КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ТОЧНОГО ПОЗНАНИЯ Ошибки палеонтологов при восстановлении облика доисторических животных всплывают довольно часто. - презентация

1

2 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ТОЧНОГО ПОЗНАНИЯ Ошибки палеонтологов при восстановлении облика доисторических животных всплывают довольно часто. Типичный пример сенсация в отношении ископаемого животного, получившего имя «Археораптор» (Archaeoraptor), которое, по первоначальному мнению ученых, было промежуточным звеном в эволюции между динозаврами и птицами. Недавно в результате компьютерной томографии ученые обнаружили, что хвост этого существа принадлежит совершенно другому животному.

3 СТЕРЕОЛИТОГРАФИЯ Одним из наиболее популярных методов создания физических моделей на основе компьютерных моделей, предварительно спроектированных в CAПР-системах, является стереолитография, которая позволяет изготавливать копии реальных трехмерных объектов по данным, например, рентгеновского компьютерного томографа.

4 СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ Сегодня самым крупным проектом применения стереолитографии в палеонтологии стало получение физической модели трицератопса на основе его оригинального скелета с помощью стереолитографической машины SLA7000 от 3D Systems. Работы велись два года, и в 2001 году в музее была выставлена новая модель этого животного. Скелет трицератопса, смонтированный на основе костей от 15 различных животных в 1960 году (без использования компьютерных технологий)

5 СОЗДАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ (ОСНОВА) Создание физической модели трицератопса происходило следующим образом. Вначале было произведено сканирование всего экспоната целиком и оцифрованы ключевые точки реального скелета с помощью системы сканирования Steinbichler Optotechnik OptoTrak. После этого были отсканированы большие кости с помощью портативного оптического сканирующего устройства Steinbichler Comet.

6 СОЗДАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ (МЕЛКИЕ ДЕТАЛИ) Более мелкие посредством лазерного сканера Cyberware. В результате обработки созданных сканов программой SDRCs от Surfacer была создана трехмерная модель трицератопса, занявшая по объему порядка 20 Гбайт и представлявшая около 1,5 млн. точек, а полный набор отсканированных данных составлял порядка 30 млн. точек.

7 СОЗДАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ (ГЕНЕРАЦИЯ) Затем данные были сегментированы на 35 горизонтальных и вертикальных частей и созданы прототипы недостающих костей с помощью программы для быстрого создания прототипов SolidView компании Solid Concepts. После этого все файлы были объединены. При этом недостающие фрагменты были заполнены искусственно сгенерированными данными.

8 РЕАЛЬНЫЙ ВНЕШНИЙ ОБЛИК В итоге получилась полная цифровая модель трицератопса на основе которой методом стереолитографии была создана функциональная физическая модель ящера, По физической модели в дальнейшем была произведена художественная реконструкция ящера

9 ДАЛЬНЕЙШЕЕ ИССЛЕДОВАНИЕ (ДВИЖЕНИЕ) Сотрудники Смитсоновского Национального музея естествознания впервые применили созданную на основе 3D-данных физическую модель с целью исследования движений трицератопса. Для создания анимации цикла ходьбы этого ящера ученые воспользовались отсканированными файлами, импортировали их в программу 3D Studio Max компании Autodesk и воспроизвели цикл ходьбы трицератопса, основываясь на особенностях анатомии.

10 ДАЛЬНЕЙШЕЕ ИССЛЕДОВАНИЕ (ЗВУКИ) Как ни фантастично это звучит, но теперь палеонтологи с помощью компьютерных технологий могут имитировать даже звуки, издаваемые доисторическими животными. Успеху данного эксперимента способствовало то, что был найден прекрасно сохранившийся череп животного. В результате чего была получена трехмерная модель со всеми внутренними полостями. Затем были смоделировали две акустические системы динозавра. После этого пакет 3D-аэродинамики выдохнул воздух из не существующих уже 75 млн. лет «легких» через смоделированную сложную систему виртуальных труб и полостей. В результате динозавр «запел», а ученые смогли получить представление о его «вокальных» данных.

11 ПРОГУЛКИ С ДИНОЗАВРАМИ На основе всех этих исследований был создан знаменитый научно-популярный фильм «Прогулки с динозаврами». Для этого были привлечены лучшие силы современных палеонтологов, исследованы научные труды, но самый весомый вклад сделало именно компьютерное моделирование, с помощью которого все эти существа, исчезнувшие 80 миллионов лет назад, предстали перед нами как живые.