалы, тіс емханасында дәл сол
уақыт мезетіндегі оқушылардың тістерінің жағдайы туралы мәлімет береді:
бастауыш сыныптағылардьң сүт тісі, орта және жоғары буын оқушыларының
емделген, емделуге тиісті тістерінін саны т.б.
Динамикалық модель — уақыт барысындағы объектінің қасиеттерінің
өзгерісін көрсету мумкіндігін береді. Мысалы, жеке оқушының емханадағы
түбіртек кітапшасын динамикалық модель деп айтуға болады. Өйткені, осы
кітапша бойынша жыл сайын олардың денсаулығындағы болып жатқан өзгерістерді
анықтау мүмкіндігі бар. Үй салу кезінде оның ірге тасының қабырғалары мен
тіреулерінің үнемі түсіп түратын күшке шыдамдылығын тексеру керек. Бұл —
үйдің статистикалық моделі. Сондай-ақ дауылға, жер сілкінісіне т.б. уақыт
факторына байланысты болатьш өзгерістерді де ескеру қажет. Бұл мәселелерді
динамикалық модельге сүйене отырып анықтауға болады. Жоғарыдағы мысалдардан
байкағанымыздай бір объектіні статистикалық және динамикалық модельдерді
пайдалана отырып, зерттеу мүмкіндігі бар.
Білім саласыны қарай модель таңбалық және вербалдық болып бөлінеді.
Білім саласына қарай модельдеуге вербальдік (ағылшын тілінен
аударғанда ауызша) модель жатады. Бүл модель ойлау мен оның қорытындысы
нәтижесінде алынады. Вербальдік модель ойда қалуы немесе сөзбен жеткізілуі
мүмкін. Мұндай модельге жолдан өту кезіндегі біздің тәртібімізді жатқызуға
болады. Адам жолдағы жағдайға талдау жасайды, бағдаршамға қарап немесе
көліктің қандай жылдамдықпен келе жатқандығън бағдарлап жолдан өтуді алдын
ала ойша жоспарлайды. Егер осы жоспар, яғни модель дұрыс құрылса, жолдан
сәтті өтеді, ал дұрыс құрылмаса, оқыс жағдай болуы мүмкін. Сондай-ақ
осындай модельге ақынның ойындағы өлең жолдарын, сазгердің әуенін т.б.
мысал ретінде келтіруге болады. Вербальдік модель дегеніміз — ойша немесе
әңгіме турінде жасалган ақпараттьіқ модель.
Таңбалық модель деп арнайы таңбалармен, яғни кез келген жасанды тіл
құралдарымен көрсетілген ақпараттық модельді айтады.
Таңбалық модельдерге сурет, мәтін, график, схемалар мысал бола алады.
Вербальдік және таңбалық модельдер бір-бірімен өте тығыз байланысты.
Адамның ойындағы вербальдік модель әр түрлі таңба арқылы көрсетілуі мүмкін.
Керісінше, таңбалық модель арқылы шын мәніндегі модельді жинактап, ойша
оның дұрыс моделін құруға болады. Мысалы, өзіміз білетін аңызда Ньютонның
басына құлап түскен алма оған Жердің тартылыс күші жонінде ой салды. Осы ой
заңды таңбалар арқылы қорытын жазуға мүмкіндік берді.
Физикалық құбылыстың болу заңдылығын түсіндіретін мәтінді оқыған соң,
адамда ойша оның бейнесі жинақталады. Осылайша бейне нақты құбылысты тануға
әсерін титізеді. Көрсету түріне қарай ақпараттың модельді мынадай топтарға
жіктеуге болады:
Геометриялық модель — графикалық пішіндер мен көлемді көне трукциялар.
Ауызша модель — иллюстрациями пайдаланып, ауызиш және жазбаша сипаттаулар.
Математикалық модель — объект немесе процестің әр турлі
параметрлерінің байланысын көрсететін математикалық формулалар. Құрылымдық
модельдер—схема, графиктер мен кестелер т. б.
Логикалық модель — ой қорытындысы мен шарттарды талдау негізге алынған
іс-әрекеттерді таңдаудың әр турлі нұсқалары көрсетілген модельдер.
Арнайы модельдер — ноталар, химиялық формулала әр түрлі модельдерді
тарату үшін әр түрлі аспаптар қолданылады.
Модельдерді сипаттау үшін көптеген формалды тілдер бар. Материалдык
модель құру үшін суретші қылқаламы, фотоаппарат, ара, балға, сызғыш т.б.
құралдар жеткілікті.
Егер модель абстракты түрде бейнеленсе, оларды сипаттауға мүмкіндік
беретін арнайы тіл, сызба, график, алгоритм, математикалық формулалар т.б.
таңбалық жүйелер қолданылады. Ал оларды тарату екі түрлі құрал арқылы іске
асырылады. Бірі — кәдімгі аспаптар, ал екіншісі — кәдімгі компьютер больш
табылады. Тарату тәсіліне қарай модельдер компьютерлік және компьютерлік
емес болып бөлінеді.
Компьютерлік модель деп программалық орта көмегімені асатын
моделъдерді айтады. Компьютердің ақпаратпен жұмыс істейтіні белгілі.
Қазіргі кезде компьютерлер дыбыстық, бейне, анимация, мәтін, схема, кесте
т.б. ақпараттармен жұмыс істей алады.Осы ақпараттарды өңдеу, тарату,
қабылдау үшін компьютердің техникалық және программалық жасауы болуы тиіс.
Модельді көрсету тәсіліне қарай негізінен үш топқа бөлінеді:
-материалдық (табиғи) модельдеуші объектінің сыртқы түрін, құрылымын
(кристал торлардың модельдері, глобус), жағдайын (самолеттің радио
басқарылымды моделі) бейнелейтін кішіріейтілген үлғайылтылған
көшірмелері;
-бейнеленуші модельдер (геометриялық нүктелер, математикалық маятник,
идеал газ, шексіздік);
-ақпараттық модельдер - модельденуші объектінің ақпаратты кодтау
тілдерінің бірінде жазылған сипаттамасы (сөздік сипаттау, схемалар,
сызбалар, картиналар, суреттер, ғылыми формулалар, бағдарламалар).
Информатика курсында негізінен ақпараттық модельдер қарастырылады.
Ақпараттық модель (Информационная модель; information model) –
1) басқару жүйесінде - автоматтандырылған өңдеуге жататын ақпарат
айналымының процесін параметрлік ұсыну;
2) мәліметтер базасында - тұтастық шектеулер жиынтығы; мәліметтер
құрылымын тудыратын ережелердің, олармен жүргізілетін операциялардың,
сондай - ақ рұқсат етілетін байланыстар мен мәліметтердің мәнін, олардың
өзгерістерінің тізбегін анықтайды; мәліметтер мен олардың арасындағы
қатынастарды матемаетикалық және программалық тәсілдермен ұсыну;
ақпараттық құрылымдар мен олармен жүргізілетін операцияларды
формалдық баяндау.
Ақпараттық модельдердің басқа да ақпарат түрлері сияқты өзіндік
тасымалдаушысы болуы керек. Олар қағаз, сынып тақтасы, қабырға - яғни, бір
нәрсе жазуға, бейнелеуге болатындай кез-келген бет болуы мүмкін. Бұл
тасымалдушыларда модельдер түрлі "физикалық" тәсілдермен: қалам, бор, бояу,
диапроектторлық жарық бейнесі көмегімен жазылады. Біздер жалпы жағдайда
ақпараттық модель түсінігінің аясында берілетін мазмұнда түсінеміз. Мысалы,
квадраттық теңдеу формуласы қалай және қайда жазылғандығына қарамастан
квадраттық теңдеу формуласы болып қала береді.
Модель (фр.modе1е,ит.modе11о, лат.modulus - өлшем, үлгі) - бұл:
- нақты объектінің қарапайымдандырылған ұқсасы;
- заттың кішірейтілген үлғайтылған түрдегі макеті;
- табиғат пен қоғамдағы қандай да бір процесстіңқұбылыстың бейнесі,
сипаттамасы және схемасы;
- жұмыс істеуі анықталған параметрлер бойынша нақты объектінің жұмыс
істеуіне ұқсас физикалық ақпараттық аналогы;
- анықталған шарттарда түпнұсқа объектінің бізді қызықтыратын
қасиеттері мен сипаттамасын алмасыра алтын алмастырушы – объектісі;
-модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетін объектініңқұбылыстың
кейбір нақты жақтарын бейнелейтің жаңа объект.
Материалдық модельді басқа сөзбен заттық немесе физикалық деп айтуға
да болады. Олар түпнүсқаның геометриялық және физикалық қасиеттерін
көрсетеді. Материалдық модельдердің қарапайым мысалдарғаы балалар
ойьшшықтарын алуға болады. Ойыншықтар көмегімен кішкене кезінен бала
қоршаған орта жөнінде түсінік ала бастайды. Мысалы, кішкене жұмсақ жолбарыс
ойыншығымен ойнаған бала, зоопаркте оны бірден таниды. Сондай-ақ
материалдық модельге биология кабинетіндегі құстар сүлбасы, тарих және
география пәндеріндегі пайдаланылатын карталар, күн жүйесіндегі
планеталардың схемалары, жер серігінің макеттері т.б. мысал бола алады.
Мектептегі оқу құралдарымен бірге физикалық және химиялық тәжірибелер де
материалдың модель болады. Бұл тәжірибелер процестерді модельдейді. Сутегі
мен оттегінің арасындағы реакцияны көрсету тәжірибесі арқылы процесті
бақылай аламыз. Материалдың модель объектіні, процесті, құбылысты
материалдың жағынан зерттеуге мүмкіндік береді. Ақпараттық модельді қолмен
ұстап, көзбен көре алмаймыз. Себебі, олар тек ақпараттарға ғана құрылады.
Мұндай модельдер қоршаған ортаны ақпараттық жағынан зерттеуге мүмкіндік
береді.
Ақпараттық модель дегеніміз—объектінің, процестің, қубылыстың
қасиеттері мен күйін сипаттайтын ақпарат жиынтығы және сыртқы әлеммен өзара
байланыс болып табылады.
1.3. Компьютерлік модельдеу негіздері.
Бітімдер, модельдер шынайы өмірдегі зат қолда болмаған кезде онын
орнын алмастыруда қолданылады. Модельдерді білім беру кезінде көп
пайданаланады. Сонымен қорыта келгенде модель дегеніміз – шынайы өмірдегі
затты алмастыра алатын материалды немесе ойдағы бір объект.
