Tài liệu Mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn bằng công nghệ thực tại ảo

Mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn bằng công nghệ thực tại ảo Nguyễn Thị Thu Hương Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội Luận văn ThS. Luật: 60 38 40 Người hướng dẫn : PGS.TS. Đỗ Năng Toàn Năm bảo vệ: 2013 59 tr . Abstract. Khái quát về thực tại ảo và mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn. Trình bày khái quát về thực tại ảo và ứng dụng, những khái niệm cơ bản về sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn và bài toán mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt. Mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt cuả vật rắn bằng kỹ thuật particle. Trình bày các vấn đề cơ bản trong việc mô phỏng bằng kỹ thuật particle và mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn bằng kỹ thuật này trong thực tại ảo.Tiến hành thử nghiệm. Trình thử nghiệm cho bài toán mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn, kịch bản thí nghiệm và chương trình thử nghiệm.. Keywords. Hệ thống thông tin; Thực tại ảo; Thí nghiệm mô phỏng; Giãn nở; Chất rắn Content. Trong những năm gần đây công nghệ thông tin đã đạt được những bước phát triển nhảy vọt cả về phần cứng lần phần mềm. Những ứng dụng của nó vào cuộc sống ngày càng phong phú, đa dạng và thiết thực hơn. Từ các lĩnh vực cơ bản như khoa học cơ bản, kinh tế kỹ thuật cho đến các lĩnh vực như: giải trí, du lịch, không ứng dụng nào không có sự ứng dụng thiết thực và hiệu quả của công nghệ thông tin. Sự phát triển không ngừng của máy tính đã làm cho một số lĩnh vực khó phát triển trước kia nay đã có khả năng phát triển và đạt được những thành tựu đáng kể. Chúng ta có thể kể đến các lĩnh vực như: các hệ chuyên gia, các hệ xử lý thời gian thực, thực tại ảo(Virtual reality) và một lĩnh vực đang được phát triển mạnh mẽ trên thế giới đó là công nghệ mô phỏng. Thực tại ảo là một môi trường ba chiều được phát sinh, tổng hợp và điều khiển thông qua máy vi tính nhằm mục đích mô phỏng lại thế giới thực hoặc một thế giới theo tưởng tượng của con người. Nó cho phép người dùng thông qua các thiết bị ngoại vi tương tác với các sự vật, hiện tượng của thế giới ảo giống như tương tác với các sự vật, hiện tượng trong thế giới thực. Hiện nay, chúng ta chỉ thấy tin học trong các chương trình quản lý, kế toán, hay các trang web mà ít thấy tin học có sự phát triển theo chiều sâu, phục vụ các ngành công nghiệp sản xuất như: Tự động hóa điều khiển, khai thác, thăm dò, hàng không, quân sự …Đặc biệt là trong giáo dục người ta chỉ chú trọng vào việc phát triển các tư duy tin học thuần túy, mà không đưa ra một mô hình để áp dụng tin học trong nhà trường, nhằm phát triển tư duy con người một cách toàn diện và có khả năng sáng tạo. Bên cạnh sự phát triển của công nghệ mô phỏng trên thế giới, việc xây dựng các bài giảng điện tử đã và đang được cổ vũ và phát triển mạnh mẽ trong điều kiện thực tế ở Việt Nam. Yêu cầu đổi mới phương pháp giảng dạy đang được chú trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy và học trong các trường học, nhất là các trường phổ thông hiện nay. Trong giáo dục phổ thông, sự giãn nở vì nhiệt của các chất mà cụ thể là chất rắn là một khái niện rất quan trọng, liên quan đến nhiều hiện tượng trong tự nhiên và là cơ sở cho những ngành công nghiệp, khai thác, thiết kế…Ứng dụng công nghệ thực tại ảo trong việc mô phỏng các quá trình sinh trưởng hay các thí nghiệm ảo có khả năng tương tác sẽ giúp học sinh, sinh viên dễ hình dung và nắm bắt vấn đề mà lý thuyết đưa ra. Đề tài “Mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn bằng công nghệ thực tại ảo” được xây dựng nhằm mục đích đi sâu vào nghiên cứu về một phương thức đặc biệt sử dụng trong mô phỏng nói chung cũng như mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn nói riêng, hiểu rõ kỹ thuật mô hình hóa 3D trong thực tại ảo và mô phỏng sự giản nở vì nhiệt của chất rắn bằng công nghệ thực tại ảo. Xây dựng một số thí nghiệm ảo có liên quan tới chất rắn và sự giãn nở vì nhiệt, phục vụ trong nhà trường phổ thông. Với mục đích đó đề tài gồm các chương cơ bản sau đây: Chương 1: Khái quát về thực tại ảo và mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn. Chương này trình bày khái quát về thực tại ảo và ứng dụng, những khái niệm cơ bản về sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn và bài toán mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt. Chương 2: Mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn bằng kỹ thuật particle. Trong chương này luận văn trình bày các vấn đề cơ bản trong việc mô phỏng bằng kỹ thuật particle và mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn bằng kỹ thuật này trong thực tại ảo. Chương 3: Chương trình thử nghiệm. Chương này trình bày chương trình thử nghiệm cho bài toán mô phỏng sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn, kịch bản thí nghiệm và chương trình thử nghiệm. Hy vọng đề tài này sẽ đem lại một số kiến thức và ứng dụng thực tế vào những thí nghiệm giảng dạy trong nhà trường cũng như trong công nghệ giải trí, nghiên cứu khoa học. Vì thời gian và khả năng có hạn, nên nội dung nghiên cứu cũng như chương trình thử nghiệm không thể tránh được những sai sót. Rất mong nhận được sự quan tâm, giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô, bạn bè để tác giả có thể áp dụng được để tài vào nhiều lĩnh vực thiết thực trong cuộc sống. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Lê Khắc Bình, Nguyễn Nhật Khánh, Bài giảng Cơ sơ vật lý chất rắn, ĐH Khoa học tự nhiên TPHCM. 2. Mai Tiến Dũng (2011), Nghiên cứu một số kỹ thuật biểu diễn trạng thái khuôn mặt, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Đại học Thái Nguyên. 3.Nguyễn Văn Huân (Chủ biên) – Vũ Đức Thái (2006), Kỹ thuật lập trình mô phỏng thế giới thực dựa trên Morfit, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 4.Nguyễn Văn Huân, Tổng quan về mô phỏng nước trong thực tại ảo, Hội nghị khoa học Khoa Công nghệ Thông tin - Đại học Thái Nguyên, 10/12/2006. 5.Vũ Đức Thông ( 2010), Nghiên cứu kỹ thuật mô phỏng lửa bằng phương pháp Particle và ứng dụng, Luận văn Thạc sĩ, Trường ĐH Công nghệ, ĐHQG Hà Nội. 6. Đỗ Thị Thanh Toàn ( 2008), Mô phỏng nước trong công nghệ thực tại ảo, Luận văn Thạc sĩ, Trường ĐH Công nghệ, ĐHQG Hà Nội. Tiếng Anh 1.ASCHER, U., AND BOXERMAN, E. 2002. On the modied conjugate gradient method in cloth simulation. (submitted to) The Visual Computer. 2.Particle-based Viscoelastic Fluid Simulation. Simon Claves, Philippe Beaudoin, and Pierre Poulin, LIGUM, Dept.IRO University De Montreal 3.Samuel R. Buss (2003), “3D Computer Graphics: A mathematical approach with OpenGL”, Cambridge University Press 4. John R.Vacca: VRML Bringing Virtual Reality to the Internet