kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Видеоуроки Олимпиады Подготовка к ЕГЭ

Свободное программное обеспечение для 3d построений (реферат)

Нажмите, чтобы узнать подробности

Свободное программное обеспечение для 3d построений (реферат)

Просмотр содержимого документа
«Свободное программное обеспечение для 3d построений (реферат)»

Выполнил: Вишняков А.В.

Группа: МДИ - 114

1. Gnuplot

Gnuplot — это свободный инструмент для создания графиков. Поддерживается создание как двухмерных, так и трехмерных изображений.

Программа доступна для множества платформ — Linux, MS Windows, OSX и представляет собой утилиту командной строки, с собственным набором команд. Так же имеется возможность выполнять скрипты. Поддерживается вывод как непосредственно на экран, так и в файлы различных графических форматов.

Утилита очень удобна для визуализации и глубокого анализа различных научных данных. Встроенный скриптовый язык позволяет гибко задавать различные параметры визуализации.

Распространяется как в виде исходных кодов, так и в виде уже собранных пакетов и установочных файлов для различных операционных систем. В случае большинства дистрибутивов Linux программа доступна в репозиториях и устанавливается штатными средствами дистрибутива.

В сети и в частности на официальном сайте доступны множество примеров использования gnuplot, русскоязычной же информации увы крайне мало.

Для начала рассмотрим основные команды, которые будут актуальны практически каждый раз. Важный момент — все команды регистрозависимые, так что команда help будет понята утилитой, а вот Help — уже нет.

Основные команды

  • help — собственно помощь, богатая встроенная интерактивная справка, можно получать справку по конкретной команде, например help plot

  • set xlabel «моя подпись для x» - задает подпись для оси абсцисс

  • set ylabel «моя подпись для y» - задает подпись для оси ординат

  • set xrange [min:max] — задает лимиты значений для оси абсцисс, после выполнения команды ось на графике будет размечена от min до max, значения графика не попавшие в этот диапазон будут отброшены. Этот параметр может быть полезен для фильтрации ненужных значений или же для визуального отодвигания начала и конца графика от краев изображения. В качестве min, max могут быть целочисленные значения, числа с плавающей запятой, а так же даты.

Если вместо конкретного значения указать * - значение будет вычисляться автоматически, на основе минимального/максимального значения в данных.

По умолчанию gnuplot использует режим [*:*] с автоматическим вычислением.

  • set yrange [min:max] — аналогично xrange, только для оси ординат.

  • plot — собственно команда построения графика, эта команда принимает обязательный аргумент — источник данных для построения графика, это может быть имя файла с исходными данными, либо же математическая формула.

Есть возможность, через запятую, задать несколько источников данных — тогда на одном «полотне» будут нарисованы несколько графиков, так же можно указывать дополнительные параметры — тип графика, параметры отрисовки. Об этом в примерах ниже.

  • set terminal - служебная команда, задает механизм вывода графика, по умолчанию вывод выполняется на экран (если доступна графическая оболочка), для переключения в режим записи в png файл следует выполнить команду set terminal png для возвращения в режим отображения на экране следует выполнить эту команду с иным аргументом:

          • Для Windows: set terminal windows

          • Для Linux: set terminal X11

          • Для OSX: set terminal aqua

Полный список доступных терминалов можно узнать, если просто выполнить команду set terminal

  • set output «filename.png» - задает имя выходоного файла, в случае если выбран соответствующий режим в set terminal

  • set key - эта команда, вместе с различными параметрами позволяет управлять «легендой» графика, наиболее используемые варианты применения:

          • set nokey — выключить отображение легенды

          • set key — включить ранее выключенное отображение легенды

          • set key title «подпись» - задает произвольную подпись к легенде

          • set key {left | right | center} {top | bottom | center} — комбинацией параметров можно задать расположение легенды

  • reset — сброс всех заданных параметров.