Модель болу үшін мына шарттарды қанағаттандары қажет:
- модель бұл өзі де объект болып саналады;
- модель материалды түрде де ойша түрде де бола алады;
- модель шынайы өмірдегі затты алмастыра алады;
- модель шынайы өмірдегі заттың қасиетін сақтау керек, айтпесе ол
басқа заттын моделі;
- модель зерттеуге қажет қана қасиеттерін сақтай алса болғаны.
Ақпараттық модель – бұл кең көлемде ойлағанда кез-келген объектінің
ойша немесе шартты пігіні (24,66) ойша модельдеу ақпаратты процеске
әкеледі. Ақпараттың өмір сүру формасы екі фактормен анықталады: кодтау
әдісі (құпия сан - әріппен құпиялау) және материалды тасымалдаушы
құпиялау (кодтау) әліпбиімодельдеу объектісінің зерттеу дәрежесін
анықтайды. Бұдан шығатыны ойша модельдеу сұрыптағанда көз алуына келтіру
(елестету) амалдарын ажырата білу өте маңызды.
Бейнелік модельдеу – бұл түпнұсқа қасиеттерінің көрнекі сезім
бейнелеуі көмегімен, табиғи тілмен суреттеуі немесе суретпен бейнеленеуі.
Ақпарат тасымалдаушы адам организмінен тыс орналасуы да мүмкін. Мысалы:
суретті кесіндемелер, суреттер, кинофильмдер, ауызша әңгімелер, көптеген
физикалық модельдер: Резердюр мен Бор ұсынған атом моделі газдардың
кинетикалық теориясындағы басқа шарлар.
Материалды моделдеу (табиғи) түп нұсқаның өзіндік ерекшеліктерімен
физикалық және формалды моделдеу болып бөлінеді, немесе А.Б Горстко
теориясы бойынша іспеттес деп аталады. Физикалық моделдеу құрылғысында,
қайта өндіру құрылымы немесе моделдеу объектісінің іс әрекеті, сол
табиғаттың объектісі, моделденуші объектпен бірдей ұшу аппаратарының
моделі, автомобильдер, кемелер т.б планеталар, гидротехникалық
құрылғылардағы суы бар, жаймалардың моделі құюға арналған қалыптар; үй
макеттері қозғалмалы бөліктері жоқ қуыршақтар – бұның бәрі материалдық
физикалық моделдер.
Компьютерлік модельдеу біздің өмірімізге дәл қазіргідей толығымен
еніп, үлкен маңызға ие болады дегенді, кеше ғана елестету қиын еді. Соңғы
он жылдағы технологияның қарқынды дамуы компьютерлік технологияның және
оны бағдарламалық қамтамасыз ету саласының тез дамуына ықпал етті. Қазіргі
өлшемдер бойынша маңызды емес болып көрінген арнайы эффектілер көмегімен
құрылған фильмдер эпизоды, кезінде таңданыс толқыны мен пікірталас
тудырғаны белгілі.
Қазір кино мен теледидардағы арнайы эффектілермен ешкімді таңдандыра
алмайсың. Олар компьютерлік графиканы және соның ішінде үш өлшемді
модельдеуді құру бағдарламасының жалпылай тарауының арқасында күнделікті
құбылыс бола бастады. Үш өлшемді графиканың бағдарламалары өз мүмкіндіктері
бойынша ең қызықтылары және меңгерілуі бойынша ең күрделілері.
Компьютерлік графика – әр түрлі кескіндерді (суреттерді, сызбаларды,
мультипликацияларды) компьютердің көмегімен алуды қарастыратын
информатиканың маңызды саласы.
Дербес компьютерді пайдаланушылардың қатарында компьютерлік графикамен
айналысатындардың саны күн санап артып келеді. Қазіргі кез-келген мекемеде
кей уақытта газеттер мен журналдарға жарнамаларға тапсырыс беру немесе
жарнамалық парақшалар мен буклеттер басып шығару қажеттілігі туындайды.
Олардың кейбіреулері осындай жұмыстарды арнайы дизайнерлік бюролар мен
жарнамалық агенттіктерге тапсырса, кейбіреулері қолда бар программалық
құралдарын пайдаланып, өз күштерімен жасауға тырысады.
Қазіргі танымал программалардың ешқайсысы компьютерлік графикасыз
жұмыс істемейді. Статистикаға сүйенсек, жаппай қолданыста жүрген
программаларды жасап шығарушы программистік ұжымның қызметкерлері өз
жұмыстарының 90 % уақытын осы графикамен шұғылдануға жұмсайды екен.
Графикалық программаларды кең көлемде қолдану қажеттілігі
Интернеттің және бірінші кезекте миллиондаған интернет парақтарын бір
өрмекпен байланыстырған World Wide Web қызметінің пайда болуынан
туындады. Өйткені компьютерлік графикасыз безендірілген web-парақтың
бүкіләлемдік желіде басқалардың көзіне түсіп, танымал болуы екіталай.
Қазіргі компьютерлік графика тек көркемдеу мен безендірумен үшін ғана
емес, ғылым мен медицинаның барлық саласында, коммерциялық және әкімшілік
қызмет орындарында алуан түрлі ақпаратты көрнекі түрде көрсету үшін
сызбалар, графиктер, диаграммалар жасау үшін қолданылады.
Конструкторлар автомобильдің немесе ұшақтың жаңа үлгілерін құрастырған
кезде олардың соңғы көрінісін алу үшін үшөлшемді графикалық объектілерді
қолданады. Архитекторлар монитор экранында болашақ ғимараттың кең көлемді
кескінін жасап, оның жер бедерімен қалай жанасатынын алдын-ала болжай
алады.
1.3.1. Компьютерлік модельдеудің негізгі салалары.
Қазіргі компьютерлік графика қолданылу әдісі бойынша мынадай негізгі
салаларға бөлінеді:
- Ғылыми графика. Алғашқы компьютерлер тек ғылыми және өндірістік
есептерді шығару үшін қолданылды. Есептерден шыққан нәтижелерді
дұрыс түсіну үшін оларды графикалық тұрғыда өңдеп, графиктер, мен
диаграммалар, сызбалар тұрғызған. Машинадағы алғашқы графиктерді
символдық режимде басып шығаратын. Кейін сызбалар мен графиктерді
қағазға қаламұштың көмегімен сызатын арнайы құрылғылар –
графиксалғыштар (плоттерлер) пайда болды.
Қазіргі заманғы ғылыми компьютерлік графика әр түрлі есептеу
тәжірибелерін жүргізіп, олардың нәтижесін көрнекі түрде көрсетуге мүмкіндік
береді.
- Іскерлік графика – қандай да бір мекеме жұмысының көрсеткіштерін
көрнекі түрде ұсыну үшін қолданылатын компьютерлік графиканың
маңызды саласы. Іскерлік графиканың көмегімен жоспар көрсеткіштерін,
есеп құжаттарын, статистикалық есептерді және т.б. объектілерді
көрнекі түрде ұсынуға болады. Іскерлік графиканың программалық
жабдықтары электронды кестелердің құрамында болады.
- Конструкторлық графика - инженер-конструкторлардың,
архитекторлардың, жаңа техниканы ойлап шығарушы өнертапқыштардың
жұмысында қолданылады. Компьютерлік графиканың бұл түрі САПР-
дың(систем автоматизации проектирования- жобалауды автоматтандыру
жүйесі) міндетті элементі болып табылады. Конструкторлық графика
құралдарын пайдалана отырып жазықтықтағы кескіндерді (проекциялар,
сызбалар) ғана емес, кеңістіктегі үшөлшемді кескіндерді де жасауға
болады.
- Суреттеу графикасы (көркем графика) деп компьютер экранында ерікті
түрде сурет салу мен сызуды айтады. Суреттеу графикасының пакеттері
жалпы мақсатта пайдаланылатын қолданбалы программалық
жасақтамалардың қатарына енеді. Суреттеу графикасында қолданылатын
қарапайым программалық жабдықтарды графикалық редакторлар деп
атайды.
- Жарнамалық графика – теледидар пайда болғаннан кейін танымал бола
бастады. Қазір компьютердің көмегімен жарнамалық роликтер,
мультфильмдер, компьютерлік ойындар, видеодәрістер мен
видеопрезентациялар жасалады. Оларды жасау үшін қолданылатын
графикалық пакеттер осы мақсатта қолданылатын компьютерлердің жады
мен жұмыс істеу жылдамдығына үлкен талап қояды. Осы графикалық
пакеттердің басты ерекшелігі ретінде олардың шыншыл кескіндер мен
қозғалатын суреттерді жасау мүмкіндігін айтуға болады. Үшөлшемді
объектілерден тұратын суреттерді салу, оларды бұру, жақындату,
аластату, деформациялау үлкен көлемде математикалық есептеулерді
қажет етеді. Мысалға, объектінің жарықтылық деңгейін сол объектіге
түсіп тұрған жарық көзін, оны қоршаған заттардың, олардың
көлеңкелерін есепке ала отырып бейнелеу үшін оптиканың заңдарын
есепке алатын күрделі есептеулерді жүргізу қажет.
- Компьютерлік анимация деп дисплей экранында қозғалатын кескіндерді
жасау өнерін айтады. Суретші қозғалатын объектінің бастапқы және
соңғы қалпын бейнелейтін суреттерді ғана салады, ал осы екі суреттің
арасындағы барлық қозғалысты компьютер осы объектіні қозғалтуға
қажетті алдын-ала белгіленген математикалық есептеулерді орындай
отырып өзі суреттеп шығады. Белгілі бір жиілікпен бірінен кейін бірі
пайда болатын осындай суреттердің жиынтығы экранда қозғалатын
суреттерді бейнелеуге мүмкіндік береді.
- Мультимедиа деп - компьютер экранындағы жоғары сапалы кескінді
дыбыстық сүйемелдеумен біріктіруді айтады. Мультимедиа құралдары
оқу-ағарту саласында, электронды ақпарат құралдарында және т.б.
мақсатта қолданылады. Мультимедиа мүмкіндіктерін толық пайдалану
үшін компьютерге арнайы программаларды орнатып қана қоймай, арнайы
құрылғыларды қосу қажет.
