Моделирование процесса движения планет

В Stratum 2000 используется дискретный метод расчета модели. Пользователь может выполнить расчет модели в пошаговом или динамическом режиме. Среда автоматически генерирует исполняемый код, и позволяет изменять модель системы даже во время выполнения. Пользователю доступны просмотр и изменение значения любых переменных, что позволяет быстро проанализировать поведение системы в различных условиях. Графические средства дают возможность быстро и наглядно осуществить визуализацию данных. Для связи с другими программами Stratum 2000 поддерживает различные форматы файлов, базы данных. К стандартному набору функций пользователь может добавить свои библиотеки (DLL), написанные на языках программирования.

Эффективность применения среды Stratum 2000 достигается за счет:

• повышения скорости разработки;
• сведения к минимуму ручного программирования;
• легкой модификации построенной системы.

Возможности постепенного построения приложения, не приводит к полной переработке системы, в случае существенных изменений исходных требований. Уже на ранних стадиях разработки пользователь может видеть результаты работы системы, анализировать и оценивать альтернативные решения. Применение среды Stratum 2000 особенно эффективно для моделирования технических систем, автоматизированных систем правления, систем управления натурными объектами и технологическими процессами, систем научных исследований, принятия тактических и стратегических решений и обучающих систем.

 

Выводы: в данном разделе было проведено краткое ознакомление со средой разработки Stratum 2000, показаны преимущества данной системы и ее эффективность.

 

 

3. Выполнение  курсовой работы в программной  среде Stratum

3.1. Рисование  модели

 

Процесс рисования модели включает в себя создание трехмерного рисунка (рис.1) с возможностью его вращения по осям х, у, z. В ходе данного процесса в трехмерное пространство вносятся необходимые для рисования объекты, которые затем объединяются в определенные группы с целью их дальнейшего использования для функциональных возможностей системы.

 

Рис.1. Трехмерный рисунок планет

В   ходе   выполнения   данного   пункта   были   выделены   следующие объекты:

• luna - трехмерный объект, выполняющий роль Луны;

• earth - трехмерный объект, выполняющий роль Земли;

• sun – трехмерный объект , выполняющий роль Солнца.

 

 

 

3.2. Построение  модели

3.2.1. Математическое  построение модели

 

 

Первым пунктом практического выполнения курсовой работы является математическое построение модели, что достигается путем создания и расположения имиджей. В каждом имидже задаются переменные для работы с функциональными возможностями модели. Для создания модели используются имиджи для работы с трехмерной графикой:

1. GraphicSpace - графическое пространство;

Первый устанавливаемый имидж - GraphicSpace.

Назначение:

Используется для отображения различных графических сцен, созданных непосредственно из модели или считанных из VDR файла.

Описание:

Имидж создает окно, содержащее графическое пространство, и управляет его параметрами. Графическое пространство создается одновременно с созданием окна, или, если установлена переменная FileName, считывается из заранее подготовленного VDR файла.

Необходимым параметром для создания является имя окна WindowsName. Если окно с таким именем уже существует, имидж получит его параметры и может им управлять.

Созданное окно располагается поверх остальных окон и имеет размеры, устанавливаемые по умолчанию, если не заданы переменные Width и Height. В случае случайного закрытия, окно автоматически восстанавливается.

Переменные имиджа GraphicSpace представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. Переменные имиджа GraphicSpace

 

Название	Тип	Значение переменных	Описание
Windows Name	string	Main Window	имя окна
HSpace	handle	#0	дескриптор пространства
FileName	string	planets.vdr	имя VDR файла, считываемого в пространство окна при его открытии
Flags	string	-	флаги различных свойств окна
х,y	float	(0,0)	координаты окна на рабочем поле экрана
xO,yO	float	(0,0)	координаты графического пространства, соответствующие левой верхней точке его видимой области в окне
Height, Width	float	0,0	высота и ширина видимой области графического пространства в окне
Scale	float	0	масштаб графического пространства
Exist	float	1	флаг, управляющий видимостью окна
_enable	float	1	флаг, управляющий работой имиджа

 

 

Переменная Flags имеет тип string. Флаги представляют из себя строку, где константы перечисляются с помощью символа',' (запятая).

