软件半形式化建模形式化建模

作者: 你最珍贵10500288
来源: 51数据库
2020-04-14

软件半形式化建模

数学建模常用软件有哪些哈

Matlab Mathematica lingo SAS 详细介绍：数学建模软件介绍一般来说学习数学建模，常用的软件有四种，分别是：matlab、lingo、Mathematica和SAS下面简单介绍一下这四种。

1.MATLAB的概况 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）之意。

除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学，工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多. 当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包（Toolbox）.工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类. 开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外，所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包. 2.Mathematica的概况 Wolfram Research 是高科技计算机运算（ Technical computing ）的先趋，由复杂理论的发明者 Stephen Wolfram 成立于 1987年，在1988年推出高科技计算机运算软件Mathematica，是一个足以媲美诺贝尔奖的天才产品。

Mathematica 是一套整合数字以及符号运算的数学工具软件，提供了全球超过百万的研究人员，工程师，物理学家，分析师以及其它技术专业人员容易使用的顶级科学运算环境。

目前已在学术界、电机、机械、化学、土木、信息工程、财务金融、医学、物理、统计、教育出版、OEM 等领域广泛使用。

Mathematica 的特色 ·具有高阶的演算方法和丰富的数学函数库和庞大的数学知识库，让 Mathematica 5 在线性代数方面的数值运算，例如特征向量、反矩阵等，皆比Matlab R13做得更快更好，提供业界最精确的数值运算结果。

·Mathematica不但可以做数值计算，还提供最优秀的可设计的符号运算。

·丰富的数学函数库，可以快速的解答微积分、线性代数、微分方程、复变函数、数值分析、机率统计等等问题。

·Mathematica可以绘制各专业领域专业函数图形，提供丰富的图形表示方法，结果呈现可视化。

·Mathematica可编排专业的科学论文期刊，让运算与排版在同一环境下完成，提供高品质可编辑的排版公式与表格，屏幕与打印的自动最佳化排版，组织由初始概念到最后报告的计划，并且对 txt、html、pdf 等格式的输出提供了最好的兼容性。

·可与 C、C++ 、Fortran、Perl、Visual Basic、以及 Java 结合，提供强大高级语言接口功能，使得程序开发更方便。

·Mathematica本身就是一个方便学习的程序语言。

Mathematica提供互动且丰富的帮助功能，让使用者现学现卖。

强大的功能，简单的操作，非常容易学习特点，可以最有效的缩短研发时间。

3.lingo的概况 LINGO则用于求解非线性规划（NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING）和二次规则（QP—QUARATIC PROGRAMING）其中 LINGO 6.0学生版最多可版最多达300个变量和150个约束的规则问题，其标准版的求解能力亦再10^4量级以上。

虽然LINDO和 LINGO不能直接求解目标规划问题，但用序贯式算法可分解成一个个LINDO和LINGO能解决的规划问题。

模型建立语言和求解引擎的整合 LINGO是使建立和求解线性、非线性和整数最佳化模型更快更简单更有效率的综合工具。

LINGO提供强大的语言和快速的求解引擎来阐述和求解最佳化模型。

■ 简单的模型表示 LINGO可以将线性、非线性和整数问题迅速得予以公式表示，并且容易阅读、了解和修改。

■ 方便的数据输入和输出选择 LINGO建立的模型可以直接从数据库或工作表获取资料。

同样地， LINGO可以将求解结果直接输出到数据库或工作表。

■ 强大的求解引擎 LINGO内建的求解引擎有线性、非线性（con

动漫人物通常用什么软件来建模的？

MAYA是高端3D软件，3dsmax是中端软件，易学易用，但在遇到一些高级要求时（如角色动画/运动学模拟）方面远不如MAYA强大。

3dsmax的工作方向主要是面向建筑动画，建筑漫游及室内设计。

MAYA 的用户界面也比3dsmax要人性化点 MAYA软件应用主要是动画片制作、电影制作、电视栏目包装、电视广告、游戏动画制作等。

3dsmax软件应用主要是动画片制作、游戏动画制作、建筑效果图、建筑动画等。

MAYA的基础层次更高，3dsmax属于普及型三维软件，有条件当然学MAYA。

Maya的CG功能十分全面，建模、粒子系统、毛发生成、植物创建、衣料仿真等等。

可以说，当3dsmax用户匆忙地寻找第三方插件时，Maya用户已经可以早早地安心工作了。

可以说，从建模到动画，到速度，Maya都非常出色。

Maya主要是为了影视应用而研发的。

根据实际制作流程，一个完整的影视类动画的制作总体上可分为前期制作、动画片段制作与后期合成三个部分。

1、前期制作是指在使用计算机制作前，对动画片进行的规划与设计，主要包括：文学剧本创作、分镜头剧本创作、造型设计、场景设计。

文学剧本，是动画片的基础，要求将文字表述视觉化即剧本所描述的内容可以用画面来表现，不具备视觉特点的描述（如抽象的心理描述等）是禁止的。

动画片的文学剧本形式多样，如神话、科幻、民间故事等，要求内容健康、积极向上、思路清晰、逻辑合理。

分镜头剧本，是把文字进一步视觉化的重要一步，是导演根据文学剧本进行的再创作，体现导演的创作设想和艺术风格，分镜头剧本的结构：图画+文字，表达的内容包括镜头的类别和运动、构图和光影、运动方式和时间、音乐与音效等。