1.3.2. Компьютерлік модельдеудің түрлері
Компьютерлік графика үш түрге: растрлық, векторлық және фракталдық
болып бөлінеді. Олар бір-бірінен монитор экранында бейнелену және қағаз
бетіне басып шығарылған кезде кескіндердің қалыптасу принциптері бойынша
ажыратылады.
Растрлық графикада кескіндер түрлі-түсті нүктелердің жиынтығынан
тұрады.Графикалық ақпараттың осындай нүктелер жиыны немесе пиксельдер
түрінде ұсынылуы растрлық түрдегі ұсынылу болып табылады. Растрлық кескінді
құрайтын әрбір пиксельдің өз орны мен түсі болады және әр пиксельге
компьютер жадында бір ұяшық қажет.
Растрлық кескіннің сапасы сол кескіннің өлшеміне (тігінен және
көлденең орналасқан пиксельдердің саны) және әр пиксельді бояуға қажетті
түстердің санына тәуелді болады.
Мұндай типті кескіндер Adobe Photoshop, Corel Photo, Photofinish
секілді қуатты графикалық редакторларда өңделеді. Растрлық кескіндер
векторлық кескіндерге қарағанда сапасы жоғары, әсерлі болады. Қарапайым
фотосуреттердің өзі компьютерде растрлық кескін түрінде сақталады. Растрлық
кескіндерді Paint, Adobe Image Ready секілді программаларды қолданып қолдан
жасауға да болады.
Растрлық кескіндердің артықшылықтары да, кемшіліктері де бар.
Артықшылығы: растрлық кескінді түзетуге, әдемілей түсуге, яғни оның кез-
келген бөлігін өзгертуге болады; нүктелерді қажет болмаса ішінара алып
тастауға немесе қоюлатуға, сондай-ақ кескіннің әр нүктесін ақ-қара немесе
басқа кез келген түске өзгертуге болады. Кемшілігі: растрлық кескін
өлшемінің масштабын өзгерткенде (бір немесе бірнеше бағытта созу немесе
сығу) кескіннің сапасын жоғалтатыны. Мысалы, кескінді үлкейткенде, оның
көрінісі дөрекіленіп кетсе, кішірейткенде – кескін сапасы өте нашарлап
кетеді (нүктелерін жоғалтқандықтан). Растрлық кескіндердің тағы бір
кемшілігі – файлдар өлшемдерінің өте үлкендігінде (түстері неғұрлым көп
және сапасы жоғары болған сайын, олар соғұрлым үлкен болады). Бірақ бұл
кемшіліктеріне қарамастан, қазіргі техникада растр өте жоғары сапалы кескін
алуға мүмкіндік береді. Сондықтан растрлық кескіндер көркем графикада
кеңінен қолданылады. Растрлық графика электронды (мультимедиалық) және
полиграфиялық басылымдарды жасап шығару үшін де жиі қолдылады. Растрлық
графикалық редакторлар көбінесе жаңа суреттерді салу үшін емес, дайын
суреттерді өңдеу үшін қолданылады. Осы мақсатта көбінесе суретшілердің
қолымен салынған дайын суреттер сканерленіп алады немесе фотосуреттер
алынады. Соңғы кездері растрлық кескіндерді компьютерге енгізу үшін сандық
фотокамералар мен видеокамералар кеңінен қолданылуда.
Векторлық кескіндер, бұл - сызық, доға, шеңбер және тікбұрыш сияқты
геометриялық объектілер жинағынан тұратын кескіндер. Бұл жерде вектор
дегеніміз - осы объектілерді сипаттайтын мәліметтер жиынтығы.
Векторлық графиканың басты артықшылығы оған кескін сапасын жоғалтпай
өзгеріс енгізуге, оңай кішірейтуге және үлкейтуге болатындығы. Келесі
артықшылығы - векторлық кескіндердің ақпараттық көлемі растрлық
кескіндермен салыстырғанда әлдеқайда аз болады. Векторлық кескіндер
СorelDRAW, Adobe illustrator, Micrografx Draw секілді векторлық графикалық
редакторларда жасалады.
Векторлық графикамен жұмыс істеуге арналған программалық құралдар
бірінші кезекте кескіндерді өңдеу үшін емес, оларды жаңадан салу үшін
қолданылады. Бұндай құралдар жарнама агенттіктерінде, дизайнерлік
бюроларда, редакциялар мен баспаханаларда кеңінен қолданылады. Қарапайым
геометриялық объектілер мен қаріптерді пайдалануға негізделген безендіру
жұмыстары векторлық графика құралдарының көмегімен әлдеқайда оңай іске
асады.
Фракталды графиканың жасалу әдісі сурет салуға немесе безендіруге
емес,програмалауға негізделеді. Егер растрлық графикада растр (пиксель), ал
векторлық графикада сызық базалық элемент болып табылса, фракталдық
графикада математикалық формуланың өзі базалық элемент болып табылады, бұл
компьютердің жадында ешқандай объект сақталмайды, кескін тек қана теңдік
бойынша салынады деген сөз.
Үш өлшемді графика. Графиканың бұл түрі ғылыми есептеулерде,
инженерлік жобалауда, физикалық объектілерді компьютерлік модельдеуде
қолданылады. Объектілерді кеңістікте модельдеу үшін:
1) объектінің табиғи пішіміне неғұрлым толық сәйкес келетін
виртуальдық каркасын жобалап және құру қажет;
2) көнекілеудің физикалық қасиеттері бойынша табиғиға ұқсас
виртуалдық материалдарды жобалап және жасау қажет;
3) материалдарды объекті беттерінің бөліктеріне меншіктеу қажет;
4) кеңістіктіктің физикалық параметрлерін құру қажет – жарықты,
гравитацияны, атмосфера қасиеттерін беру керек;
5) объектілердің қөзғалыс траекторияларын беру қажет;
6) кадрлардың қорытындыға жету тізбегін есептеу қажет;
7) беттік эффектілерді қорытынды анимациялық білікке салу керек;
Табиғиға ұқсас кескіндерді есептеу үрдісін рендеринг деп атайды.
Күрделі математикалық модельдерді қолдану физикалық эффектілерді жүзеге
асырауға мүмкіндік жасайды (жарылыстар, жаңбыр, от, түтін, тұман). Әртүрлі
процедуралық эффектілер мен бөлшектер жүйелерінің байланысын есептеудің
әдістері бар.
Қолданылуы. Нақты уақыт режімінде үш өлшемді моделдеудің ерекше
қолдану облысын техникалық құралдардың жаттықтырғыштары құрайды –
автомобильдердің, кемелердің, ұшу және космостық аппараттардың. Оларда
объектілердің техникалық параметрлері мен қоршаған ортаның физикалық
қасиеттерін дәл жүзеге асыру қажет. Дәл осы уақытта ең жетілдірілген мұндай
құрылғылар космостық кемелер мен әскери ұшу аппараттарын басқаруға үйрету
үшін жасалған.
Үш өлшемді графикалы өңдеудің программалық жабдықтары. Ондай
жабдықтарды үш десте құрады. Олар үлкен қуатты ДК-да Windows NT операциялық
жүйесінің басқаруымен жұмыс істейді.
a) 3D Studio MAX - Kinetix фирмасының жартылай мамандаедырылған
программасы, бірақ оның жабдықтары өлі дүниенің сапалы үш өлшемді
кескіндерін жасауға мүмкіндік береді;
b) Softimage 3D – Microsoft фирмасының жабдығы. Программаның
ерекшелігі - модельдеудің кең мүмкіндіктері, басқарылатын физикалық және
кинематографиялық параметрлердің көптігі;
c) Maya – Alias, Wavefroht, TDI компанияларының консорциумы жасаған.
Әртүрлі операциялық жүйелер үшін нұсқалары бар, модульдық құрылымды және
төмендегідей блоктардан тұрады:
1) BASE, программаның ядросын құрайды, негізгі моделдеу құралдарын
басқарады;
2) Maya FX, қосымша модулдер жиынтығы, бөлшектер жүйелерін өңдеу
эффектілерін және жұмсақ денелердің әсерлесуін моделдеуді басқарады;
3) Maya Power Modeler, полигондық және сплайндық моделдеудің қуатты
құралдары;
4) Maya Cloth, киімдерді моделдеуге арналған және т.б.
Қазіргі заманда үш өлшемді графиканы құру мен өңдеудегі ең алдыңғы
қатарлы десте болып Maya саналады.
Графикалық мәліметтерді көрсету. Компьютерлік графикада кескіндерді
сақтау файлдары пішімдерінің ең кемінде 30-дай түрі қолданылады. Бірақ
олардың бір бөлігі ғана стандарт бола алды және көпшілік программаларда
қолданылады:
➢ TIFF (жоғарғы сапалы растрлық кескіндерді сақтауға арналған
пішім (.TIF) Көпшілік графикалық, беттеу, дизайнерлік
программаларда қолданылады);
➢ PSD (Adobe Photoshop программасының өзіндік форматы, растрлық
графикалық ақпараттарды сақтаудың мүмкіндіктері жоғары
пішімдерінің бірі);
➢ PSX (Painbruch программасының растрлық мәліметтерді сақтау
пішімі);
➢ Windows Bitmap (Windows операциялық жүйесінде растрлық
кескіндерді сақтау пішімі (.BMP). Осы ортада жұмыс істейтін
қосымшаларда қолданылуы мүмкін);
➢ PNG (кескіндерді Интернетте жариялау үшін сақтау пішімі);
➢ WMF (Windows 95 операциялық жүйесінде векторлық кескіндерді
сақтау пішімі).
1.4. Үш өлшемді графиканың негізгі түсініктері
Үш өлшемді графика ғылыми есептеулер, инженерлік жобалау және
физикалық объектілерді компьютерде үлгілеу облыстарында кең таралған. Мысал
ретінде үш өлшемді үлгілеудің күрделі нұсқасын - физикалық дененің
қозғалатын суретін жасауды қарастыру.
- объектінің шынайы формасына сәйкес келетін виртуалды каркасын
(қанқа) жобалау және жасау;
- шынайы физикалық қасиеттері бойынша материалдарға ұқсас виртуалды
материалдарды жазу және жобалау;
- объектінің әртүрлі сыртқы бөліктеріне материалдарды меншіктеу;
- объекті әрекет ететін кеңістіктің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
І. Негізгі бөлім: Модель және компьютерлік модельдеу.
1.1. Модель ұғымына анықтама.
1.2. Модель түрлері.