Пример 1

Построим простейший график функции sin(x), установив легенду с произвольным текстом и расположением. Так же зададим ограничения значений по X

Запускаем gnuplot и вводим следующие команды (где - приглашение командной строки gnuplot)

set xrange [-2:5]

set key horizontal top left

set key title "график функции sin(x)"

plot sin(x)

После выполнения последней команды откроется окно с нарисованным графиком. Рисунок 1

2. Dr. Geo

Dr. Geo - интерактивная геометрическая программа, позволяющая пользователю создавать геометрические фигуры, которыми затем можно манипулировать в соответствии с законами геометрии. Интерфейс программы простой и понятный даже для школьников, переведен на многие языки. Программа включает следующий набор инструментов разных категорий: - точки; - линии; - геометрические преобразования; - числовые функции; - макроконструирование; - встроенный скриптовый язык; - экспорт в LaTeX и EPS. Рисунок 9

Доктор Geo - приложение из категории "Образование", созданное компанией Hilaire Fernandes & Dimitry Golubovsky. Оно отлично работает на устройствах с поддержкой ОС Android 1.6 and up или более поздней версии. Приложению требуется доступ к четырем функциям вашего Android устройства, включая интернет-соединение.

С помощью Dr. Geo вы сможете почувствовать геометрию: строить и управлять интерактивными геометрическими моделями. Изучайте геометрию с легкостью и наглядностью, разные возможности:

  • Стройте четырехугольники и изучайте свойства параллелограммов, прямоугольников, ромбов и квадратов.

  • Начертите треугольник и опишите окружность вокруг него, затем медленно перетяните одну из вершин до пересечения с другой стороной. Убедитесь наглядно, почему прямая это "бесконечная окружность".

  • Изучайте симметрию на примере логотипов производителей авто.

  • Наглядно убедитесь в причинах того, почему сумма углов треугольника всегда 180 градусов.

  • Визуализируйте свойства прямоугольников, равнобедренных или равносторонних треугольников.

  • Разберитесь как работает Ньютоновский телескоп и поэкспериментируйте с его моделью.

  • Поиграйте с эллипсографом Архимеда для начертания эллипсов.

  • Начертите эллипс, затем потяните один из его фокусов и смотрите как он превращается в гиперболу.

  • Перетяните фокус линзы в скетче Dr. Geo и узнайте о превращении реального перевернутого изображения
    в виртуальное прямое. Используйте макро-функции Dr. Geo для соединения двух линз и постройте микроскоп.

  • Узнайте каким образом Ератосфену удалось измерить окружность Земли.

С помощью Dr. Geo вы можете создавать следующие объекты:

  • произвольную точку, точку на кривой, точку пересечения, середину отрезка между двумя точками.

  • прямую, параллельную прямую, перпендикулярную прямую, серединный перпендикуляр,

  • биссектрису, луч, отрезок, вектор, окружность, дугу, многоугольник, геометрическое место точки.

  • геометрические преобразования: симметрия, отражение, смещение, масштабирование.

  • расстояние между объектами, длина, координаты, уравнения, произвольный текст. Рисунок 10

3. Graph

Graph - программа с открытым кодом, предназначенная для построения математических графиков. Это приложение поддерживает все стандартные функции и позволяет выстраивать графики синусов, косинусов, логарифмов и т.д. При этом вы можете указывать цвет, толщину и стиль линий на графике, а также ограничивать интервал входных данных. Graph также позволяет показывать на графиках условия равенства и неравенства частей уравнения, визуально выделять части графика, выстраивать линии тренда и импортировать данные из внешних приложений (например, Excel). Вы можете сохранять готовые графики в нескольких форматах - PDF, SVG, EMF, JPG, PNG и BMP. Кроме того, Graph позволяет экспортировать систему координат (как картинку или как OLE-объект), чтобы использовать её в других приложениях (например, в Word). Программа способна выводить таблицы с вычисленными значениями функции, позволяет добавлять на графики текстовые комментарии, создавать собственные функции и постоянные, анимировать графики и многое другое.

Ключевые особенности и функции:

  • построение графиков математических функций;

  • настройка параметров графика - толщины и цвета линии, надписей и т.д.;

  • экспорт готовых графиков в несколько форматов (PDF, JPG, SVG и т.д.);

  • возможность анимации графиков. Рисунок

Wingeom

Wingeom (Wgeomru) является геометрической программой и предназначена для создания точных, аккуратных, перемещающихся чертежей (2D-моделирование), трехмерных моделей (3D-моделирование), моделей неевклидовой геометрии (сферической и гиперболической), мозаик-паркетов.

Программа Wingeom обладает возможностями:

1) создавать точные, аккуратные модели плоских и пространственных фигур: с использованием координат точек (вершин) фигуры; заданием готовых фигур; удалением элементов из готовой фигуры; добавлением элементов к готовой фигуре; создание сечений пространственных фигур.

2) трансформировать готовые изображения: способ изменения изображения (дискретный, непрерывный); вид изображения пространственных фигур (в центральной проекции, параллельной проекции, ортогональной проекции); перемещение фигуры (удаление, приближение, наклон, вращение, смещение); анимация;

3) редактировать построенные модели: выделять (толщина, цвет, стрелки, невидимые линии); удалять элементы (точки, линейные элементы, криволинейные элементы);

4) производить необходимые измерения: длина отрезка; величина угла в градусах; площадь многоугольника; периметр многоугольника; отношение длин отрезков; координаты точки; величина двугранного угла; величина (в стерадианах) многогранного угла; длина дуги окружности; длина окружности; площадь круга; площадь сечения многогранника; радианная мера угла; объем шара; объем конуса; вычисление значений выражения, составленного с помощью арифметических действий и стандартных функций;

5) применять геометрические преобразования: параллельный перенос; нормальный перенос; поворот; гомотетия; зеркальная симметрия; инверсия;

6) работать с текстом и обозначениями точек: ввод и удаление текста и обозначений; редактирование текста и обозначений (цвет, тип шрифта, размер шрифта); привязка текста (к фигуре, к рамке);

7) сохранять историю создания модели;

8) показать построение модели в медленном режиме (презентация);

9) использовать макрос (макро-построения).

Чтобы открыть ранее созданный файл, запустите программу, выберите подпрограмму (2D, 3D и т.д.), используйте пункты «Файл» - «Открыть». Для вращения пространственной модели используйте клавиши управления курсором. Приближать и удалять фигуру можно с помощью клавиш Page Up и Page Down.

Пример

Poly

Poly - программа для того, чтобы исследовать многогранные поверхности. Программа может показать многогранные поверхности тремя главными способами:

• как трехмерное изображение,

• как плоская, двумерная развертка,

• как топологическое вложение в плоскость.

Создано компанией Pedagoguery Software. Лицензия условно бесплатная. Язык интерфейса: английский.

Трехмерные изображения могут в интерактивном режиме вращаться, сворачиваясь/разворачиваясь. Физические модели могут быть произведены, если распечатать плоские двумерные развертки, разрезать по периметру, свернуть по краям, и склеить лентой вместе соседние грани.

Pro Poly включает все особенности Poly и добавляет способность экспортировать многогранные модели, используя стандартные 3d форматы файлов (DXF, STL, 3DMF). С программой Pro Poly Вы можете также экспортировать вращающиеся многогранники как анимационные файлы GIF . Статические изображения могут экспортироваться как GIF или PCX файлы.

Программа позволяет:

а) исследовать и строить различные многогранники и их развертки;

б) перемещать и вращать многогранные тела;

в) распечатать развертки, которые можно вырезать и сложить для получения трехмерных моделей;

г) создавать Платоновы тела (тетраэдр, гексаэдр, октаэдр, додекаэдр и икосаэдр), Архимедовы тела (усеченный тетраэдр, кубооктаэдр, усеченный куб, и многое другое), призмы и антипризмы (треугольные, пятиугольные, шестигранные и т.д.);

д) генерировать Джонсона тела и многое другое.

Пример

"Развертка многогранника"

Литература:

  1. Компетентность Инициатива Творчество [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://aleshko.ucoz.kz

  2. Компьютерная геометрия и графика [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.e-biblio.ru

  3. Компьютерные программы по математике [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.pcmath.ru

  4. НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА «КИБЕРЛЕНИНКА» [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. cyberlenica.ru


Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Информатика

Категория: Тесты

Целевая аудитория: Прочее

Скачать
Свободное программное обеспечение для 3d построений (реферат)

Автор: Вишняков Алексей Владимирович

Дата: 06.11.2018

Номер свидетельства: 483825

ПОЛУЧИТЕ БЕСПЛАТНО!!!
Личный сайт учителя
Получите в подарок сайт учителя


Видеоуроки для учителей

Курсы для учителей

ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства