Обоснование технической платформы разрабатываемой системы. Анализ уровней детализации, шаблона графического приложения системы. Архитектура программного обеспечения. Алгоритм решения задачи "Инициализация OpenGL", "Загрузка 3D файла", "Ввод данных".
Краткое сожержание материала:

Размещено на

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРЕДПРОЕКТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Описание предметной области задачи автоматизации

1.2 Анализ прототипов системы

1.3 Обоснование выбора технической платформы разрабатываемой системы

1.4 Обоснование выбора инструментальной среды разработки программного обеспечения

1.5 Задачи выпускной работы

2. АНАЛИЗ ЗАДАЧИ

2.1 Анализ автоматизированной системы

2.1.1 Анализ первого уровня детализации задачи

2.1.2 Анализ второго уровня детализации задачи

2.1.3 Анализ третьего уровня детализации задачи

2.2 Анализ шаблона графического приложения

2.2.1 Анализ первого уровня детализации задачи

2.1.2 Анализ второго уровня детализации задачи

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

3.1 Автоматизированная система генерации приложений

3.1.1 Алгоритм решения задачи “Ввод данных”

3.1.2 Алгоритм решения задачи “Конвертация файла”

3.1.3 Алгоритм решения задачи “Генерация шаблона”

3.2 Шаблон графического приложения

3.2.1 Алгоритм решения задачи “Инициализация OpenGL”

3.2.2 Алгоритм решения задачи “Загрузка 3D файла”

3.2.3 Алгоритм решения задачи “Вывод 3D файла на экран”

4. СИНТЕЗ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

4.1 Архитектура программного обеспечения

4.2 Информационное пространство системы

4.3 Интерфейс пользователя

5. ТЕСТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ

6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ЦЕНЫ

6.1 Порядок расчета и анализа экономической эффективности

6.2 Расчет экономической эффективности применения программного обеспечения и определение его цены

7. ОХРАНА ТРУДА

7.1 Характеристика рабочего места

7.2 Выявление и анализ опасных и вредных эксплуатационных факторов, действующих в рабочей зоне проектируемого изделия

7.3 Разработка мероприятий по предотвращению или ослаблению возможного воздействия опасных и вредных эксплуатационных факторов на работающих

7.4 Обеспечение экологической безопасности функционирования проектируемого объекта

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Сейчас трёхмерные изображения можно увидеть везде, начиная от компьютерных игр и заканчивая системами моделирования в реальном времени. Раньше, когда трёхмерная графика существовала только на суперкомпьютерах, не существовало единого стандарта в области графики. Все программы писались с "нуля" или с использованием накопленного опыта, но в каждой программе реализовывались свои методы для отображения графической информации. С приходом мощных процессоров и графических ускорителей трёхмерная графика стала реальностью для персональных компьютеров. Но в тоже время производители программного обеспечения столкнулись с серьёзной проблемой - это отсутствие каких-либо стандартов, которые позволяли писать программы, независимые от оборудования и операционной системы. Одним из первых таких стандартов, существующий и по сей день, является OpenGL [1].

OpenGL - это графический стандарт в области компьютерной графики. На данный момент он является одним из самых популярных графических стандартов во всём мире. Ещё в 1982 г. в Стенфордском университете была разработана концепция графической машины, на основе которой фирма Silicon Graphics в своей рабочей станции Silicon IRIS реализовала конвейер рендеринга. На основе библиотеки IRIS GL, в 1992 году был разработан и утверждён графический стандарт OpenGL. Создатели OpenGL - это крупнейшие фирмы выпускающие как оборудование, так и программное обеспечение: Silicon Graphics, Inc., Microsoft, IBM Corporation, Sun Microsystems, Inc., Digital Equipment Corporation (DEC), Evans & Sutherland, Hewlett-Packard Corporation, Intel Corporation и Intergraph Corporation.

