Sportas, matematika ir ateitis
Jei sekmadieniais žiūrite Formulės 1 lenktynes, turbūt ne vieną kartą girdėjote apie vakuuminį maišą. Nežinau ar tai tinkamas pavadinimas, tačiau paaiškinsiu ką mes vadiname tuo maišu. Priekyje dideliu greičiu važiuojantis automobilis skrosdamas orą jį išsklaido, tad už jo esančiam automobiliui tenka mažesnis oro pasipriešinimas. To dėka antrasis automobilis gali išvystyti didesnį greitį ir lengviau pralenkti priekyje važiuojantį automobilį.
Oro srautus bus galima matyti tiesioginės transliacijos metu.
Nemačiusiems oro srauto, turbūt būtų sunku įsivaizduoti kaip jis atrodo, tačiau nesijaudinkite mat netolimoje ateityje jau galėsite matyti minėtuosius oro srautus. Už tokią galimybę reikia padėkoti keliems Vašingtono universiteto programuotojams, kurie sugebėjo sukurti programinę įrangą pavadinimu Draft Track. Pastaroji sugeba realiu laiku skaičiuoti tikėtinus oro srautus aplink mašiną ir pateikti juos skirtingomis spalvomis video medžiagoje.
Pasirodo nėra jokių sudėtingų daviklių, jokios brangios aparatūros. Tiesiog yra naudojamas kompiuteris ir jo skaičiavimo galia. Visi atsakymai slypi lygtyse, kurios aprašo skysčių judėjimą. Pačios lygtys nėra naujiena. Jų teikiamais privalumais naudojasi visi kam to reikia. Tačiau iki šiol norint įgyvendinti sudėtingas sistemas reikia nemažai laiko praleisti laukiant kol kompiuteris padarys savo darbą. Naujoje Draft Track sistemoje lygtys yra sprendžiamos naudojant naują algoritmą, kurs leidžia skaičiavimus atlikti realiu laiku. T.y. turime galimybę oro srautus matyti ne rungtynių apžvalgoje, bet per tiesioginę jų transliaciją.
Atrodo, kas čia tokio. Nereikalinga papildoma informacija. Tačiau tokia sistema atveria dideles galimybes animacijos bei kompiuterinių žaidimų srityje. Pakedenkite ilgus plaukus prieš veidrodį ar švelniai papūskite į degančią žvakę. Iškart pamatysite kaip jūsų veikiamas objektas keičia formą. Trimatėje animacijoje tokie efektai nėra piešiami. Joje yra panaudojamos minėtosios lygtys, kompiuteriui yra nurodoma žvakė, jos liepsna bei vėjo srautas sklindantis iš personažo lūpų. Kompiuteris turėdamas visus reikalingus duomenis pradeda skaičiuoti ir pateikia rezultatą. Tik negalvokit, kad rezultatas sulaukiamas po sekundės. Priklausomai nuo scenos sudėtingumo, ilgumo bei kompiuterių galingumo, visas procesas gali užtrukti labai ilgai. Tuo tarpu su naujuoju algoritmu visi efektų skaičiavimai vyktų realiu laiku, tad tokioms garsioms studijoms kaip DreamWorks ar Pixar nebereikėtų laukti valandų valandas, kad pamatytų efektų galutinius variantus.
Rungtynės įspūdingesnėmis netaps, tačiau daugelis įvertins papildomą informaciją.
Naujoji sistema daug gyvybės įneštų ir į kompiuterinius žaidimus. Dabartiniuose žaidimuose daugelis objektų juda, bet jau numatyta kryptimi. Visi objektai deformuojasi taip pat numatyta forma. Naujoji sistema leistų visą tą monotonišką judesį paversti tikru. Na įsivaizduokite nuo medžio krentančius lapus. Kaip juos pagauna vėjas ir nuneša tolyn. Bekeliaudami jie vartosi, dalis jų nukrenta ir vėl pakyla nuo greitai važiuojančio automobilio sukelto vėjo. Viso to dabartiniuose žaidimuose nėra, nes kompiuteris yra per silpnas tokiems sudėtingiems skaičiavimams atlikti. Žaidimų intarpai tai tie patys animaciniai filmai. Autorius žino objektų vietas, jų greičius, judėjimo kryptis, tuo tarpu kompiuteriniame žaidime autorius negali žinoti kaip tą kelio atkarpą nuvažiuosite jūs. Tad kompiuteris visus efektus privalo generuoti ir atvaizduoti realiu laiku, ką ir leistų įgyvendinti naujoji sistema.
Be žaidimų ir animacijos grafinio tobulinimo, naujieji algoritmai pasitarnautų ir būsimiems pilotams ar ugniagesiams. Kompiuterinių pratybų metu būtų galima daug tikroviškiau atvaizduoti juos supančią aplinką.
—
Video rasite čia, o informaciją apie pačias lygtis ir jų teoriją rasite
wikipedia.org/…/Navier-Stokes_equations .