1.3. Компьютерлік модельдеу негіздері.
1.3.1.Компьютерлік модельдеудің негізгі салалары.
1.3.2.Компьютерлік модельдеудің түрлері.
1.4. Үш өлшемді графиканың негізгі түсініктері .
1.5. 3D модельдің басқа пәндермен байланысы.
1.5.1.Математикалық модельдеу.
1.5.2.Физикалық модельдеу.
ІІ. Бөлім: 3D studio Max бағдарламасы.
2.1. 3D studio Max бағдарламасында спайндар мен полигоналдардың жұмыс
жасау мүмкіндіктері
2.2. 3D studio Max бағдарламасында геометриялық фигураларды модельдеу
ІІІ. Тәжірбиелік бөлім: Саран қаласы әкімдігінің, Саран қаласының
білім беру, дене шынықтыру және спорт бөлімі мемлекеттік
мекемесінің №7 орта жалпы білім беретін мектеп - интернаты КММ
3D моделі
3.1. Тәжірбиенің орындалу жолы
3.2. Тәжірбиенің қорытындысы
ІV. Бөлім. Қорытынды.
VІ. Қолданылғын әдебиеттер.
Суреттер:
1-сурет. Corel Draw 9 терезесі.
2- cурет. PhotoShop экранының бейнесі
3- сурет. Mathcad программасының терезесі .
4-сурет. Mathcad – ң негізгі командалары.
5-сурет. Mathcad математикалық жүйесінің терезесі.
6- сурет. Саймандар тақтасын қою жолдары.
7-сурет. Mathcad программасында калькулятор.
8-сурет. Тригономет
9-сурет. Mathcad матрица есептеу құралдары.риялық формула.
10-сурет. Матрица терезесі.
11-сурет. Mathcad программасындағы саймандар тақтасы.
12-сурет. Mathcad программасындағы график тұрғызу.
13-сурет. Формат менюы.
14-сурет. 3D Studio Max 5 экран бейнесі
15-сурет. Стандартты тақтаның батырмалары
16-сурет. Corner шыңы.
17-сурет.Smooth шыңы.
18- сурет. Besier (Безье) шыңы.
19- сурет. Besier Corner шыңы.
20- сурет Сфераның үш өлшемді сыртқы пішіні
21- сурет. 3ds max бағдарламасы арқылы салынған тор фигурасы.
22-сурет. (Lathe) командасы арқылы орындалған конустық бет
геометриялық фигурасы толық 360 градуске бұрылуы.
Кіріспе
Қазақстан Республикасының Евразиялық аймаққа кіруі, ХХІ ғасырға аяқ
басуы ел Президентінің Қазақстан-2030 атты стратегиялық бағдарламасына
сәйкес жаңа техника мен технология үдерістерінің дамуы келешекте жоғары оқу
орындарында білім беру қандай бағытта өрбуі керек деген өзекті мәселе
туғызады.
Заманның жаңа даму сатысында білім беру жүйесі қоғамның жаңа
экономикалық саясат, әлеуметтік және интеллектуалдық деңгейіне сай келуі
тиіс. Осыған орай білімнің мақсаты, мазмұны және оны оқыту тәсілдері қайта
қаралып, оқу жүйесін реттеу, ұйымдастыру мәселелері зерттеліп, өз шешімін
табуды қажет етеді.
Қазақстан Республикасының Жоғары білім беру туралы заңының 9
бабында Жоғары оқу орны мамандар даярлауда білімді, ғылым мен білімді
ұштастыру, оқытудың белсенді әдістері, жаңа ақпараттық технологиялар
кешенін қолдана отырып даярлау негізінде студенттердің шығармашылық және
практикалық қабілеттерін де дамыту, қалыптастыру және дамыту үшін
мүмкіндіктер туғызу арқылы жүзеге асырылады,- делінген.
Қазіргі заман талабы информатизацияланған қоғамды маман етеді. Яғни
индустриялдық кезеңнен ақпараттық кезеңге өту қажет.
Қоғамды информациялау дегеніміз – бұл глобальді процесс ерекшелігі:
Әлеуметтік өндіріс саласында басты роль ақпаратта. Яғни ақпаратты әртүрлі
жинау,сұрыптау, өңдеу, сақтау т.с.с. есептеуіш техникалармен құрылғылар
арқылы.
Қоғамды информатизациялаудың ең өзекті мәселесінің бірі ол білімді
информатизациялау, яғни оқыту білім беру сапасына жаңа ақпараттық
технологияларды ендіру. Ақпараттық технологиялардың қарқынды дамуы
арқасында дербес компьютерлер білім беруде бөлінбес технологияға айналыпта
үлгерді.
Білім беруді ақпараттандыру үдерісінде, компьютерді оқу жүйесінде
пайдалануы арқылы халыққа білім беру жүйесін реформалаудың негізгі буынының
бірі болып саналады. Қазіргі қоғамның қажеттілігіне сай оқытудың әдісі мен
қалпын, білім берудің мазмұнын түбірімен өзгертуде компьютердің мүмкіндігін
пайдаланбай жүзеге асыру мүмкін емес деп есептейміз.
Компьютерлік графиканың біздің өмірімізге дәл қазіргідей толығымен
еніп, үлкен маңызға ие болады дегенді, кеше ғана елестету қиын еді.
Қазіргі заманғы бәсекеге қабілетті мамандар мемлекетімізді одан әрі
нығайтып, елдің әлеуметтік – экономикалық жағдайын одан әрі көтеруге қызмет
ететіні сөзсіз.
Өркениетті елдерде технология қарқынды дамуда және біздің елден
бірнеше саты жоғарыда орналасқан. Біздің мақсат олардың соңынан қуып отыру
емес, олардағы озық технологияларды игеріп, оны өндіріске ендіріп, қатар
даму. Еліміздің басты саясатының бірі, әлемдегі елу елдің сапынан орын
алу.Қазақстан Республикасы Президентінің елде Білім беруді дамытудың 2005-
2010 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасын іске асыру мақсатында
әзірленді.
Соңғы он жылдағы технологияның қарқынды дамуы компьютерлік
технологияның және оны бағдарламалық қамтамасыз ету саласының тез дамуына
ықпал етті. Қазіргі өлшемдер бойынша маңызды емес болып көрінген арнайы
эффектілер көмегімен құрылған фильмдер эпизоды, кезінде таңданыс толқыны
мен пікірталас тудырғаны белгілі. Қазір кино мен теледидардағы арнайы
эффектілермен ешкімді таңдандыра алмайсың. Олар компьютерлік графиканы және
соның ішінде үш өлшемді модельдеуді құру бағдарламасның жалпылай тарауының
арқасында күнделікті құбылыс бола бастады. Үш өлшемді
графиканыңбағдарламалары өз мүмкіндіктері бойынша ең қызықтылары және
меңгерілуі бойынша ең күрделілері.
Оқыту үдерісінде білім беру жүйесінің жаңа бағыттарының бірі -
болашақ маманның ақпаратты игеру мәдениетін қалыптастыру болып табылады.
Біз орта кәсіптік оқу орындарының оқу-тәрбие үдерісін жетілдіру ісі
мен оқыту сапасын жақсартуда оқу-әдістемелік жұмыстың маңыздылығын ескере
отырып, ақпараттық-логикалық модельдеуді қолданудағы оқу-әдістемелік
жұмыс жүйесін жасап ұсындық.
Модельдеу қоршаған ортаны, табиғат пен қоғамда болып жатқан
ақпараттық процестерді тану әдісі ретінде ерекше мәнге ие болады. Сондықтан
да ақпараттық-логикалық модельдеуге ерекше назар аударуға тура келеді.
Себебі ол оқушылар меңгеруге тиісті білім қорын таным тәсілі мен мазмұны
тұрғысында қарастырылады. Бұл ақпараттық-логикалық модельдеу (АЛМ)
мәселесі, қоршаған шындықты танып-білудің әдістері ретінде оқып-үйренуді
қажет етеді.
А. Маслов өз еңбегінде Ақпаратты ұсыну формалары, ақпаратты сақтау,
өңдеу және тасымалдауды ұйымдастыру, Өндірісті басқару үшін ақпаратты
пайдалану, ЭЕМ құрылғылары және оны қолдану, бөлімдерімен қатар
Информатиканың философиялық және саяси көзқарасы деген бөлімді ендірген.
Соңғы бөлім оқушыларға қоршаған әлемді тану туралы, ойлау үлгілерін тану
әдістерінің даму тарихы туралы, логикалық ойлау элементтері және оны
қалыптастыру, математикалық модельдеу , модельдер және білімді ұсыну
үлгілері туралы түсініктерді алу мүмкіндігін беретін тармақтардан тұрады.
Дипломдық жұмыстың негізгі мақсаттары:
• Қазіргі қоғамға қажеттілігіне сай компьютердің мүмкіншіліктерін
пайдалану жолдарын көрсету;
• Компьютерлік модельдеудің басқа пәндермен байланысынның
ерешеліктерімен мазмұндарын анықтау;
• 3D өлшемді модельге байланысты бағдарламалермен танысып олардаң
мүмкіншіліктерімен таныстыру;
• 3D өлшемді модельдерді басқа пәндермен байланысын және кездесетін
проблемаларды анықтау;
Дипломдық жұмыстың зерттеу нысаны:
Физика және жоғары математикада кездесетін геометриялық фигуралар мен
модельдер.
Дипломдық жұмысты зерттеу әдістері:
Жұмыста теориялық талдау әдістері, баяндау, салыстыру, сараптау,
модельдеу, жинақтау, жүйелеу, талдау, қорыту, тәжірибеден өткізу, бақылау
әдістері қолданылды.
Дипломдық жұмыстың жаңалығы мен теориялық маңыздылығы:
Физика және жоғарғы математиканы оқыту процесінде 3D модель
бағдарламаларын қолданылуы педагогикалық ұжым үшін инновациялық болып
табылады.
Дипломдық жұмыста қорғауға ұсынылатын қағидалар:
- 3D модель құру ұғымын анықтау.
3D модель бағдарламасында сплайндар мен полигональдардың жұмыс жасау
мүмкіндіктері анықталып қолдану аясы көрсетілді.
- 3D модельдеу бағдарламалары арқылы үшөлшемді кеңістікте геометриялық
фигураларды модельдеу.
3D модельдеу бағдарламаларының көмегімен екі өлшемді сплайндар мен
полигональдарды үш өлмешді кеңістікте модельдеу жасалды.
