![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Компьютеры, Программирование
Программное обеспечение
Построение линии пересечения объёмных геометрических объектов |
Задание №1Построение линии пересечения объёмных геометрических объектов 1.1 Цель работы Выработка практических навыков в разработке и отладке программ для построения линий пересечения объёмных геометрических объектов. 1.2 Индивидуальное задание Построить поверхности второго порядка и их линию пересечения. Вариант a b c d E R 9 140 30 1 1 1 90 1.3 Решение задания Представим систему в численном виде: Из неё легко проверить, что получается такая система Первое уравнение является уравнением окружности с радиусом , расположенной параллельно плоскости XY на уровне . Эта окружность и является линией пересечения конуса и эллипсоида. 1.4Текст программы ;Co us (defu co us() (se q zmax 140.0) (se q z 0.0) (se q dz 5) (while (&l ;= z zmax) (se q r (sqr ( ( z z) (/ ( 140 140) ( 30 30))))) (if (= r 0) (comma d &quo ;poi &quo ; (lis 0 0 0)) (comma d &quo ;circle&quo ; (lis 0 0 z) r) ) (se q z ( z dz)) ) (se q dphi (/ ( 10 pi) 180)) (se q phi 0) (while (&l ;= phi ( 2.0 pi)) (comma d &quo ;li e&quo ; (lis 0 0 0) (lis ( r (cos phi)) ( r (si phi)) z)) (comma d) (se q phi ( phi dphi)) ) ) ; Ellipse i YZ (defu ell Y(fy fz) (se q xmax 90.0) (se q dx 10.0) (se q dy 10.0) (se q x -90.0) (while (&l ;= x xmax) (se q ya 0.0) (se q yk (sqr (- ( 90.0 90.0) ( x x)))) (se q z ( fz (sqr (- 8100.0 ( x x))))) (se q p1 (lis x ya z)) (while (&g ; (- yk ya) dy) (se q ya ( ya dy)) (se q y ( fy ya)) (se q z ( fz (sqr (- 8100.0 ( x x) ( y y))))) (se q p2 (lis x y z)) (comma d &quo ;li e&quo ; p1 p2 &quo ;&quo ;) (se q p1 p2) ) (se q y ( fy yk)) (se q p2 (lis x y 0.0)) (comma d &quo ;li e&quo ; p1 p2 &quo ;&quo ;) (se q x ( x dx)) ) ) ; ; Ellipse i XZ (defu ell X (fx fz) (se q ymax 90.0) (se q y -90.0) (while (&l ;= y ymax) (se q xa 0.0) (se q xk (sqr (- ( 90.0 90.0) ( y y)))) (se q z ( fz (sqr (- 8100.0 ( y y))))) (se q p1 (lis xa y z)) (while (&g ; (- xk xa) dx) (se q xa ( xa dx)) (se q x ( fx xa)) (se q z ( fz (sqr (- 8100.0 ( x x) ( y y))))) (se q p2 (lis x y z)) (comma d &quo ;li e&quo ; p1 p2 &quo ;&quo ;) (se q p1 p2) ) (se q x ( fx xk)) (se q p2 (lis x y 0.0)) (comma d &quo ;li e&quo ; p1 p2 &quo ;&quo ;) (se q y ( y dy)) ) ) ; ; li e cross (defu lc(fl) (se q x -88) (se q dx 2) (se q x ( fl x)) (se q y (sqr (- 7744.3902 ( x x)))) (se q z 18.86) (se q y ( fl y)) (se q p1 (lis x y z)) (se q x ( fl x)) (while (&g ; (- 88 x) dx) (se q x ( x dx)) (se q x ( fl x)) (se q y (sqr (- 7744.3902 ( x x)))) (se q y ( fl y)) (se q z 18.86) (se q p2 (lis x y z)) (comma d &quo ;li e&quo ; p1 p2 &quo ;&quo ;) (se q x ( fl x)) (se q p1 p2) ) (se q x 88) (se q x ( fl x)) (se q y (sqr (- 7744.3902 ( x x)))) (se q z 18.86) (se q p2 (lis x y z)) (se q x ( fl x)) (comma d &quo ;li e&quo ; p1 p2 &quo ;&quo ;) ) ; ; co rol (Defu gr() (se q sb (ge var &quo ;blipmode&quo ;)) (se q sc (ge var &quo ;cmdecho&quo ;)) (comma d &quo ;erase&quo ; &quo ;all&quo ; &quo ;&quo ;) (se var &quo ;blipmode&quo ; 0) (se var &quo ;cmdecho&quo ; 0) (comma d &quo ;color&quo ; 5) (ell Y 1 1) (ell Y 1 -1) (ell Y -1 1) (ell Y -1 -1) (ell X 1 1) (ell X 1 -1) (ell X -1 1) (ell X -1 -1) (comma d &quo ;color&quo ; 3) (co us) (comma d &quo ;color&quo ; 2) (lc 1) (lc -1) (se var &quo ;blipmode&quo ; sb) (se var &quo ;cmdecho&quo ; sc) ) Результат выполнения программы Задание № 2Методы конструирования кривых.
