1. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.М.Горького Разработка интерфейса моделирования трехмерных сцен Дипломная работа Студента IV курса ЧЕРЕПАНОВА АНТОНА ВЛАДИМИРОВИЧА Научный руководитель ­ кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информатики и процессов управления ЛАХТИН АЛЕКСЕЙ СТАНИСЛАВОВИЧ 2010 г.

2. Постановка задачи Разработкаинтуитивно-простого интерфейса ввода трехмерных объектов с последующим управлением трехмерной сценой для построения чертежей по планиметрии и стереометрии с учетом специфики математической дисциплины геометрии

4. Открытость для сторонних разработчиков, которые могут внести необходимые преобразования в пакет и привести его в соответствие со своими нуждами.

5. Высокая стоимость лицензий порядка нескольких тысяч долларов.

7. Структурная организация трехмерного редактора Класс MainForm – класс главного окна приложения. Через него осуществляется дальнейшее управление приложением. Класс AbstractFigureForm– класс-корень, от которого начинается древо наследования классов – форм, отображающих свойства геометрических примитивов. Класс AbstractFigure – класс-корень, от которого начинается древо наследования классов геометрических объектов

8. Вид главного окна приложения

9. Структура служебных классов Programи MainForm – главные классы приложения. GraphicDeviceService, ServiceContainer, ErrorLogger, ContentBuilder– графическая подсистема. Point, PickObject, SpaceTransform – служебные классы XNAFormClassи Resources – классы, созданные VisualStudio

10. Структура классов геометрических объектов Класс AbstractFigure –класс-предок для всех классов геометрических объектов, содержит единые для всех методы и поля. Sphere, Cube, Polyhedron, Pyramid – классы конкретных геометрических примитивов. SystemCentr – объект, представляющий систему координат, отображается как тройка векторов базиса.

11. Многогранник: «кристаллический» алгоритм 1. Необходим алгоритм, математически строго задающий многогранник. 2. На первый взгляд, самое очевидное – расположить вершины на поверхности сферы. НЕВОЗМОЖНО. 3. Расположить произвольное количество вершин в окружности ВОЗМОЖНО при любом количестве вершин. 4. Идея: располагаем вершины в нескольких окружностях, так что бы P*Q = N-1для N=2k+1и P*Q=N-2 для N=2k, где P – количество вершинв окружности, Q – количество кругов. 5. Каждый круг поворачиваем вокруг главной оси на половину «единичного» угла для получения треугольных граней. 6. Оставшиеся две либо одну вершины располагаем над верхними и нижними слоями как полюсы многогранника. 7. Получаем многогранник из n вершин, заданный кристаллом, имеющий известную топологию

12. Многогранник: «кристаллический» алгоритм

13. Структура классов-форм геометрических объектов AbstractFigureForm – предок для классов-форм, содержит единые для всех форм методы и поля. CubeForm, PolyhedronForm, PyramidForm, SphereForm –формы свойств соответствующих объектов. Система координат не имеет своей формы, поскольку не геометрический объект в привычном нам понимании.

15. Иллюстрация разработки графического приложения, демонстрирующая приемы трехмерного моделирования.

16. Расширяемость проекта, дальнейшее развитие.

17. Возможность использовать приложение в качестве «движка» для дальнейшего трехмерного или математического моделирования, возможно моделирование физических или механических систем, используя анимацию объектов.