КОМПЬЮТЕРНЫЕ МУЛЬТИПЛИКАЦИИ - МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ РЕАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ - В ПОМОЩЬ ДИСТАНЦИОННОМУ ОБУЧЕНИЮ

М.А.Кокарев, В.М.Репин, В.А.Свешникова

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Научно-исследовательский вычислительный центр (НИВЦ), Центр новых информационных технологий (ЦНИТ)

Тел.: (095) 939-23-46, факс: (095) 938-21-36, e-mail: kokarev@lem.srcc.msu.su

Возможности компьютера позволяют достаточно ярко проиллюстрировать положения теории и результаты практических исследований - лучше всего это можно осуществить, используя компьютерную графику, позволяющую "увидеть" движение моделируемого механического объекта.

Компьютерные учебные пособия (КУП) по разделу "Кинематика точки" курсов теоретической механики и физики получили дальнейшее развитие в новом КУП "Плоское движение", что привело к необходимости исследования более сложных задач как с точки зрения их понимания учащимися, так и методики создания необходимого матобеспечения. Объектом исследования был выбран ряд плоских механизмов, в частности конхоидографы для прямой (конхоидограф Никомеда) и для окружности (улитка Паскаля, кардиоида).

Возможности компьютерной анимации позволили "двигать" все звенья механизмов (в соответствии с возможностями конструкции) на экране дисплея, фиксируя четко характер движения каждого звена (поступательное, вращательное, плоско-паралельное), а также наблюдая за траекториями отдельных точек механизма, которые интересовали исследователя или обучаемого.

Была выбрана методика компьютерной мультипликации, позволяющая увидеть траекторию точки, которую она описывает будучи "свободной" (виртуальное движение), а также ту часть этой кривой, возможность осуществлять которую дает конструкция механизма.

Как и в КУП "Кинематика точки", в КУП "Плоское движение" исследуются скорость и ускорение выбранных для исследования звеньев механизма и отдельных точек, строятся соответствующие графики. Рассматривается движение мгновенного центра скоростей звеньев совершающих плоское движение, находятся и изображаются траектории МЦС.

В КУП "Плоское движение" возможности мультипликации отчетливо демонстрируют особенности и необходимость использования компьютерных технологий для моделирования движения реальных механических объектов, обеспечивают визуализацию процесса обучения, что позволяет активно влиять на создание систем для дистанционного обучения теоретической механике.

КУП "Плоское движение" в структурном плане включает в себя текстовую информацию, компьютерные иллюстрации в виде видеоматериалов и компьютерной мультипликации, а также исследовательские и тестирующие задания. Программный пакет может быть установлен на ПК типа IBM с 32-разрядной арифметикой в среде Windows. Для создания компьютерной 2D анимации и других мультимедийных приложений используются библиотеки семейства DirectX. Такой подход позволит в дальнейшем расшириться до 3D имитации реальных механизмов. Для обеспечения доступа в Internet используется технология WWW.