2.1 Цель работы Выработка практических навыков конструирования кривых. 2.2 Индивидуальное задание Сконструировать кривую по заданным точкам методом Фергюсона. Создать функцию рисующую кривую в плоскости XY, исходные точки отметить маркерами. Оформить таблицу значений функции и отклонений от заданных значений в опорных точках. Вариант 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 09 49,0 105,3 172,3 211,1 183,0 49,0 28,0 -31,5 -78,6 -95,8 -66,1 28,0 Аппроксимация кривой методом Фергюсона Сегмент кривой может быть описан векторным уравнением: r(u)=a3u3 a2u2 a1u a0 , (1) где r(u)- радиус-вектор текущей точки кривой : u – параметр, 0&l ;=u&l ;=1; a1 – векторы коэффициентов i=0.3. уравнение (1) – представляет собой векторную форму записи системы: x(u)=a13u3 a12u2 a11u a10; y(u)=a23u3 a22u2 a21u a20; (2) z(u)=a33u3 a32u2 a31u a30; Таким образом, для определения сегмента кривой необходимо знать 4 вектора или 12 коэффициентов. Обычно задаются значения r(u) и r’(u) на концах сегмента: r(0)=a0; r(1)=a3 a2 a1 a0; (3) r’(0)=a1; r’(1)=3a3 2a2 a1; Решив систему, уравнений относительно (3) a0 ,a1 , a2 , a3 и подставив полученные значения в уравнение сегмента кривой в форме Фергюсона: Однако в индивидуальном задании дано 6 точек и не указаны значения производных на концах отрезка – делаю вывод, что аппроксимацию необходимо проводить для сплайна степени 5 – так, как для построения сплайна степени необходимо знать 1 радиус-вектор. Итак, уравнение сегмента проходящего через заданные точки в векторной форме: r(u)=a5u5 a4u4 a3u3 a2u2 a1u a0 (4) Система (2) запишется в следующем виде для плоского сплайна: x(u)=a15u5 a14u4 a13u3 a12u2 a11u a10; y(u)=a25u5 a24u4 a23u3 a22u2 a21u a20; (5) Подставляя значения из заданной таблицы в систему (5) и решая её относительно коэффициентов a, получим шесть векторов входящих в уравнение кривой (4), которая проходит через шесть точек. (6) (7) В результате решения системы (6) методом Гаусса получим: a15=117,1875; a14=-255,208(3); a13=-621,3541(6); a12=563,958(3); a11=195,41(6); a10=49,0. В результате решения системы (7) методом Гаусса получим: a25=156,25; a14=-351,5625; a13=-630,208(3); a12=-143,4375; a11=-291,458(3); a10=28,0. Итак, имеется 6 векторов и параметрический сплайн 5 степени – это есть необходимое и достаточное условие построения сегмента кривой проходящего через 6 точек. 2.4 Текст программы, реализующей метод Фергюсона. (defu ask2() (comma d &quo ;erase&quo ; &quo ;all&quo ; &quo ;&quo ;) (se q a15 117.1875) (se q a14 -255.2083333) (se q a13 -621.3541666) (se q a12 563.9583333) (se q a11 195.4166666) (se q a10 49.0) (se q a25 156.25) (se q a24 -351.5625) (se q a23 630.2083333) (se q a22 -143.4375) (se q a21 -291.4583333) (se q a20 28.0) (se var &quo ;pdmode&quo ; 2) (comma d &quo ;poi &quo ; (lis 49.0 28.0)) (comma d &quo ;poi &quo ; (lis 105.3 -31.5)) (comma d &quo ;poi &quo ; (lis 172.3 -78.6)) (comma d &quo ;poi &quo ; (lis 211.1 -95.8)) (comma d &quo ;poi &quo ; (lis 183.0 -66.1)) (comma d &quo ;poi &quo ; (lis 49.0 28.0)) (se q u 0) (se q du 0.01) (se q file1 (ope &quo ;c: myda a1. x &quo ; &quo ;w&quo ;)) (while (&l ;= u 1.0
