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.
[]
[]
[]