- Физика және жоғары математика пәндерінде оқытуда қолданылытын 3d
модель бағдарламалары.
Жоғары математика пәнін оқытуда 3ds Max бағдарламсын қолдану әдістемесі
тақырыбына жасалған электронды оқулықтың проблемасы анықталды.
І. Негізгі бөлім: Модель және компьютерлік модельдеу.
1.1. Модель ұғымына анықтама.
Бастапқы модель деп анықталған жағдайда объектіні алмастыратын қандай
да бір көмекші объкті аталған. Сондықтан табиғат заңдарының әмбебаптығы,
модельдеудің жалпылығы, жэне біздің білімдерімізді модель түрінде
бейнелеудің мүмкідіктері сәйкесіз болды. Мысалы ертедегі философтар табиғи
процестерді модельдеу мүмкін емес, табиғи және жасанды процестер түрлі
заңдылықтарға бағынады деп санады. Олар табиғатты тек қана
логиканыңталқылау әдістерінің, пікір алмасыулардың, яғни замандық
терминалогияның, тілдік моделдеудің көмегімен бейнелеуге болады деп
жобалады Үзақ уақыттар бойына "модель" түсінігі арнайы типтегі материалдық
объектілерге ғана, мысалы манекен (адам денесінің моделі), плотинаның
кішірейтілген гидродинамикалық моделі, кемелер мен самолеттердің,
жануарлардың модельдері ретінде қалыптасты.
Уақыт өте келе нақты объектілер жасанды сызбалардың, суреттердің,
карталардың модельдік ерекшеліктері арқылы сипаттала бастады. Келесі
қадамда модель ретінде нақты объект ғана емес абстрактылы, идеиалдық
құрлымдардың да жұмыс істеу мүмкіндіктері белгілі болды. Мұның мысалы
математикалық модельдер бола алады. Математика негіздерін зерттеумен
айналысаты математиктер мен философтардың еңдектерінің нэтижесінде
модельдер теориясы жасалды. Онда модель бір абстрактылы математикалық
құрылымның басқасына бейнелеу, түрлендіру нәтижесі болып анықталады
ХХ-ғасырда модель түсінігі нақты және идеалдық модельдерді қатар
қамтитындай болып жалпыланды. Сондықтан, абстрактылы модель түсінігі
математикалық модельдер шеңберінен шығып, элем туралы білімдер мен
танымдардың барлығына қатысты болды. Модель түсінігінің айналасындағы кең
талқылаудың қазіргі кезде де жалғасып отырғандығын естен шығармау қажет.
Бастапқыда ақпараттық, кибернетикалық бағыттардағы ғылыми пәндер аясында,
содан соң ғылымның басқа да салаларында түрлі тәсілдермен іске асырылатын
модель ретінде танылды. Негізінде модель мәнін нақтылау тәсілі ретінде
қарастырылады.
"Модель" термині көп мағыналы. Модель деп қандай да бір заттын
кішірейтілген көшірмесін (самолет моделі, тұрғын үйлер макеті),
матемаетикалық формулаларды, бұрыштан горизонтқа лақтырылған дененің ұшу
моделін, іштен жану двигателі жұмысының моделін, қандай да бір нәрсенің
эталоның (метр эталоны, килограмм этолоны) айтамыз. Жалпы түрдегі "модель"
түсінігі төмендегідей негізде анықталады.
Модель - модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетің
объектініңқұбылыстың кейбір жақтарын ұқсастырып бейнелейтін жаңа объект.
Модель - объектінің нақты жұмыс істеуіне сәйкестенетін анықталған
параметрлер бойынша жұмыс істейтін физикалық ақпараттық алмастырушысы.
Модельдеу жүйесі (modeling system) - зертелетін жүйенің немесе оның
элементтерінің математикалық және физикалық анологтарын құру және талдау.
Модельдік тәжірибе зерттеу тәсілі реттінде жүйенің жанғыртуға және
зерттеуге мүмкіндік береді, ал зерттелетін жүйеге тікелей тәжірбие жүргізу
қиын, немесе экономикалық түрғыдан тиімсіз болуы мүмкін.
Табиғи объектілерді ешқандай модельдің толықтай бейнелей алмайтындығы
белгілі. Табиғи объектілердің элементтерінің арасындағы байланыстардың
көбінесе белгісіз болуы олардың күрделілігін айқындайды. Сондықтан табиғи
объектілердің модельдері түпнүсқаға қарағанда қарапайым болады. Адамдар
тарапынан құрылатын объектілерде мұндай жағдайлардың толық ескерілмеуі
мүмкін.
Бірақ модельдеу барысында модельдеу мақсаты тұрғсынан қажетсіз
детальдар еленбейді.
Адамның практикалық, ғылыми қызметтерінде жұмыс істеуіне тура келетін
объектілердің қандай да бір алмастырушысын құрады. Мүның табиғи көшірме -
картина скульктура; самолеттің ұшу қасиетін зерттеуге белгіленген макеті;
қандай да бір бұйымның партиясын дайындауға арналған үлгісі болуы мүмкін.
Адамның оқып үйренетін объект туралы ақпараттық модельінің негізін
құрайтын қажетті ақпараттарды жинақауы қажет.
Практикалық есепті шешу тұрғысынан модельдерді пайдалану оқып
үйренетін объектілердегі модельдеудің мәнін, мазмұнын демострациялауға
мүмкіндік береді.
Моделдер адам қызметінің таным, қатынас, практикалық қызмет сияқты
сфераларында қолданылады.
Адамды (модельдеу субектісін):
- модельдеу объектісінің сыртқы түрі;
- модельдеу объектісінің құрылымы
- модельдеу объектісінің үлгісі
қызықтыруы мүмкін.
Модельдің мақсаты мен шешуге тиісті мәселесі осы үш аспектінің бірін
таңдауға ықпал етеді. Модельдің әрбір аспектісі қасиеттерінің жиынтығы
арқылы айқындалады. Модельдерде объектінің барлық қасиеттері емес, тек
қана модельдеу мақсаты тұрғысынан қажетті қасиеттері ғана бейнелейді.
Модельдеудің әрбір аспектісі (түр, ққұрылым, үлгі) өзіндік қасиеттер
құрамымен сипатталады.
Объектінің белгілері сыртқы түрінің сипаттамасы ретінде көрсетіледі.
Тілде бұл белгілер қызыл, сары, дөңгелек, ұзын сияқты сын есімдермен
өрнектеледі.
Объектінің сыртқы түрі оны тану, ұзақ уақыт сақтау (фотография,
порттрет) үшін модельденеді.
Объект құрылымы деп оның элементтері мен олардың арасындағы
байланыстар жиынтығы айтылады.
Құрылымды сипаттауда объектінің құрамдас элементтері мен олардың
қасиеттері көрсетіледі.
Тілде бұл элементтер мен байланыстар: электрон, протон, күш, (атом
сипатталуындағы) энергетикалық деңгей сияқты зат есімдермен өрнектеледі.
Объект құрылымын модельдеу:
- оның көрнекі бейнесі;
- объект қасиеттерін оқып үйрену;
- байланыстық белгілерді айқындау;
- объектінің тиянақтылығын оқып үйренуге қажет.
Уақыт ағымына байланысты шығатын өзгерістер объект күйі деп аталады.
Объект күйінің сипаттамасы оның сыртқы түрі мен құрылымының басқада
объектілермен өзара әсерлерінің уақытқа байланысты нәтижесінің
сипаттамасына келтіреді. Тілде бұл сақтау, даму, айналу сияқты
етістіктермен өрнектеледі.
Объект күйін модельдеу:
- Болжауға ;
- Басқа объектілермен байланыс орнатуға;
- Басқаруға;
- Техникалық құрылғыларды құрастыруға қажет.
Объектілердің кейбір қасиеттерін сандық мән қабылайтын шамалармен
сипаттауға болады. Мысалы: масса, ұзындық өлшемдері бұл жағдайдағы
қасиеттердің параметрлері деп аталады.
1.2. Модель түрлері.
Қолданылу аймағына қарай модель не үшін жене қандай мақсатқа
қолданылады деген сұраққа жауап беру мақсатында оқу, тәжірибелік, ғылыми-
техникалық, ойын, имитациялық тәрізді топтарға жіктеледі.
Оқу моделі — көрнекі оқу құралы, әр түрлі машықтандырушы, үйретуші
программалар түрінде болуы мүмкін.
Тәжірибелік модель—жобалау объектісінің кішірейтілген немесе өте майда
объектілер үшін олардың үлкейтілген көшгірмесі болып табылады. Бұл
модельдер — объектіні зерттеу, қасиеттерін болжау, зерттеу мақсатында
қолданылады. Мысалы, үлкен теңіз кемесінің моделін алдын ала бассейнге
жіберіл, оньң тез қозғалған кездегі ауытқуын, шайқалу кезіндегі
ұстамдылығын анықтайды т.б.
Ғылыми-техникалық модельдер—процестер мен құбылыстарды зерттеу
мақсатында құрылады. Оған мысал ретінде электрондардың жылдамдығын үдеткіш
— синхротрон, найзағайдың разрядын бакқылаушы құрал және теледидар
тексеруге арналған стендтерді айтуға болады.
Ойын модельдеріне — әскери, экономикалык, спорттық ойындар жатады. Бұл
модельдер әр түрлі жағдайда объектіні бақылауға жаттықтырады. Сондай-ак
қарсыласы немесе одақтасы тарапынан болатын іс-әрекетке қарай алдын алу
шараларын анықтауға көмектеседі. Ойын модельдері адамдарға әр түрлі
жағдайда психологиялык көмек көрсетеді.
Имитациялың модель — шын мөніндегі нақты объектіні өте жоғары
дәлдікпен бейнелей алады. Тәжірибе нақты объектіні зерттеу, бағалау
мақсатында бірнеше рет қайталанады немесе бір мезгілде әр түрлі жағдайда
бірнеше ұқсас объектілермен қатар жүргізіледі. Дұрыс шешім тандаудың мұндай
төсілі байқау және қатенің әдісі деп аталады. Мысалы, жаңа дәрілердің өсері
мен қабылдау мөлшерін бекіту үшін оны алдымен тышкандарға беріп, төжірибе
жасайды.
Модельді уақыт факторына байланысты динамикалық және статистпикалық
деп екі топқа жіктеуге болады.