2.  Proection 3D - проекция трехмерного пространства;

Следующим устанавливаемым имиджем является Proection 3D.

Описание:

Трехмерное пространство может несколько иметь проекций, через которые оно наблюдается. Каждая такая проекция существует в графическом пространстве на правах других объектов. Основные параметры проекции -это координаты ее и размер.

 

Переменные имиджа Proection 3D представлены в таблице 2.

                                                           Таблица 2. Переменные имиджа Proection 3D

 

Название	Тип	Значения переменных	Описание
WindowName	string	Main Window	имя окна
ObjectName	string	planet	имя объекта
HSpace	handle	#0	дескриптор графического пространства
HObject	handle	#0	дескриптор проекции 3-х мерного пространства
Hcamera	handle	#0	дескриптор камеры
HSpace3D	handle	#0	дескриптор 3-х мерного пространства
х,У	float	(0,0)	координаты графического объекта
Width,Height	float	(400,400)	размеры проекции
zOrder	float	0	номер Z - порядка
Show	float	1	флаг видимости
_enable	float	1	флаг управляющий работой объекта
bkColor	colorref	rgb(0,0,0)	цвет (черный по умолчанию)
Control	float	2	разрешение менять параметры проекции во время работы
Focus	float	0	фокусное расстояние (0 -без перспективы)

 

3.  Rotate 3d - вращение трехмерного объекта;

Назначение:

Поворачивает 3d объект на угол Angle (абсолютный)

BaseName - базовый объект

ObjName - поворачиваемый объект

Ось поворота может задаваться либо матрицей, либо нужно установить переменные AxisX,AxisY,AxisZ и определить ось поворота, тогда матрица создастся сама.

Если на момент верности дескрипторов пространства и объектов значение этой переменной осталось равным 0, то матрица создается автоматически, используя значения переменных AxisX, AxisY, AxisZ.

Если ось поворота задается через значения этих переменных, то поворот возможен только вокруг оси, проходящей через начало координат. В противном случае значения следует задавать матрицей самостоятельно.

Имидж обеспечивает, чтобы объект всегда был повернут на этот угол.

Переменные имиджей Rotate 3d представлены в таблице 3.

 

       Таблица 3. Переменные имиджа Rotate 3d, отвечающего за вращение планет.

 

Название	Тип	Значения переменных	Описание
HSpace3d	handle	#0	дескриптор трехмерного пространства
hObject	handle	#0	дескриптор трехмерного объекта
hBase	handle	#0	дескриптор базового объекта (или#-1, для работы в мировой системе координат)
AxisX,AxisY,AxisZ	float	0Д1	координаты вектора, лежащего на оси поворота
Angle	Float	0	угол поворота
ObjName	string	Luna	имя поворачиваемого объекта
BaseName	string	earth	имя базового объекта
matrix	float	0	номер матрицы, задающей ось поворота

4. Move3D – перемещает объект.

BaseName – базовый объект;

ObjName – оворачиваемы объект.

 

 

              Таблица 4. Переменные имиджей Move3d, отвечающих за перемещение планет.

 

Название	Тип	Значения переменных	Описание
HSpace3d	handle	#0	дескриптор трехмерного пространства
hObject	handle	#0	дескриптор трехмерного объекта
hBase	handle	#0	дескриптор базового объекта (или #-1,для работы в мировой системе координат)
AxisX,AxisY,AxisZ	float	0,0,1	координаты вектора, лежащего на оси поворота
Angle	Float	0	угол поворота
ObjName	string	Earth, all	имя поворачиваемого объекта
BaseName	string	base	имя базового объекта

matrix

float

0

номер матрицы, задающей ось поворота

 

StratumClass_1519391f_17,

StratumClass_151f3629_17,

StratumClass_1521d5e_17;

Имиджи создаются на основе формул, позволяющих создать имитацию вращения планет.

Назначение.

Задает движение планеты по заданной формуле.

Текст имиджа StratumClass_1519391f_17:

float angel_earth,x,b

angel_earth:=angel_earth+x

  b:=b+0.00000001

Текст имиджа StratumClass_151f3629_17:

float x_elips,y_elips