Курсовая работа по дисциплине "Алгоритмы компьютерной графики"

Визуализация движения двойного маятника

Выполнил студент группы ИУ9-51Б Резепин Н.И.

Введение

В настоящее время, время информационных технологий, открываются новые возможности для обучения. Информационные образовательные системы дают возможность интерактивного взаимодействия с предметом изучения, наглядный и понятный интерфейс, находящийся под рукой.

Внедрение и применение информационных систем обучения изменяет подход к ведению образовательной деятельности, меняет функции участников образовательного процесса и совершенствует способы получения и анализа информации.

Уже существует множество информационных систем обеспечения образовательного процесса, создающих единое интерактивное пространство, помогающее человеку работать с большим количеством разнообразной информации.

В связи с вышеперечисленным возникает острая необходимость в образовательных интерактивных приложениях для повышения качества образования путем непосредственного взаимодействия с изучаемой предметной областью.

Особую ценность представляют приложения, позволяющие симулировать те или иные физические процессы или явления, так как они, в отличие от «живых» лабораторных работ, не требуют никакого сложного и специфического оборудования, доступны в любое время и позволяют делать более точные замеры и подробнее наблюдать за предметом изучения.

Двойной математический маятник обладает сильной чувствительностью к изменениям начальных условий. В реальных условиях почти невозможно создать полностью идентичные условия для повторения того или иного характера движения данной физической системы. Электронная же версия двойного маятника дает возможность воспроизводить полностью идентичные начальные условия для повторения эксперимента, а также с огромной точностью менять начальные параметры для изучения стохастичности системы.

Целью данной курсовой работы является разработка программного обеспечения для визуализации движения двойного математического маятника с гибкой настройкой начальных условий.

Поставленной цели соответствуют следующие задачи:

• изучить двойной математический маятник как физическую систему;
• изучить численные методы вычисления приближенных решений систем дифференциальных уравнений первого и второго порядка;
• спроектировать удобный программный продукт для интерактивной работы с физической системой двойного математического маятника;
• изучить необходимый стек технологий для разработки и реализации программного обеспечения;
• разработать и реализовать программное обеспечение для интерактивного изучения физической системы двойного математического маятника.

В процессе работы мной были использованы следующие методы исследования:

• моделирование,
• формализация,
• анализ,
• систематизация.

С обзором предметной области, а также описанием проектирования, разработки и реализации приложения вы можете ознакомиться в расчетно-пояснительной записке к курсовой работе.

Сборка и запуск

Установите интерпретатор pyhton версии 3.0 и выше. Инструкцию по установке можно найти на официальном сайте.

Для проверки корректности установки python напишите в консоль:

$ python3 --version

Вывод должен быть подобен данному:

Python 3.9.1

Установите необходимые зависимости:

$ pip install -r requirements.txt

или

$ pip3 install -r requirements.txt

Для запуска приложения используйте:

$ python3 src/main.py

Или исполняемые файлы run.bat и run.sh для Windows и Unix систем соответственно.