其中每个图画代表一个镜头，文字用于说明如镜头长度、人物台词及动作等内容。

造型设计，包括人物造型、动物造型、器物造型等设计，设计内容包括角色的外型设计与动作设计，造型设计的要求比较严格，包括标准造型、转面图、结构图、比例图、道具服装分解图等，通过角色的典型动作设计（如几幅带有情绪的角色动作体现角色的性格和典型动作），并且附以文字说明来实现。

超越建筑多媒体提示造型可适当夸张、要突出角色特征，运动合乎规律。

场景设计，是整个动画片中景物和环境的来源，比较严谨的场景设计包括平面图、结构分解图、色彩气氛图等，通常用一幅图来表达。

2、片段制作根据前期设计，在计算机中通过相关制作软件制作出动画片段，制作流程为建模、材质、灯光、动画、摄影机控制、渲染等，这是动画的制作特色。

建模，是动画师根据前期的造型设计，通过建模软件在计算机中绘制出角色模型。

这是动画中很繁重的一项工作，需要出场的角色和场景中出现的物体都要建模。

建模的灵魂是创意，核心是构思，源泉是美术素养。

通常使用的软件有3DSMax、AutoCAD、Maya等。

建模常见方式有：多边形建模——把复杂的模型用一个个小三角面或四边形组接在一起表示（放大后不光滑）；样条曲线建模——用几条样条曲线共同定义一个光滑的曲面，特性是平滑过渡性，不会产生陡边或皱纹。

因此非常适合有机物体或角色的建模和动画。

细分建模——结合多边形建模与样条曲线建模的优点面开发的建模方式。

建模不在于精确性，而在于艺术性，如《侏罗纪公园》中的恐龙模型。

材质贴图，材质即材料的质地，就是把模型赋予生动的表面特性，具体体现在物体的颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光及粗糙程度等特性上。

贴图是指把二维图片通过软件的计算贴到模型上，形成表面细节和结构。

对具体的图片要贴到特定的位置，软件使用了贴图坐标的概念。

一般有平面、柱体和球体等贴图方式，分别对应于不同的需求。

模型的材质与贴图要与现实生活中的对象属性相一致。

灯光，目的是最大限度地模拟自然界的光线类型和人工光线类型。

软件中的灯光一般有泛光灯（如太阳、蜡烛等四面发射光线的光源）和方向灯（如探照灯、电筒等有照明方向的光源）。

灯光起着照明场景、投射阴影及增添氛围的作用。

通常采用三光源设置法：一个主灯，一个补灯和一个背灯。

主灯是基本光源，其亮度最高，主灯决定光线的方向，角色的阴影主要由主灯产生，通常放在正面的3/4处即角色正面左边或右面45度处。

补灯的作用是柔和主灯产生的阴影，特别是面部区域，常放置在靠近摄影机的位置。

背灯的作用是加强主体角色及显现其轮廓，使主体角色从背景中突显出来，背景灯通常放置在背面的3/4处。

摄影机控制，依照摄影原理在动画软件中使用摄影机工具，实现分镜头剧本设计的镜头效果。

画面的稳定、流畅是使用摄影机的第一要素。

摄影机功能只有情节需要才使用，不是任何时候都使用。

摄像机的位置变化也能使画面产生动态效果。

动画，根据分镜头剧本与动作设计，运用已设计的造型在动画制作软件中制作出一个个动画片段。

动作与画面的变化通过关键帧来实现，设定动画的主要画面为关键帧，关键帧之间的过渡由计算机来完成。

软件大都将动画信息以动画曲线来表示。

动画曲线的横轴是时间（帧），竖轴是动画值，可以从动画曲线上看出动画设置的快慢急缓、...

与数学建模有关的软件有哪些

数学建模介绍 1. 什么是数学建模？数学建模就是用数学语言描述实际现象的过程。

这里的实际现象既包涵具体的自然现象比如自由落体现象，也包涵抽象的现象比如顾客对某种商品所取的价值倾向。

这里的描述不但包括外在形态，内在机制的描述，也包括预测，试验和解释实际现象等内容我们也可以这样直观地理解这个概念：数学建模是一个让纯粹数学家（指只懂数学不懂数学在实际中的应用的数学家）变成物理学家，生物学家，经济学家甚至心理学家等等的过程。

2. 什么是数学模型？数学模型是指用数学语言描述了的实际事物或现象。

它一般是实际事物的一种数学简化。

它常常是以某种意义上接近实际事物的抽象形式存在的，但它和真实的事物有着本质的区别。

要描述一个实际现象可以有很多种方式，比如录音，录像，比喻，传言等等。

为了使描述更具科学性，逻辑性，客观性和可重复性，人们采用一种普遍认为比较严格的语言来描述各种现象，这种语言就是数学。

使用数学语言描述的事物就称为数学模型。

有时候我们需要做一些实验，但这些实验往往用抽象出来了的数学模型作为实际物体的代替而进行相应的实验，实验本身也是实际操作的一种理论替代。

3. 为什么要建立数学模型？在科学领域中，数学因为其众所周知的准确而成为研究者们最广泛用于交流的语言--因为他们普遍相信，自然是严格地演化着的，尽管控制演化的规律可以很复杂甚至是混沌的。

因此，人们常对实际事物建立种种数学模型以期通过对该模型的考察来描述解释，预计或分析出与实际事物相关的规律。

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