数值场绘制技术研究

发布时间：2024-05-13 21:20

　　随着科技的发展和信息技术的不断提高,计算机技术、网络技术等现代科学技术已经在各行各业得到了广泛的应用,在教育领域的应用则体现为计算机辅助教育(CBE:Computer-Based Education)。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》文件中指出“加快教育信息化进程”的任务之一就是要“加强优质教育资源的开发与应用”。数字化教育资源作为计算机辅助教育中的重要组成部分,不仅是我国教育信息化发展进程中重要发展产物,同时也是发展阶段的重要体现。数字化教育资源为教与学带来了诸多益处,如在教学过程中,可将部分教学内容实现计算机可视化,用以指导相关课程内容的教与学。特别对于抽象不易理解的学科内容,借助计算机技术将其形象化,使其更易于教师教学和学生理解应用。例如初高中物理学科,在物理教学中存在许多较难理解的抽象概念,单凭语言很难将其阐述清楚,因此对教师的教育教学提出了较高的要求。比如电势场这一类看不见摸不着的数值场,但其又确实存在的物理现象。这一部分学习内容抽象且理论性强,要求学生具备较强的空间想象能力和思维逻辑能力,是学生普遍感到难学的内容。在传统教学中,电势场演示性内容多...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 场点获取
        1.2.2 场点连接
        1.2.3 场点压缩
    1.3 主要工作与内容安排
        1.3.1 主要工作
        1.3.2 论文结构
第2章 理论基础
    2.1 数值场
        2.1.1 数值场定义
        2.1.2 数值场可视化
    2.2 隐式曲线
        2.2.1 隐函数及隐函数曲线
        2.2.2 隐性数值场
    2.3 Hermite插值
        2.3.1 Hermite插值定义
        2.3.2 Hermite插值多项式及插值方法
第3章 场线绘制方法研究
    3.1 数值场数学模型定义与获取
    3.2 二维MC方法与场点捕捉
        3.2.1 MC方法概述
        3.2.2 基于二维MC方法的场点获取
        3.2.3 消除二维MC方法的二义性
    3.3 基于面积法的场点压缩
        3.3.1 线段求交算法
        3.3.2 平面复杂多边形的面积计算
    3.4 场线提取与绘制
    3.5 本章小结
第4章 算法实现与实验结果
    4.1 实验环境平台
    4.2 算法实现
        4.2.1 整体流程
        4.2.2 数据结构组织
        4.2.3 算法实现关键代码
    4.3 单条场线优化效果对比
    4.4 数值场绘制效果
    4.5 本章小结
第5章 静电场点电荷可视化系统设计与实现
    5.1 系统需求分析
        5.1.1 用户需求
        5.1.2 功能需求
    5.2 系统界面设计
    5.3 系统实现效果
        5.3.1 电荷操作
        5.3.2 电场控制的相关功能
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 主要工作及研究结论
    6.2 主要创新
    6.3 未来工作展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：3972734