Chương trình thử nghiệm đốt cháy thanh kim loại xây dựng sử dụng ngôn ngữ Visual C#, cài đặt phần mềm hỗ trợ lập trình Visual Studio 2010 (X16-42552VS2010UltimTrial1.iso) và cài bộ thư viện của Microsoft (XNAGS40_setup) về đồ họa ba chiều.
Chương trình thử nghiệm phải thể hiện được một hoặc một số hiệu ứng đồ họa trên cơ sở sử dụng kỹ thuật Particle-based để tạo hiệu ứng hình ảnh ba chiều. Các hiệu ứng đồ họa được lựa chọn sử dụng trong chương trình thử nghiệm trên cơ sở kỹ thuật Particle-based là những hiệu ứng đã được đề cập trong khuôn khổ nội dung luận văn.
Chương trình thử nghiệm có chức năng lựa chọn riêng biệt hoặc đồng thời nhiều hiệu ứng được thể hiện trong việc mô phỏng lửa ba chiều.
Không gian mô phỏng cần thiết kế hỗ trợ các tầm nhìn toàn cảnh, cận cảnh để thấy rõ được việc thể hiện các hiệu ứng đồ họa. Khuyến khích các đối tượng mô phỏng trong chương trình thử nghiệm được xây dựng giống như các hình minh họa trong luận văn, với mục đích minh họa tốt nhất các nội dung được nghiên cứu.
3.3. Một số kết quả chƣơng trình
Sau đây là một số kết quả ảnh ba chiều thu được với các hiệu ứng đồ họa trên cơ sở sử dụng kỹ thuật Particle khi mô phỏng sự chuyển động của ngọn lửa trong quá trình thí nghiệm đốt thanh kim loại. Chương trình dùng chuột để điều khiển xoay và dừng xoay mô hình, cho phép chúng ta quan sát sự chuyển động của lửa từ các phía; phím mũi tên lên xuống dùng để phóng to, thu nhỏ mô hình; dấu cách dùng để trở về trạng thái quan sát thẳng góc với mô hình...
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
Hình 3.1: Mô hình toàn cảnh bên ngoài phòng thí nghiệm
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
Hình 3.3: Trạng thái quan sát chính diện với mô hình
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn bằng phương pháp phân tích và tổng hợp các tài liệu, luận văn đã đưa ra các cơ sở lý thuyết chung về bài toán mô phỏng lửa, một số kỹ thuật mô phỏng lửa và cài đặt chương trình thử nghiệm.
Luận văn đã thực hiện được tất cả các nội dung và đạt được các mục tiêu đề ra như trong bản đề cương đã được duyệt. Các kết quả đạt được bao gồm:
Tầm quan trọng của mô phỏng lửa: việc tìm hiểu, đào sâu nghiên cứu về các kỹ thuật thực tại ảo, mô phỏng nói chung và mô phỏng lửa nói riêng mang tầm ý nghĩa rất quan trọng và thiết thực trong sự phát triển mọi mặt của xã hội hiện tại cũng như trong tương lai.
Khái quát về thực tại ảo và mô phỏng nói chung, mô phỏng vi tính nói riêng: Luận văn đã trình bày các khái niệm cơ bản của thực tại ảo và mô phỏng cũng như các ưu, nhược điểm của nó, qua đó nêu bật lên tầm quan trọng, những thành tựu đã đạt được của thực tại ảo và mô phỏng trong cuộc sống ngày nay.
Mô hình mô phỏng bằng phương pháp Physically và Particle: Luận văn đã đưa ra mô hình, các khái niệm, tính chất của cơ bản của phương pháp Physically và Particle, chứng minh đây là những phương pháp thích hợp để mô phỏng lửa.
Mô phỏng lửa bằng phương pháp Physically và Particle: Luận văn đã dựa trên những tính chất vật lý học của lửa và mô hình chung của phương pháp Physically và Particle, để đưa ra được lý thuyết mô hình xây dựng một Physically System và một Particle System cho mô phỏng lửa.
