Моделирование космических объектов и явлений с помощью вокселей

Материал из «Знание.Вики»

Что такое моделирование?

— исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователей.

Как используется компьютерное моделирование?

Компьютерное моделирование используется в исследовании космоса для создания моделей космических объектов, таких как планеты, звезды и галактики, а также для изучения космических явлений, таких как черные дыры, гравитационные волны и космические лучи. Одним из наиболее известных примеров компьютерного моделирования в исследовании космоса является моделирование движения планет вокруг Солнца. С помощью компьютерных моделей ученые могут предсказывать, как планеты будут двигаться в будущем, а также объяснять, почему они движутся так, как движутся.

Компьютерное моделирование также используется для изучения черных дыр и гравитационных волн. Ученые создают модели, имитирующие движение черных дыр и других космических тел, чтобы понять, как они взаимодействуют друг с другом и как это влияет на пространство вокруг них. Компьютерные модели также используются для изучения гравитационных волн, возникающих при слиянии черных дыр и других космических тел. Одним из возможных способов моделирования космических явлений или объектов может быть моделирование с помощью воксела.

Вокселы и их применение

Воксел (от англ. volumetric pixel или voxel — объемный пиксель) — элемент объёмного изображения, содержащий значение элемента растра в трёхмерном пространстве. Воксельные модели часто используются для визуализации и анализа медицинской и научной информации. Если в современной 3D-графике объект можно представить как полигоны или пиксели, «натянутые» на виртуальный каркас (или, иначе говоря, пустое 3D-пространство), то в воксельных моделях каждый воксел представляет собой полноценный 3D-кирпич, несущий в себе информацию о том, чем он в этой модели является (элемент организма, часть конструкции и т. д.).

Воксельные модели можно использовать и изучении космоса — к примеру, при моделировании поведения космических объектов в различных условиях (падение метеоритов, столкновения астероидов). Однако этому препятствуют несколько факторов:

  • воксельная модель даже небольшого космического объекта требует использования огромного количества трехмерных «кирпичей», в каждый из которых нужно закладывать определенную информацию, то есть объект не полый, в отличие от полигональных моделей;
  • так как каждый воксел в модели является взаимосвязанным (с другими вокселами), но самостоятельным объектом, то и физическое поведение, и отрисовку необходимо прорабатывать для каждого воксела отдельно, что требует огромных вычислительных и графических мощностей.

Источники

Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Моделирование_космических_объектов_и_явлений_с_помощью_вокселей&oldid=1055675