Статистикалық модель деп объект жөнінде алынған ақпараттың белгілі бір
уақыт бөлігіндегі узіндісін айтуга болады. Мысалы, тіс емханасында дәл сол
уақыт мезетіндегі оқушылардың тістерінің жағдайы туралы мәлімет береді:
бастауыш сыныптағылардьң сүт тісі, орта және жоғары буын оқушыларының
емделген, емделуге тиісті тістерінін саны т.б.
Динамикалық модель — уақыт барысындағы объектінің қасиеттерінің
өзгерісін көрсету мумкіндігін береді. Мысалы, жеке оқушының емханадағы
түбіртек кітапшасын динамикалық модель деп айтуға болады. Өйткені, осы
кітапша бойынша жыл сайын олардың денсаулығындағы болып жатқан өзгерістерді
анықтау мүмкіндігі бар. Үй салу кезінде оның ірге тасының қабырғалары мен
тіреулерінің үнемі түсіп түратын күшке шыдамдылығын тексеру керек. Бұл —
үйдің статистикалық моделі. Сондай-ақ дауылға, жер сілкінісіне т.б. уақыт
факторына байланысты болатьш өзгерістерді де ескеру қажет. Бұл мәселелерді
динамикалық модельге сүйене отырып анықтауға болады. Жоғарыдағы мысалдардан
байкағанымыздай бір объектіні статистикалық және динамикалық модельдерді
пайдалана отырып, зерттеу мүмкіндігі бар.
Білім саласыны қарай модель таңбалық және вербалдық болып бөлінеді.
Білім саласына қарай модельдеуге вербальдік (ағылшын тілінен
аударғанда ауызша) модель жатады. Бүл модель ойлау мен оның қорытындысы
нәтижесінде алынады. Вербальдік модель ойда қалуы немесе сөзбен жеткізілуі
мүмкін. Мұндай модельге жолдан өту кезіндегі біздің тәртібімізді жатқызуға
болады. Адам жолдағы жағдайға талдау жасайды, бағдаршамға қарап немесе
көліктің қандай жылдамдықпен келе жатқандығън бағдарлап жолдан өтуді алдын
ала ойша жоспарлайды. Егер осы жоспар, яғни модель дұрыс құрылса, жолдан
сәтті өтеді, ал дұрыс құрылмаса, оқыс жағдай болуы мүмкін. Сондай-ақ
осындай модельге ақынның ойындағы өлең жолдарын, сазгердің әуенін т.б.
мысал ретінде келтіруге болады. Вербальдік модель дегеніміз — ойша немесе
әңгіме турінде жасалган ақпараттьіқ модель.
Таңбалық модель деп арнайы таңбалармен, яғни кез келген жасанды тіл
құралдарымен көрсетілген ақпараттық модельді айтады.
Таңбалық модельдерге сурет, мәтін, график, схемалар мысал бола алады.
Вербальдік және таңбалық модельдер бір-бірімен өте тығыз байланысты.
Адамның ойындағы вербальдік модель әр түрлі таңба арқылы көрсетілуі мүмкін.
Керісінше, таңбалық модель арқылы шын мәніндегі модельді жинактап, ойша
оның дұрыс моделін құруға болады. Мысалы, өзіміз білетін аңызда Ньютонның
басына құлап түскен алма оған Жердің тартылыс күші жонінде ой салды. Осы ой
заңды таңбалар арқылы қорытын жазуға мүмкіндік берді.
Физикалық құбылыстың болу заңдылығын түсіндіретін мәтінді оқыған соң,
адамда ойша оның бейнесі жинақталады. Осылайша бейне нақты құбылысты тануға
әсерін титізеді. Көрсету түріне қарай ақпараттың модельді мынадай топтарға
жіктеуге болады:
Геометриялық модель — графикалық пішіндер мен көлемді көне трукциялар.
Ауызша модель — иллюстрациями пайдаланып, ауызиш және жазбаша сипаттаулар.
Математикалық модель — объект немесе процестің әр турлі
параметрлерінің байланысын көрсететін математикалық формулалар. Құрылымдық
модельдер—схема, графиктер мен кестелер т. б.
Логикалық модель — ой қорытындысы мен шарттарды талдау негізге алынған
іс-әрекеттерді таңдаудың әр турлі нұсқалары көрсетілген модельдер.
Арнайы модельдер — ноталар, химиялық формулала әр түрлі модельдерді
тарату үшін әр түрлі аспаптар қолданылады.
Модельдерді сипаттау үшін көптеген формалды тілдер бар. Материалдык
модель құру үшін суретші қылқаламы, фотоаппарат, ара, балға, сызғыш т.б.
құралдар жеткілікті.
Егер модель абстракты түрде бейнеленсе, оларды сипаттауға мүмкіндік
беретін арнайы тіл, сызба, график, алгоритм, математикалық формулалар т.б.
таңбалық жүйелер қолданылады. Ал оларды тарату екі түрлі құрал арқылы іске
асырылады. Бірі — кәдімгі аспаптар, ал екіншісі — кәдімгі компьютер больш
табылады. Тарату тәсіліне қарай модельдер компьютерлік және компьютерлік
емес болып бөлінеді.
Компьютерлік модель деп программалық орта көмегімені асатын
моделъдерді айтады. Компьютердің ақпаратпен жұмыс істейтіні белгілі.
Қазіргі кезде компьютерлер дыбыстық, бейне, анимация, мәтін, схема, кесте
т.б. ақпараттармен жұмыс істей алады.Осы ақпараттарды өңдеу, тарату,
қабылдау үшін компьютердің техникалық және программалық жасауы болуы тиіс.
Модельді көрсету тәсіліне қарай негізінен үш топқа бөлінеді:
-материалдық (табиғи) модельдеуші объектінің сыртқы түрін, құрылымын
(кристал торлардың модельдері, глобус), жағдайын (самолеттің радио
басқарылымды моделі) бейнелейтін кішіріейтілген үлғайылтылған
көшірмелері;
-бейнеленуші модельдер (геометриялық нүктелер, математикалық маятник,
идеал газ, шексіздік);
-ақпараттық модельдер - модельденуші объектінің ақпаратты кодтау
тілдерінің бірінде жазылған сипаттамасы (сөздік сипаттау, схемалар,
сызбалар, картиналар, суреттер, ғылыми формулалар, бағдарламалар).
Информатика курсында негізінен ақпараттық модельдер қарастырылады.
Ақпараттық модель (Информационная модель; information model) –
1) басқару жүйесінде - автоматтандырылған өңдеуге жататын ақпарат
айналымының процесін параметрлік ұсыну;
2) мәліметтер базасында - тұтастық шектеулер жиынтығы; мәліметтер
құрылымын тудыратын ережелердің, олармен жүргізілетін операциялардың,
сондай - ақ рұқсат етілетін байланыстар мен мәліметтердің мәнін, олардың
өзгерістерінің тізбегін анықтайды; мәліметтер мен олардың арасындағы
қатынастарды матемаетикалық және программалық тәсілдермен ұсыну;
ақпараттық құрылымдар мен олармен жүргізілетін операцияларды
формалдық баяндау.
Ақпараттық модельдердің басқа да ақпарат түрлері сияқты өзіндік
тасымалдаушысы болуы керек. Олар қағаз, сынып тақтасы, қабырға - яғни, бір
нәрсе жазуға, бейнелеуге болатындай кез-келген бет болуы мүмкін. Бұл
тасымалдушыларда модельдер түрлі "физикалық" тәсілдермен: қалам, бор, бояу,
диапроектторлық жарық бейнесі көмегімен жазылады. Біздер жалпы жағдайда
ақпараттық модель түсінігінің аясында берілетін мазмұнда түсінеміз. Мысалы,
квадраттық теңдеу формуласы қалай және қайда жазылғандығына қарамастан
квадраттық теңдеу формуласы болып қала береді.
Модель (фр.modе1е,ит.modе11о, лат.modulus - өлшем, үлгі) - бұл:
- нақты объектінің қарапайымдандырылған ұқсасы;
- заттың кішірейтілген үлғайтылған түрдегі макеті;
- табиғат пен қоғамдағы қандай да бір процесстіңқұбылыстың бейнесі,
сипаттамасы және схемасы;
- жұмыс істеуі анықталған параметрлер бойынша нақты объектінің жұмыс
істеуіне ұқсас физикалық ақпараттық аналогы;
- анықталған шарттарда түпнұсқа объектінің бізді қызықтыратын
қасиеттері мен сипаттамасын алмасыра алтын алмастырушы – объектісі;
-модельдеу мақсаты тұрғысынан оқып үйренетін объектініңқұбылыстың
кейбір нақты жақтарын бейнелейтің жаңа объект.
Материалдық модельді басқа сөзбен заттық немесе физикалық деп айтуға
да болады. Олар түпнүсқаның геометриялық және физикалық қасиеттерін
көрсетеді. Материалдық модельдердің қарапайым мысалдарғаы балалар
ойьшшықтарын алуға болады. Ойыншықтар көмегімен кішкене кезінен бала
қоршаған орта жөнінде түсінік ала бастайды. Мысалы, кішкене жұмсақ жолбарыс
ойыншығымен ойнаған бала, зоопаркте оны бірден таниды. Сондай-ақ
материалдық модельге биология кабинетіндегі құстар сүлбасы, тарих және
география пәндеріндегі пайдаланылатын карталар, күн жүйесіндегі
планеталардың схемалары, жер серігінің макеттері т.б. мысал бола алады.
Мектептегі оқу құралдарымен бірге физикалық және химиялық тәжірибелер де
материалдың модель болады. Бұл тәжірибелер процестерді модельдейді. Сутегі
мен оттегінің арасындағы реакцияны көрсету тәжірибесі арқылы процесті
бақылай аламыз. Материалдың модель объектіні, процесті, құбылысты
материалдың жағынан зерттеуге мүмкіндік береді. Ақпараттық модельді қолмен
ұстап, көзбен көре алмаймыз. Себебі, олар тек ақпараттарға ғана құрылады.
Мұндай модельдер қоршаған ортаны ақпараттық жағынан зерттеуге мүмкіндік
береді.
Ақпараттық модель дегеніміз—объектінің, процестің, қубылыстың
қасиеттері мен күйін сипаттайтын ақпарат жиынтығы және сыртқы әлеммен өзара
байланыс болып табылады.
1.3. Компьютерлік модельдеу негіздері.
