📄Работа №215451

Тема: Разработка алгоритма генерации псевдослучайных текстур на основе шума Перлина

📝
Тип работы Бакалаврская работа
📚
Предмет информационные системы
📄
Объем: 42 листов
📅
Год: 2024
👁️
Просмотров: 5
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

Аннотация
Введение 5
Глава 1 Математическое описание метода генерации псевдослучайных текстур 7
1.1 Обзор предметной области 7
1.2 Сравнительный анализ существующих подходов для генерации
текстур с алгоритмом шума Перлина 9
1.3 Описание алгоритма генерации псевдослучайных текстур на
основе шума Перлина 12
Глава 2 Проектирование системы генерации псевдослучайных текстур 18
2.1 Определение функциональных требований к разрабатываемой
системе 18
2.2 Разработка концептуальной модели системы 19
Глава 3 Программная реализация системы генерации псевдослучайных текстур на основе шума Перлина 22
3.1 Описание работы программной реализации процесса генерации
псевдослучайных текстур 22
3.2 Разработка и реализация интерфейса приложения 24
3.3 Программная реализация процесса генерации и наложение
текстур 28
3.4 Тестирование процесса генерации текстур 30
Заключение 39
Список используемой литературы 40

📖 Введение

В современном мире компьютерная графика имеет большую область применения в играх, медицине, на производстве и другие. При моделировании различных объектов и поверхностей происходит наложение текстур.
Главной проблемой генерации псевдослучайных текстур является нахождение алгоритма, способного создавать параметризированные текстуры, которые будут способны имитировать реальные объекты и поверхности.
Одной из основных целей является задача определения подхода для генерации псевдослучайных текстур, создание которых можно будет контролировать, задавая параметры их генерации, таким образом, сгенерированные текстуры будут приближены к реальности.
Одним из таких методов генерации псевдослучайных текстур является алгоритм шума Перлина.
Актуальность бакалаврской работы заключается в применении алгоритма шума Перлина для генерации текстур. Такой подход позволяет создавать более реалистичные текстуры различных объектов и ландшафтов. Кроме того, тема является актуальной с точки зрения широкого применения во многих сферах жизнедеятельности человека.
Целью данной работы является разработка и реализация алгоритма генерации псевдослучайных текстур на основе шума Перлина.
На основе этого шума будет реализован программный модуль для создания параметризированных текстур.
Конечным этапом демонстрации работы алгоритма генерации псевдослучайных текстур на основе шума Перлина будет наложение созданной текстуры на поверхность. Таким образом будет создаваться разнообразный ландшафт. Разнообразность создаваемого ландшафта будет достигаться путём изменения различных входных параметром алгоритма шума Перлина.
Для достижения выше поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
• проанализировать существующие подходы и методы генерации псевдослучайных текстур;
• описать алгоритм генерации параметризированных текстур;
• разработать требования к программе и пользовательскому интерфейсу;
• реализовать программу для генерации текстур;
• провести тестирование программы;
• сделать вывод о применимости получившегося программного продукта.
Первая глава работы посвящена изучению предметной области, сравнительному анализу различных актуальных и современных подходов генерации псевдослучайных текстур в области компьютерного моделирования и описанию метода генерации параметризированных текстур на основе алгоритма шума Перлина.
Во второй главе описываются требования к разрабатываемой системе и пользовательское взаимодействие с ней, также разрабатывается концептуальная модель работы всей системы в целом.
Третья глава посвящена разработке пользовательского интерфейса и программной реализации алгоритма генерации псевдослучайных текстур, тестированию разрабатываемого продукта и анализу полученных результатов.
Результатом работы является анализ, проведённый в области подходов генерации псевдослучайных текстур, программная реализация алгоритма генерации параметризированных текстур и создание программного модуля с пользовательским интерфейсом для создания и наложения сгенерированных текстур на ландшафт.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