Xây dựng chương trình cụ thể cho việc mô phỏng lửa: Dựa trên những kiến thức cơ bản của môn học đồ họa và xử lý ảnh, tìm hiểu rõ mô hình Particle system và tính chất vật lý học của lửa tôi đã chỉ ra được phương pháp xây dựng một chương trình mô phỏng lửa bằng phương pháp Particle.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề luận văn chưa đề cập đến, một số hướng phát triển khác có thể mở rộng như: xử lý điều kiện mô phỏng thí nghiệm trong nhiều môi trường khác nhau, tính toán độ phức tạp mô hình mô phỏng…
Tiếp tục nghiên cứu xây dựng chương trình mô phỏng lửa, tìm giải pháp tối ưu dễ dàng áp dụng vào những ứng dụng khoa học, cuộc sống thực tế, đặc biệt là những ứng dụng tạo ra được thí nghiệm ảo hay xây dựng bài giảng điện tử trong nhà trường. Kết quả nghiên cứu chưa phát huy được lợi thế của hệ thống thực tại ảo.
Để đề tài được đưa vào thực tế tốt hơn, đảm bảo tính mỹ thuật và chuyên nghiệp của một chương trình đồ họa vi tính. Tiến tới có thể tạo và kết xuất ra những chương trình lớn hơn đáp ứng được sự tương tác với hệ thống thực tại ảo, sản phẩm mang tính thương mại hơn, để áp dụng nhiều hơn thì cần phải có sự nghiên cứu sâu hơn của mô hình mô phỏng lửa, kết hợp với những kỹ thuật khác tạo ra ngọn lửa như thật.
Mặc dù tác giả đã có nhiều nỗ lực trong nghiên cứu và thực hiện đề tài, nhưng vì thời gian và trình độ có hạn, chắc chắn rằng luận văn không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Tác giả hy vọng rằng việc xây dựng mô hình mô phỏng lửa sẽ là đề tài tiếp tục nhận được nhiều sự quan tâm nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới./.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
[1]. (2013), “Một cách tiếp cận xây
dựng thí nghiệm ảo trong giáo dục” Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Chuyên san Khoa học Tự nhiên Kỹ thuật, (Tập 110 số 10).
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/
TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng Việt
1. Võ Chí Chính - Hoàng Dương Hùng - Lê Quốc - Lê Hoài Anh (2006), (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kỹ thuật nhiệt, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
2. Bùi Văn Ga - Trần Văn Nam - Lê Minh Tiến (2011), “Mô phỏng quá trình cháy dual fuel biogas-dies”, Tạp Chí Giao Thông Vận Tải, (4), tr. 357-362. 3. Trịnh Xuân Hoàng (2006), Mô phỏng và mô hình hóa, Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Nguyễn Ngọc Linh - Bùi Văn Ga - Trần Thanh Hải Tùng - Huỳnh Bá Vang - Lê Văn Lữ (2006), “Nghiên cứu thực nghiệm hệ số bức xạ nhiệt của ngọn lửa khuếch tán”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 3(15), 4(16), tr 10-14.
5. Nguyễn Văn Mạnh (2009), Tổng quan về phương pháp mô phỏng và ứng dụng mô phỏng trong dạy học kỹ thuật - nghề nghiệp, Thông tin khoa học đào tạo nghề - Tổng cục dạy nghề.
6. Nguyễn Huy Sơn (2006), Virtual Reality Technologie - Công nghệ Thực tại ảo, http://tusach.thuvienkhoahoc.com.
7. 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.
II. Tiếng Anh
8. Beaudoin, P., Paquet, S. (2001), Realistic and controllable fire simulation, Proceedings of Graphics Interface.
9. Charles Verron - George Drettakis (2012), Procedural audio modeling for particle-based environmental effects, REVES-INRIA, Sophia- Antipolis, France.
10. Frenkel & Smit (2002), Understanding molecular simulations, Academic Press.
11. Nguyen, D., Fedkiw R., Jensen H. (2002), Physically-based modeling and animation of fire, San Antonio, Texas.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ III. Một số website 12. http://simulation.vn 13. http://phet.colorado.edu/vi/simulations/category/new 14. http://developer.nvidia.com/view.asp?IO=cedec_shadowmap 15. http://simulate4d.com/2011/10/blender-2-60-guide-to-smoke-fire- simulation 16. http://www.alinenormoyle.com/projects/fire/index.html 17. http://www.lighthouse3d.com/vrml/tutorials.shtml