Каждый, кто хоть раз использовал возможности библиотеки OpenGL, мог увидеть, что создание объектов, а именно, указание их геометрических параметров (координат) является сложной задачей. Как вы можете догадаться, это явление имеет место вследствие отсутствия наглядности - указывать геометрию моделей приходится интуитивно, либо по заранее рассчитанным зависимостям.

Как же решить эту проблему? Первое, что приходит в голову - для создания модели использовать сторонние приложения. Именно так сейчас и поступают в современных проектах, например играх. Как минимум, такое приложение должно иметь графический интерфейс и уметь сохранять результат в удобном для чтения формате. Это могут быть любые пакеты для создания и редактирования трехмерной компьютерной графики, CAD системы.

И так с учетом всего сказанного, становится очевидным применение автоматизации генерации приложений, использующих библиотеку OpenGL. Целью этой автоматизации будет разработка приложения выполняющего следующие функции:

1) преобразование подающихся на вход графических файлов 3D моделей в универсальный файл (файл с описанием модели, в формате, удобном для использования в приложениях ориентированных на применение библиотеки OpenGL);

2) генерация минимального приложения (шаблона), использующего возможности OpenGL, с подключенной к нему библиотекой, предоставляющей простой интерфейс по манипуляции с универсальным файлом (получение информации о файле, загрузка в память и т.д.).

Полученный шаблон можно будет использовать как фундамент для разнообразных графических приложений.

Наличие библиотеки подключенной к шаблону не случайно, т.к. это предоставляет возможность использовать универсальный файл с другими приложениями.

Данная выпускная работа состоит из трех частей:

1) основная часть;

2) экономическая часть;

3) вопросы безопасности жизнедеятельности.

В основной части выпускной работы содержатся такие разделы:

1) предпроектные исследования;

2) анализ задачи;

3) разработка алгоритмов решения задачи;

4) синтез программного обеспечения;

5) тестирование системы.

В разделе «Предпроектные исследования» формируются задачи выпускной работы. Описывается суть самой задачи, предполагаемой к автоматизации. Обосновывается выбор инструментальных средств, которые будут использованы для разработки программного приложения. Обосновывается выбор технического обеспечения, необходимого для развертывания создаваемой системы. А также описываются прототипы систем.

В разделе «Анализ задачи» формулируется задача системы в наиболее общем виде и осуществляется ее последовательная детализация. Описывается состав уровней детализации, набор предполагаемых операндов и результатов для каждой составляющей уровня. Производится проверка корректности назначения составляющих для каждого уровня.

В разделе «Разработка алгоритмов решения задачи» приводятся алгоритмы реализации набора подзадач, выявленных в ходе анализа. Для описания алгоритмов используется любой удобный способ: формульный, с помощью блок схем, лингвистический. Уточняется набор операндов и результатов для разработанной системы алгоритмов.

В разделе «Синтез программного обеспечения» описывается состав программного обеспечения и определяется характер взаимосвязи программных единиц. Описываются информационные потоки, между основными компонентами программного обеспечения. Обосновывается выбранная структура интерфейса, и описываются его элементы и технология применения.

В разделе «Тестирование» описываются примеры, подтверждающие работоспособность созданного программного обеспечения.

В экономической части выпускной работы, содержание и структура раздела уточняется консультантом работы по экономической части.

В разделе охраны труда, содержание и структура раздела уточняется консультантом работы по вопросам обеспечения жизнедеятельности.

1. Предпроектные исследования

1.1 Описание предметной области задачи автоматизации

Компьютерная графика нашла широкое распространение и применение в повседневной жизни. Учёные используют компьютерную графику для анализа результатов моделирования. Инженеры и архитекторы используют трёхмерную графику для создания виртуальных моделей. Кинематографисты создают спецэффекты или полностью анимированные фильмы («Шрек», «История игрушек» и др.). В последние годы широкое распространение получили также компьютерные игры, максимально использующие трёхмерную графику для создания виртуальных миров.

Компьютерная графика сейчас стала основным средством связи между челове...