Статья описывает интеграцию математического моделирования и 3D-визуализации на примере электромобиля с использованием ПО REPEAT и Unigine. Разработаны методы передачи данных между моделями для создания визуализации в реальном времени. Представлен процесс преобразования данных в наглядные визуальные образы, упрощающие анализ сложных систем. Полученные результаты демонстрируют эффективность подхода в инженерных и образовательных задачах.
Введение
Современные технологии позволяют нам создавать сложные математические модели для анализа и разработки объектов управления. Однако, чтобы эти модели стали более понятным для восприятия инструментом, необходимы интуитивно понятные способы их представления. 3D-визуализация предоставляет уникальную возможность не только наблюдать за работой модели в реальном времени, но и глубже понять взаимосвязи между ключевыми параметрами и процессами.
В этой статье на примере электромобиля мы рассмотрим, как 3D-визуализация позволяет преобразовать абстрактные вычисления в понятные визуальные образы и как это улучшает процесс работы с моделью.
Стоит отметить, что все программные продукты, используемые в данной статье (ПО REPEAT и Unigine), разработаны отечественными компаниями. Это особенно важно в современных условиях, когда многие зарубежные IT-компании покидают российский рынок.
Unigine — это высокопроизводительная платформа для 3D-визуализации, разработки игр и создания виртуальных симуляторов. Она широко используется в различных областях, включая промышленность, образование, строительство, разработку тренажеров и визуализацию сложных данных.
Факт: Визуализация цифровых симуляций на 3D-движке UNIGINE на самом большом экране в мире.
В рамках этой работы была выбрана математическая модель электромобиля (рис. 1), которая находится в отрытом доступе для всех в демо-проектах под названием “EV”. Данная модель позволяет проследить за множеством параметров нашего объекта, среди которых заряд батареи, скорость автомобиля, нагрев электродвигателя и другие (рис. 2) [2].
Имея значения параметров, не составляет большого труда передать их в наш проект в Unigine. Интеграция Unigine и REPEAT реализована через REST API и WebSocket (рис.3) [3].
Для этого нужно в личном кабинете REPEAT сформировать API ключ, который дает доступ к публичному API для обмена данными. Этот ключ будет прописан в Unigine в компоненте RepeatDataFetcher.
У каждого функционального блока в ПО REPEAT есть набор параметров со своей переменной (рис. 4), которые в дальнейшем можно передать через API.
Для визуализации движения автомобиля был написан программный код:
В конечном итоге, получена визуализация в реальном времени, на которой автомобиль ведет себя в соответствии с параметрами, полученными из математической модели (рис. 5-6).
Итоги
Подводя итог, можно отметить, интеграция математического моделирования и 3D-визуализации, продемонстрированная на примере электромобиля, позволяет существенно повысить наглядность и удобство анализа сложных систем.
Результаты работы показывают, что создание визуальных образов, основанных на данных математических моделей, не только облегчает восприятие, но и расширяет возможности взаимодействия с моделью, включая реальное время. Это подтверждает значимость подхода для широкого спектра задач - от инженерных расчетов до образовательных и презентационных целей. Таким образом, предложенный метод интеграции и визуализации можно рассматривать как перспективное направление для дальнейшего развития инструментов анализа и проектирования сложных систем.
Список использованных источников
1. Руководство пользователя "Программное обеспечение «REPEAT» ДСША.466454.615-А.Д11.ПО.REPEAT" от 2023 // Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом» Акционерное общество «Инженерно-технический центр «ДЖЭТ» (АО «ИТЦ «ДЖЭТ») 2. Моделирование систем электромобиля // Habr URL: https://habr.com/ru/companies/rosatom/articles/769226/ (дата обращения: 07.12.2024). 3. Бабков Иван Николаевич, Пудов Кирилл Александрович, Коновалова Виктория Вадимовна, Дибиров Гамид Мурадович ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СЕТЕВЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ МИКРОКОМПЬЮТЕРОВ // Научные известия. 2022. №26. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-sposobov-vzaimodeystviya-setevyh-ustroystv-na-baze-mikrokompyuterov (дата обращения: 07.12.2024).