Бітімдер, модельдер шынайы өмірдегі зат қолда болмаған кезде онын
орнын алмастыруда қолданылады. Модельдерді білім беру кезінде көп
пайданаланады. Сонымен қорыта келгенде модель дегеніміз – шынайы өмірдегі
затты алмастыра алатын материалды немесе ойдағы бір объект.
Модель болу үшін мына шарттарды қанағаттандары қажет:
- модель бұл өзі де объект болып саналады;
- модель материалды түрде де ойша түрде де бола алады;
- модель шынайы өмірдегі затты алмастыра алады;
- модель шынайы өмірдегі заттың қасиетін сақтау керек, айтпесе ол
басқа заттын моделі;
- модель зерттеуге қажет қана қасиеттерін сақтай алса болғаны.
Ақпараттық модель – бұл кең көлемде ойлағанда кез-келген объектінің
ойша немесе шартты пігіні (24,66) ойша модельдеу ақпаратты процеске
әкеледі. Ақпараттың өмір сүру формасы екі фактормен анықталады: кодтау
әдісі (құпия сан - әріппен құпиялау) және материалды тасымалдаушы
құпиялау (кодтау) әліпбиімодельдеу объектісінің зерттеу дәрежесін
анықтайды. Бұдан шығатыны ойша модельдеу сұрыптағанда көз алуына келтіру
(елестету) амалдарын ажырата білу өте маңызды.
Бейнелік модельдеу – бұл түпнұсқа қасиеттерінің көрнекі сезім
бейнелеуі көмегімен, табиғи тілмен суреттеуі немесе суретпен бейнеленеуі.
Ақпарат тасымалдаушы адам организмінен тыс орналасуы да мүмкін. Мысалы:
суретті кесіндемелер, суреттер, кинофильмдер, ауызша әңгімелер, көптеген
физикалық модельдер: Резердюр мен Бор ұсынған атом моделі газдардың
кинетикалық теориясындағы басқа шарлар.
Материалды моделдеу (табиғи) түп нұсқаның өзіндік ерекшеліктерімен
физикалық және формалды моделдеу болып бөлінеді, немесе А.Б Горстко
теориясы бойынша іспеттес деп аталады. Физикалық моделдеу құрылғысында,
қайта өндіру құрылымы немесе моделдеу объектісінің іс әрекеті, сол
табиғаттың объектісі, моделденуші объектпен бірдей ұшу аппаратарының
моделі, автомобильдер, кемелер т.б планеталар, гидротехникалық
құрылғылардағы суы бар, жаймалардың моделі құюға арналған қалыптар; үй
макеттері қозғалмалы бөліктері жоқ қуыршақтар – бұның бәрі материалдық
физикалық моделдер.
Компьютерлік модельдеу біздің өмірімізге дәл қазіргідей толығымен
еніп, үлкен маңызға ие болады дегенді, кеше ғана елестету қиын еді. Соңғы
он жылдағы технологияның қарқынды дамуы компьютерлік технологияның және
оны бағдарламалық қамтамасыз ету саласының тез дамуына ықпал етті. Қазіргі
өлшемдер бойынша маңызды емес болып көрінген арнайы эффектілер көмегімен
құрылған фильмдер эпизоды, кезінде таңданыс толқыны мен пікірталас
тудырғаны белгілі.
Қазір кино мен теледидардағы арнайы эффектілермен ешкімді таңдандыра
алмайсың. Олар компьютерлік графиканы және соның ішінде үш өлшемді
модельдеуді құру бағдарламасының жалпылай тарауының арқасында күнделікті
құбылыс бола бастады. Үш өлшемді графиканың бағдарламалары өз мүмкіндіктері
бойынша ең қызықтылары және меңгерілуі бойынша ең күрделілері.
Компьютерлік графика – әр түрлі кескіндерді (суреттерді, сызбаларды,
мультипликацияларды) компьютердің көмегімен алуды қарастыратын
информатиканың маңызды саласы.
Дербес компьютерді пайдаланушылардың қатарында компьютерлік графикамен
айналысатындардың саны күн санап артып келеді. Қазіргі кез-келген мекемеде
кей уақытта газеттер мен журналдарға жарнамаларға тапсырыс беру немесе
жарнамалық парақшалар мен буклеттер басып шығару қажеттілігі туындайды.
Олардың кейбіреулері осындай жұмыстарды арнайы дизайнерлік бюролар мен
жарнамалық агенттіктерге тапсырса, кейбіреулері қолда бар программалық
құралдарын пайдаланып, өз күштерімен жасауға тырысады.
Қазіргі танымал программалардың ешқайсысы компьютерлік графикасыз
жұмыс істемейді. Статистикаға сүйенсек, жаппай қолданыста жүрген
программаларды жасап шығарушы программистік ұжымның қызметкерлері өз
жұмыстарының 90 % уақытын осы графикамен шұғылдануға жұмсайды екен.
Графикалық программаларды кең көлемде қолдану қажеттілігі
Интернеттің және бірінші кезекте миллиондаған интернет парақтарын бір
өрмекпен байланыстырған World Wide Web қызметінің пайда болуынан
туындады. Өйткені компьютерлік графикасыз безендірілген web-парақтың
бүкіләлемдік желіде басқалардың көзіне түсіп, танымал болуы екіталай.
Қазіргі компьютерлік графика тек көркемдеу мен безендірумен үшін ғана
емес, ғылым мен медицинаның барлық саласында, коммерциялық және әкімшілік
қызмет орындарында алуан түрлі ақпаратты көрнекі түрде көрсету үшін
сызбалар, графиктер, диаграммалар жасау үшін қолданылады.
Конструкторлар автомобильдің немесе ұшақтың жаңа үлгілерін құрастырған
кезде олардың соңғы көрінісін алу үшін үшөлшемді графикалық объектілерді
қолданады. Архитекторлар монитор экранында болашақ ғимараттың кең көлемді
кескінін жасап, оның жер бедерімен қалай жанасатынын алдын-ала болжай
алады.
1.3.1. Компьютерлік модельдеудің негізгі салалары.
Қазіргі компьютерлік графика қолданылу әдісі бойынша мынадай негізгі
салаларға бөлінеді:
- Ғылыми графика. Алғашқы компьютерлер тек ғылыми және өндірістік
есептерді шығару үшін қолданылды. Есептерден шыққан нәтижелерді
дұрыс түсіну үшін оларды графикалық тұрғыда өңдеп, графиктер, мен
диаграммалар, сызбалар тұрғызған. Машинадағы алғашқы графиктерді
символдық режимде басып шығаратын. Кейін сызбалар мен графиктерді
қағазға қаламұштың көмегімен сызатын арнайы құрылғылар –
графиксалғыштар (плоттерлер) пайда болды.
Қазіргі заманғы ғылыми компьютерлік графика әр түрлі есептеу
тәжірибелерін жүргізіп, олардың нәтижесін көрнекі түрде көрсетуге мүмкіндік
береді.
- Іскерлік графика – қандай да бір мекеме жұмысының көрсеткіштерін
көрнекі түрде ұсыну үшін қолданылатын компьютерлік графиканың
маңызды саласы. Іскерлік графиканың көмегімен жоспар көрсеткіштерін,
есеп құжаттарын, статистикалық есептерді және т.б. объектілерді
көрнекі түрде ұсынуға болады. Іскерлік графиканың программалық
жабдықтары электронды кестелердің құрамында болады.
- Конструкторлық графика - инженер-конструкторлардың,
архитекторлардың, жаңа техниканы ойлап шығарушы өнертапқыштардың
жұмысында қолданылады. Компьютерлік графиканың бұл түрі САПР-
дың(систем автоматизации проектирования- жобалауды автоматтандыру
жүйесі) міндетті элементі болып табылады. Конструкторлық графика
құралдарын пайдалана отырып жазықтықтағы кескіндерді (проекциялар,
сызбалар) ғана емес, кеңістіктегі үшөлшемді кескіндерді де жасауға
болады.
- Суреттеу графикасы (көркем графика) деп компьютер экранында ерікті
түрде сурет салу мен сызуды айтады. Суреттеу графикасының пакеттері
жалпы мақсатта пайдаланылатын қолданбалы программалық
жасақтамалардың қатарына енеді. Суреттеу графикасында қолданылатын
қарапайым программалық жабдықтарды графикалық редакторлар деп
атайды.
- Жарнамалық графика – теледидар пайда болғаннан кейін танымал бола
бастады. Қазір компьютердің көмегімен жарнамалық роликтер,
мультфильмдер, компьютерлік ойындар, видеодәрістер мен
видеопрезентациялар жасалады. Оларды жасау үшін қолданылатын
графикалық пакеттер осы мақсатта қолданылатын компьютерлердің жады
мен жұмыс істеу жылдамдығына үлкен талап қояды. Осы графикалық
пакеттердің басты ерекшелігі ретінде олардың шыншыл кескіндер мен
қозғалатын суреттерді жасау мүмкіндігін айтуға болады. Үшөлшемді
объектілерден тұратын суреттерді салу, оларды бұру, жақындату,
аластату, деформациялау үлкен көлемде математикалық есептеулерді
қажет етеді. Мысалға, объектінің жарықтылық деңгейін сол объектіге
түсіп тұрған жарық көзін, оны қоршаған заттардың, олардың
көлеңкелерін есепке ала отырып бейнелеу үшін оптиканың заңдарын
есепке алатын күрделі есептеулерді жүргізу қажет.
- Компьютерлік анимация деп дисплей экранында қозғалатын кескіндерді
жасау өнерін айтады. Суретші қозғалатын объектінің бастапқы және
соңғы қалпын бейнелейтін суреттерді ғана салады, ал осы екі суреттің
арасындағы барлық қозғалысты компьютер осы объектіні қозғалтуға
қажетті алдын-ала белгіленген математикалық есептеулерді орындай
отырып өзі суреттеп шығады. Белгілі бір жиілікпен бірінен кейін бірі
пайда болатын осындай суреттердің жиынтығы экранда қозғалатын
суреттерді бейнелеуге мүмкіндік береді.
- Мультимедиа деп - компьютер экранындағы жоғары сапалы кескінді
дыбыстық сүйемелдеумен біріктіруді айтады. Мультимедиа құралдары
оқу-ағарту саласында, электронды ақпарат құралдарында және т.б.
мақсатта қолданылады. Мультимедиа мүмкіндіктерін толық пайдалану
үшін компьютерге арнайы программаларды орнатып қана қоймай, арнайы
құрылғыларды қосу қажет.