) (se q x1 ( ( (exp u 5) a15) ( (exp u 4) a14) ( (exp u 3) a13) ( (exp u 2) a12) ( u a11) a10)) (se q y1 ( ( (exp u 5) a25) ( (exp u 4) a24) ( (exp u 3) a23) ( (exp u 2) a22) ( u a21) a20)) (if (or (&l ;= (abs (- u 0)) 0.00001) (&l ;= (abs (- u 0.2)) 0.00001) (&l ;= (abs (- u 0.4)) 0.00001) (&l ;= (abs (- u 0.6)) 0.00001) (&l ;= (abs (- u 0.8)) 0.00001) (&l ;= (abs (- u 1.0)) 0.00001)) (pri (lis x1 y1) file1) ) (se q u ( u du)) (se q x2 ( ( (exp u 5) a15) ( (exp u 4) a14) ( (exp u 3) a13) ( (exp u 2) a12) ( u a11) a10)) (se q y2 ( ( (exp u 5) a25) ( (exp u 4) a24) ( (exp u 3) a23) ( (exp u 2) a22) ( u a21) a20)) (comma d &quo ;li e&quo ; (lis x1 y1) (lis x2 y2)) (comma d) ) (pri (lis x2 y2) file1) (close file1) ) 2.5 Таблица, получаемая в результате выполнения задания: (49.0 28.0) вектор отклоненией– (0,0) (105.3 -31.5) вектор отклоненией– (0,0) (172.3 -78.6) вектор отклоненией– (0,0) (211.1 -95.8) вектор отклоненией– (0,0) (182.0 -67.1) вектор отклоненией– (1,1) (49.0 28.0) вектор отклоненией– (0,0) 2.6 Рисунок с экрана 2.7 ВыводИз таблицы делаю вывод, что из-за аппаратного представления действительных чисел возможны небольшие погрешности на больших расстояниях, проходимых точкой по кривой. Задание № 3Методы конструирования кривых. 3.1 Цель работы Выработка практических навыков конструирования кривых. 3.2 Индивидуальное задание Сконструировать кривую по заданным точкам методом Безье. Создать функцию рисующую кривую и характеристическую ломанную. Оформить таблицу значений функции и отклонений от заданных значений в опорных точках. Вариант 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 09 49,0 105,3 172,3 211,1 183,0 49,0 28,0 -31,5 -78,6 -95,8 -66,1 28,0 3.3 Аппроксимация методом Безье В системах автоматизации проектирования и производства для конструирования кривых и поверхностей применяется аппроксимация методом Безье. Сущность метода заключается в следующем. Пусть задана совокупность из ( 1) точек которую будем называть ломаной Безье. Кривая Безье, соответствующая этой ломаной, описывается в виде функции параметра следующим полиномом: , (8) где - радиус-вектор точек на кривой, а J i( ) - аппроксимирующие многочлены Бернштейна, равные (9) Здесь 0Ј Ј1 и, кроме того, предполагается, что i=1 при i=0 и =0. Ломаная Безье однозначно определяет форму кривой Безье. Изменяя положения вершин ломаной, можно управлять формой соответствующей кривой Безье. При этом следует иметь в виду следующее: самой кривой в общем случае будут принадлежать только первая и последняя вершины ломаной Безье, остальные вершины будут лишь оказывать влияние на вид и гладкость кривой; наклоны касательных векторов в крайних точках кривой Безье и ломаной Безье совпадают, поэтому при сопряжении двух кривых Безье, заданных ломаными и , одинаковый наклон кривых в точке соединения получается в том случае, если точки (которая совпадает с ) и лежат на одной прямой; как видно из выражений (8) и (9), степень аппроксимирующего полинома равна (т.е. числу звеньев в ломаной Безье), поэтому для увеличения порядка кривой Безье достаточно лишь задать дополнительные вершины в соответствующей ломаной Безье; кривая Безье всегда целиком лежит внутри выпуклой оболочки ломаной Безье.
При перетаскивании объекта на инструментальную панель можно перейти на другую вкладку, удерживая курсор мыши на требуемой вкладке в течение нескольких секунд. С помощью такого инструмента можно впоследствии быстро строить объекты с теми же свойствами, что и исходный объект. Примером инструмента, созданного с помощью перетаскивания объекта, может служить круг красного цвета, имеющий вес линий 0,05 мм. Так же можно создавать инструменты из имеющихся блоков и внешних ссылок. При перетаскивании геометрического объекта или размера на палитру автоматически создается новый инструмент с соответствующим подменю. Например, инструменты, созданные на основе размеров, содержат подменю, с помощью которого можно наносить размеры различных типов. Подменю раскрываются нажатием на символе стрелки справа от значка инструмента на палитре. Независимо от того, какой инструмент выбран из подменю, построенный с его помощью объект имеет те же свойства, что и объект, по которому создано это подменю на палитре. Вставка блоков и ссылок Для инструментов работы с блоками и ссылками можно выбрать режим, в котором при щелчке мышью для размещения блока или внешней ссылки отображается запрос на ввод угла поворота (начиная с 0)
1. Гравитация и геометрические свойства пространства
2. Конструированный рисунок человека из геометрических фигур
3. Геометрические построения на местности
4. Построение новой железнодорожной линии
9. Национальное самосознание - главный фактор в построении могущественной и процветающей России
10. Построение локальной компьютерной сети масштаба малого предприятия на основе сетевой ОС Linux
11. Построение сети передачи данных
12. Построение verilog-модели ber-тестера для проверки каналов связи телекоммуникационных систем
13. Телекоммуникационные компьютерные сети: эволюция и основные принципы построения
14. Построение систем распознавания образов
15. Комплекс программ построения справочников по формальным языкам
17. Масштабирование. Геометрическое моделирование
18. Построение информационной и даталогической моделей данных
20. Построение графика функции различными методами (самостоятельная работа учащихся)
21. Структура исчисления предикатов построение логического вывода
25. Геометрический материал на уроках математики (наглядность)
26. Построение характеристик непрерывных САУ
29. Построение ГМССБ и развитие радиосвязи на морском флоте
30. Устройство цветных кинескопов. Принципы построения системы SECAM
32. Проблемы построения теории сознания
33. Концепция построения системы управления Московского представительства японской корпорации
34. Построение и совершенствование систем управления
36. Функции и формы статистической таблицы. Основные элементы и правила построения
37. Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта
41. Нормальные Алгоритмы Маркова. Построение алгоритмов из алгоритмов.
42. Отображение геометрических структур
43. Построение кубического сплайна функции
44. Сравнительный анализ алгоритмов построения выпуклой оболочки на плоскости
45. О некоторых трудностях, возникающих при решении геометрических задач
47. Принципы построения организации
48. Построение идеальной системы продаж
49. Принципы построения системы менеджмента на основе здравого смысла
50. Притирка, ближний бой, консенсус: этапы построения коллектива
51. Законодательство РФ о налогах и сборах. Общие принципы построения налоговой системы РФ
52. Принципы построения гибкой технологии проектирования
53. Интерактивный объектно-ориентированный подход к построению систем управления
58. Кольцевая регуляция и уровни построения движений
60. Цифровая первичная сеть - принципы построения и тенденции развития
61. К построению качественной регрессионной модели этнической идентичности
62. Построение эффективной системы управления персоналом организации
63. Решение обратных задач теплопроводности для элементов конструкций простой геометрическо формы
64. Построение дистанций соревнований
65. Модельно-целевой способ построения спортивной подготовки высококвалифицированных спортсменов
66. Философское введение в "Основы построения систем искусственного интеллекта"
67. Эволюция. Этничность. Культура или На пути к построению постнеклассической теории этноса
68. Банковская система. Особенности построения банковской системы в России
69. Бюджетная система России и принципы ее построения
73. Построение экономической модели c использованием симплекс-метода
74. Финансовая система: сущность, структура, принципы построения
75. Построение 3D-моделей циклических молекул в естественных переменных
76. Особенности построения гидродинамической модели залежи фундамента месторождения Дракон
77. Построение геологической модели и прогнозного разреза
78. Опыт автоматизированного построения границ марок угля с использованием экспертной системы
79. Проблемы построения правового государства в России
80. Построение местных сетей связи
83. Опыт построения обучающей среды, основанной на гипертексте
89. ASP.NET: пример построения круговой диаграммы
90. Концепции построения ERP-систем на предприятии
91. Простейшие приемы построения анимации
92. Построение многооконных приложений для Windows
93. Использование пакета Cold Fusion для MS Windows при построении WWW - интерфейсов к базам данных
94. Технические решения построения городской операторской сети на базе технологии Optical Ethernet
95. Вазопись геометрического стиля (с субмикенского периода до среднегеометрического)
96. О принципе построения системы персонажей “Маленьких трагедий” Пушкина
97. Методы и алгоритмы построения элементов систем статистического моделирования
98. Гипотетическое построение систем уравнений полевой теории стационарных явлений электромагнетизма