Итогом выпускной квалификационной работы является программная реализация алгоритма генерации псевдослучайных текстур на основе шума Перлина.
Основная проблема в рамках работы заключалась в разработке подхода для генерации и применении псевдослучайных текстур в компьютерной графике. Для решения данной проблемы требовалось создать программный модуль, который позволил бы быстро и удобно генерировать параметризированные текстуры для их дальнейшего применения.
Для решения поставленной цели первым этапом была проанализирована предметная область, а также проведён сравнительный анализ существующих алгоритмов генерации шума. Это было необходимо для оценки правильности и оптимальности выбора алгоритма шума Перлина для генерации текстур. Затем был описан алгоритм генерации текстур на основе шума Перлина, его параметры и модификации.
Следующим этапом была спроектирована система генерации псевдослучайных текстур. На данном этапе были определены функциональные требования к разрабатываемой системе. На основе этих требований была составлена структура системы с помощью концептуальной модели.
Последним этапом была программная реализация системы генерации псевдослучайных текстур. Для этого была сделана блок-схема алгоритма работы программы. Следующим действием был разработан и реализован интерфейс программы. После реализации программы произведено тестирование. Это было сделано для того, чтобы предотвратить ошибки и сбои работы программы и убедиться в правильности полученных результатов.
Таким образом, разработанное приложение является инструментом для генерации параметризированных, псевдослучайных текстур.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1. Алгоритм «diamond-square» для построения фрактальных ландшафтов / [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/articles/111538/, (дата обращения: 20.01.2024).
2. Боресков, А. В. Основы компьютерной графики: учебник и практикум для вузов / А. В. Боресков, Е. В. Шикин. - Москва: Издательство Юрайт, 2019. - 219 с. - (Серия: Профессиональное образование). - ISBN 978­5-534-11630-4.
3. Васильев, Ю. Обработка естественного языка. Python и spaCy на практике. - СПб.: Издательский дом «Питер», 2021. - 256 с.: ил. - (Серия «Библиотека программиста»). ISBN 978-5-4461-1506-8.
4. Вигерс, К. Разработка требований к программному обеспечению: учебное пособие / К. Вигерс, Д. Битти. - Издательство «БХВ», 2019. - 736 с. - ISBN 978-5-99-098053-2.
5. Ганков, М. С. Разработка программ на языке Python для графической интерпретации точечных отображений. / М. С. Ганков, В. Ю. Ильичев // Научное обозрение. Технические науки. 2021.
6. Гниденко, И. Г. Технология разработки программного
обеспечения: учебное пособие для среднего профессионального образования / И. Г. Гниденко, Ф. Ф. Павлов, Д. Ю. Федоров. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Издательство Юрайт, 2024. - 248 с. - (Профессиональное
образование). - ISBN 978-5-534-18131-9.
7. Забродин, А. В. Основы проектирования информационных систем с помощью языка UML: учебное пособие / А. В. Забродин, В. П. Бубнов. — Санкт-Петербург: ПГУПС, 2018. — 46 с. - ISBN 978-5-7641-1133-9.
8. Златопольский, Д. М. Основы программирования на языке Python. 2-е изд. - Москва: ДМК Пресс, 2018. - 396 с.: ил. - ISBN 978-5-97060-641-4.
9. Ильечев, В. Ю. Визуализация масштабируемых 3d-моделей с помощью модуля Matplotlib для Python. // Системный администратор. 2020. № 12 (217). С. 86-89.
10. Лисяк, В. В. Основы компьютерной графики: ЗЭ-моделирование и 3Э-печать : учебное пособие / В. В. Лисяк. - Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2021. - 109 с. - ISBN 978-5-9275-3825-6.
11. Мартин, Р. Чистая архитектура. Искусство разработки программного обеспечения. - СПб.: Издательский дом «Питер», 2018. - 352 с.: ил. - (Серия «Библиотека программиста»). ISBN 978-5-4461-0772-8.
12. Мартынов А.А. Принципы проектирования графического интерфейса пользователя. // Журнал "Информатика и вычислительная техника", 2018. - С. 89-102.
13. Медведева, О.А. Генерация карт высот с использованием шума Перлина для построения ландшафтов / О.А. Медведева, К.И. Гордеев, Г.Ю. Гуляев // Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации. - Пенза: Наука и Просвещение, 2017. С. 105-108.
14. Пероцкая, В. Н. Основы тестирования программного обеспечения: учебное пособие / В. Н. Пероцкая, Д. А. Градусов; Владимирский. гос. ун-т им. А. Г. и Н. Г. Столетовых. - Владимир: Издательство ВлГУ, 2017. - 100 с. - ISBN 978-5-9984-0777-2.
15. Реализация генерации и отображения ландшафта в трехмерной плоскости / [Электронный ресурс]. URL: https://www.bibliofond.ru/id=877950, (дата обращения: 14.01.2024).
16. Руководство по Tkinter / [Электронный ресурс]. URL: https://metanit.com/python/tkinter/, (дата обращения: 17.02.2024).
17. Слеповичев, С. О. Шум Перлина как способ получения компьютерных спецэффектов природных явлений. / С. О. Слеповичев // Инновационное развитие. 2017. № 2 (7). С. 32-33.
18. Тарасян, В. С. Интерполяция распределённых данных
горизонталей для получения цифровой модели рельефа / В. С. Тарасян, Н. В. Дмитриев // Инженерный вестник Дона. 2018. №1. URL:
http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2018/4774, (дата обращения: 11.02.2024).
19. Тозик, В. Т. Компьютерная графика и дизайн: учебник для нач. проф. образования / В. Т. Тозик, Л. М. Корпан. - 3-е изд., стер. - Москва: Издательский центр «Академия», 2013. - 208 с. - ISBN 978-5-7695-9718-3.
20. Шелудько, В. М. Основы программирования на языке высокого уровня Python: учебное пособие; Южный федеральный университет. - Ростов- на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2017. - 112 с.
21. BPMN Specification - Business Process Model and Notation / [Электронный ресурс] URL: https://www.bpmn.org/, (дата обращения: 12.02.2024).
22. Moore, A. D. Python GUI Programming with Tkinter, 2nd Edition: expert insight / A. D. Moore. - UK, Birmingham: published by Packt Publishing Ltd, 2021. - 860 p. - ISBN 978-1-80181-592-5.
23. Perlin noise 1.12 / [Электронный ресурс] URL:
https://pypi.org/project/perlin-noise/, (дата обращения: 10.01.2024).
24. Romano, F. Learn Python Programming, 2nd Edition: beginner’s guide to programming / F. Romano. - UK, Birmingham: published by Packt Publishing Ltd, 2018. - 469 p. - ISBN 978-1-78899-666-2.
25. The Art of Software Testing, 3rd Edition / [Электронный ресурс] URL: https: //malenezi .github. io/malenezi/SE401/Books/114 -the-art-of-software- testing-3-edition.pdf, (дата обращения: 18.02.2024).

🖼 Скриншоты

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