1.3.2. Компьютерлік модельдеудің түрлері
Компьютерлік графика үш түрге: растрлық, векторлық және фракталдық
болып бөлінеді. Олар бір-бірінен монитор экранында бейнелену және қағаз
бетіне басып шығарылған кезде кескіндердің қалыптасу принциптері бойынша
ажыратылады.
Растрлық графикада кескіндер түрлі-түсті нүктелердің жиынтығынан
тұрады.Графикалық ақпараттың осындай нүктелер жиыны немесе пиксельдер
түрінде ұсынылуы растрлық түрдегі ұсынылу болып табылады. Растрлық кескінді
құрайтын әрбір пиксельдің өз орны мен түсі болады және әр пиксельге
компьютер жадында бір ұяшық қажет.
Растрлық кескіннің сапасы сол кескіннің өлшеміне (тігінен және
көлденең орналасқан пиксельдердің саны) және әр пиксельді бояуға қажетті
түстердің санына тәуелді болады.
Мұндай типті кескіндер Adobe Photoshop, Corel Photo, Photofinish
секілді қуатты графикалық редакторларда өңделеді. Растрлық кескіндер
векторлық кескіндерге қарағанда сапасы жоғары, әсерлі болады. Қарапайым
фотосуреттердің өзі компьютерде растрлық кескін түрінде сақталады. Растрлық
кескіндерді Paint, Adobe Image Ready секілді программаларды қолданып қолдан
жасауға да болады.
Растрлық кескіндердің артықшылықтары да, кемшіліктері де бар.
Артықшылығы: растрлық кескінді түзетуге, әдемілей түсуге, яғни оның кез-
келген бөлігін өзгертуге болады; нүктелерді қажет болмаса ішінара алып
тастауға немесе қоюлатуға, сондай-ақ кескіннің әр нүктесін ақ-қара немесе
басқа кез келген түске өзгертуге болады. Кемшілігі: растрлық кескін
өлшемінің масштабын өзгерткенде (бір немесе бірнеше бағытта созу немесе
сығу) кескіннің сапасын жоғалтатыны. Мысалы, кескінді үлкейткенде, оның
көрінісі дөрекіленіп кетсе, кішірейткенде – кескін сапасы өте нашарлап
кетеді (нүктелерін жоғалтқандықтан). Растрлық кескіндердің тағы бір
кемшілігі – файлдар өлшемдерінің өте үлкендігінде (түстері неғұрлым көп
және сапасы жоғары болған сайын, олар соғұрлым үлкен болады). Бірақ бұл
кемшіліктеріне қарамастан, қазіргі техникада растр өте жоғары сапалы кескін
алуға мүмкіндік береді. Сондықтан растрлық кескіндер көркем графикада
кеңінен қолданылады. Растрлық графика электронды (мультимедиалық) және
полиграфиялық басылымдарды жасап шығару үшін де жиі қолдылады. Растрлық
графикалық редакторлар көбінесе жаңа суреттерді салу үшін емес, дайын
суреттерді өңдеу үшін қолданылады. Осы мақсатта көбінесе суретшілердің
қолымен салынған дайын суреттер сканерленіп алады немесе фотосуреттер
алынады. Соңғы кездері растрлық кескіндерді компьютерге енгізу үшін сандық
фотокамералар мен видеокамералар кеңінен қолданылуда.
Векторлық кескіндер, бұл - сызық, доға, шеңбер және тікбұрыш сияқты
геометриялық объектілер жинағынан тұратын кескіндер. Бұл жерде вектор
дегеніміз - осы объектілерді сипаттайтын мәліметтер жиынтығы.
Векторлық графиканың басты артықшылығы оған кескін сапасын жоғалтпай
өзгеріс енгізуге, оңай кішірейтуге және үлкейтуге болатындығы. Келесі
артықшылығы - векторлық кескіндердің ақпараттық көлемі растрлық
кескіндермен салыстырғанда әлдеқайда аз болады. Векторлық кескіндер
СorelDRAW, Adobe illustrator, Micrografx Draw секілді векторлық графикалық
редакторларда жасалады.
Векторлық графикамен жұмыс істеуге арналған программалық құралдар
бірінші кезекте кескіндерді өңдеу үшін емес, оларды жаңадан салу үшін
қолданылады. Бұндай құралдар жарнама агенттіктерінде, дизайнерлік
бюроларда, редакциялар мен баспаханаларда кеңінен қолданылады. Қарапайым
геометриялық объектілер мен қаріптерді пайдалануға негізделген безендіру
жұмыстары векторлық графика құралдарының көмегімен әлдеқайда оңай іске
асады.
Фракталды графиканың жасалу әдісі сурет салуға немесе безендіруге
емес,програмалауға негізделеді. Егер растрлық графикада растр (пиксель), ал
векторлық графикада сызық базалық элемент болып табылса, фракталдық
графикада математикалық формуланың өзі базалық элемент болып табылады, бұл
компьютердің жадында ешқандай объект сақталмайды, кескін тек қана теңдік
бойынша салынады деген сөз.
Үш өлшемді графика. Графиканың бұл түрі ғылыми есептеулерде,
инженерлік жобалауда, физикалық объектілерді компьютерлік модельдеуде
қолданылады. Объектілерді кеңістікте модельдеу үшін:
1) объектінің табиғи пішіміне неғұрлым толық сәйкес келетін
виртуальдық каркасын жобалап және құру қажет;
2) көнекілеудің физикалық қасиеттері бойынша табиғиға ұқсас
виртуалдық материалдарды жобалап және жасау қажет;
3) материалдарды объекті беттерінің бөліктеріне меншіктеу қажет;
4) кеңістіктіктің физикалық параметрлерін құру қажет – жарықты,
гравитацияны, атмосфера қасиеттерін беру керек;
5) объектілердің қөзғалыс траекторияларын беру қажет;
6) кадрлардың қорытындыға жету тізбегін есептеу қажет;
7) беттік эффектілерді қорытынды анимациялық білікке салу керек;
Табиғиға ұқсас кескіндерді есептеу үрдісін рендеринг деп атайды.
Күрделі математикалық модельдерді қолдану физикалық эффектілерді жүзеге
асырауға мүмкіндік жасайды (жарылыстар, жаңбыр, от, түтін, тұман). Әртүрлі
процедуралық эффектілер мен бөлшектер жүйелерінің байланысын есептеудің
әдістері бар.
Қолданылуы. Нақты уақыт режімінде үш өлшемді моделдеудің ерекше
қолдану облысын техникалық құралдардың жаттықтырғыштары құрайды –
автомобильдердің, кемелердің, ұшу және космостық аппараттардың. Оларда
объектілердің техникалық параметрлері мен қоршаған ортаның физикалық
қасиеттерін дәл жүзеге асыру қажет. Дәл осы уақытта ең жетілдірілген мұндай
құрылғылар космостық кемелер мен әскери ұшу аппараттарын басқаруға үйрету
үшін жасалған.
Үш өлшемді графикалы өңдеудің программалық жабдықтары. Ондай
жабдықтарды үш десте құрады. Олар үлкен қуатты ДК-да Windows NT операциялық
жүйесінің басқаруымен жұмыс істейді.
a) 3D Studio MAX - Kinetix фирмасының жартылай мамандаедырылған
программасы, бірақ оның жабдықтары өлі дүниенің сапалы үш өлшемді
кескіндерін жасауға мүмкіндік береді;
b) Softimage 3D – Microsoft фирмасының жабдығы. Программаның
ерекшелігі - модельдеудің кең мүмкіндіктері, басқарылатын физикалық және
кинематографиялық параметрлердің көптігі;
c) Maya – Alias, Wavefroht, TDI компанияларының консорциумы жасаған.
Әртүрлі операциялық жүйелер үшін нұсқалары бар, модульдық құрылымды және
төмендегідей блоктардан тұрады:
1) BASE, программаның ядросын құрайды, негізгі моделдеу құралдарын
басқарады;
2) Maya FX, қосымша модулдер жиынтығы, бөлшектер жүйелерін өңдеу
эффектілерін және жұмсақ денелердің әсерлесуін моделдеуді басқарады;
3) Maya Power Modeler, полигондық және сплайндық моделдеудің қуатты
құралдары;
4) Maya Cloth, киімдерді моделдеуге арналған және т.б.
Қазіргі заманда үш өлшемді графиканы құру мен өңдеудегі ең алдыңғы
қатарлы десте болып Maya саналады.
Графикалық мәліметтерді көрсету. Компьютерлік графикада кескіндерді
сақтау файлдары пішімдерінің ең кемінде 30-дай түрі қолданылады. Бірақ
олардың бір бөлігі ғана стандарт бола алды және көпшілік программаларда
қолданылады:
➢ TIFF (жоғарғы сапалы растрлық кескіндерді сақтауға арналған
пішім (.TIF) Көпшілік графикалық, беттеу, дизайнерлік
программаларда қолданылады);
➢ PSD (Adobe Photoshop программасының өзіндік форматы, растрлық
графикалық ақпараттарды сақтаудың мүмкіндіктері жоғары
пішімдерінің бірі);
➢ PSX (Painbruch программасының растрлық мәліметтерді сақтау
пішімі);
➢ Windows Bitmap (Windows операциялық жүйесінде растрлық
кескіндерді сақтау пішімі (.BMP). Осы ортада жұмыс істейтін
қосымшаларда қолданылуы мүмкін);
➢ PNG (кескіндерді Интернетте жариялау үшін сақтау пішімі);
➢ WMF (Windows 95 операциялық жүйесінде векторлық кескіндерді
сақтау пішімі).
1.4. Үш өлшемді графиканың негізгі түсініктері
Үш өлшемді графика ғылыми есептеулер, инженерлік жобалау және
физикалық объектілерді компьютерде үлгілеу облыстарында кең таралған. Мысал
ретінде үш өлшемді үлгілеудің күрделі нұсқасын - физикалық дененің
қозғалатын суретін жасауды қарастыру.
- объектінің шынайы формасына сәйкес келетін виртуалды каркасын
(қанқа) жобалау және жасау;
- шынайы физикалық қасиеттері бойынша материалдарға ұқсас виртуалды
материалдарды жазу және жобалау;
- объектінің әртүрлі сыртқы бөліктеріне материалдарды меншіктеу;
- объекті әрекет ететін кеңістіктің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz