|
Institut Intermédií
hala H25 FEL ČVUT Technická 2 Praha 6 tel 2 2435 2343 mail: info [at] iim [dot] cz 
|
ObsahAnimace pro CAVE - Vizualizace elektromagnetického poleČlenové týmu: Jiří Nekola, Jakub Fišer ZadáníProstudujte algoritmy pro zobrazování elektromagnetických polí a naimplementujte demo, které bude umožňovat manipulaci s těmito poli. Předpokládejte portaci aplikace pro zařízení CAVE. RešeršeVizualizace elektromagnetických polí patří do kategorie vizualizací vektorových polí. S dimenzí zobrazování navíc (3D) roste i výpočetní náročnost těchto algoritmů a je potřeba do určité míry problém zjednodušit. Technik, jak zobrazit takové pole je více, ty jednodušší fungují na principu ikonování. Tedy umístění ikon (vizualizační objekty - např. šipka, či grafická primitiva) na místa, kde chceme graficky vyjádřit lokální charakteristiku pole. Takové vektorové pole se tedy rozdělí na miniaturní části, u nichž se sleduje např. rychlost tohoto pole v daném místě, či hustota, popř. jiné charakteristiky a pomocí ikon se tyto charakteristiky zobrazují uživateli. Hustota pole v daném místě pak může být graficky vyjádřena např. pomocí velikosti/objemu ikony v daném místě, rychlost pak zase pomocí barev. Na zobrazování globálních charakteristik vektorových polí se využívají tzv. proudnice, které si lze představit jako trajektorie částic, které jsou náhodně vhozeny do vektorového pole a následně jím jsou unášeny. Využitím proudnic se zabývá článek [1]. O zobrazování elektromagnetického pole v prostředí virtuální reality a zařízení CAVE pak pojednává článek [2]. Obecně o zobrazování vektorových polí se dá také čerpat z dokumentu [3]. UkázkyObr.1 : Vizualizace vektorového pole ve 2-D
Obr.2 : Mesh vektorového pole ve 2-D s proudnicí
Obr.3 : Vizualizace magnetického pole v CAVEu
Návrh řešeníŘešení bude implementováno v jazyce C++ a OpenGL. Půjde o formu hry s magnetickou koulí. Ta bude umístěna v prostoru scény (krychle) a uživatel bude moci ovládat její pozici, stejně tak jako intenzitu magnetického pole koule. Na podlaze scény bude několik kovových menších koulí, které budou ovlivňovány magnetickým polem (přitahovány magnetickou silou ke kouli) a na základě toho se budou po podlaze pohybovat. Pokud magnetická síla překročí gravitační sílu, která kuličky drží na podlaze, kuličky se ke kouli přilepí. Proto další odpovídající funkcionalitou bude magnetické pole koule úplně vypnout, aby se kuličky od koule odlepily a spadly opět na zem. Koule na podlaze se vzájemně magneticky neovlivňují, avšak budou schopny vzájemné kolize a to mezi sebou, tak i mezi stěnami scény. V praxi to pak bude vypadat tak, že si uživatel bude hrát s pozicí magnetické koule v prostoru a magnetickou intenzitou pole této koule a kovové kuličky pod ní budou na tyto změny reagovat kutálením příslušným směrem a vzájemnými interakcemi. Pro implementaci silového působení magnetické koule na kovové kuličky použijeme výpočet
dle článku [4] Vizualizace magnetického pole a jeho intenzity pak bude realizována na podlaze a stěnách scény, tedy projekce siločar magnetického pole koule na stěny scény v závislosti na aktuální poloze koule a intenzitě magnetického pole.
Literatura
|
