Объектно-ориентированная среда для разработки трехмерных графических приложений

И.Юков, Институт системного программирования РАН

---

В работе рассмотрены вопросы построения объектно-ориентированной среды для эффективной реализации высокоинтерактивных трехмерных графических приложений в таких областях как геометрическое моделирование, САПР и научная визуализация.
Наиболее перспективным направлением работ по созданию интегрированного программного обеспечения в области трехмерной графики и моделирования является разработка объектно- ориентированных инструментальных средств, с помощью которых возможна реализация проблемно-ориентированных приложений на основе единого ядра. Этот подход позволяет, используя единые базовые средства, реализовывать трехмерные приложения в различных прикладных областях. Представленная объектно-ориентированная среда для разработки трехмерных приложений является примером развития объектно-ориентированного подхода и его применения для создания базового и прикладного программного обеспечения для решения трудоемких задач геометрического моделирования и научной визуализации. В отличие от большинства разрабатываемых объектно-ориентированных инструментальных пакетов, которые организуются в конкретной операционной системе и реализуют тот или иной стандарт, представленная среда является переносимой для широкого спектра вычислительных платформ, открытой для поддержки различных стандартов в области геометрического моделирования и научной визуализации, а также обеспечивает эффективную поддержку нетрадиционных аппаратных графических акселераторов. Целью работы являлась разработка объектно- ориентированной технологии построения функционально законченных высокоинтерактивных трехмерных графических приложений на базе мобильной инструментальной среды, сочетающей эффективные средства геометрического моделирования, формализованный трехмерный пользовательский интерфейс и реализующей базовые алгоритмы синтеза, анализа и визуализации пространственных объектов. Структуризация предметной области позволяет выделить основные компоненты трехмерного инструментария. На базе объектно-ориентированного подхода сформирована смешанная геометрическая модель твердотельных пространственных объектов, сочетающая конструктивное и граничное представления. В совокупности с базовым набором синтеза и анализа геометрии пространственных объектов, предложены механизмы параметризации конструктивной модели и построение на базе геометрии тела его физической модели с реальными свойствами. Расширяемость разработанной геометрической модели обеспечивает прозрачный переход к эффективному решению таких задач, как генерация поверхностных и объемных сеток и последующий конечно-элементный анализ построенных объектов. Формализация понятия "интерактивная прикладная программа" привела к прозрачной методике построения трехмерных графических приложений, обладающих базовыми средствами визуализации и навигации в трехмерном пространстве, позволяющей при решении конкретной прикладной задачи с минимальными затратами времени на организацию взаимодействия с пользователем получить мобильное графическое приложение, поддерживающее международные стандарты на геометрическое моделирование и научную визуализацию. Результаты работы могут быть использованы при создании систем научной визуализации и САПР, обладающих переносимостью для широкого класса вычислительных платформ и обеспечивающих поддержку современных международных стандартов.

[Назад] [Содержание] [Вперед]