Разновидности компьютерной графики

В рассмотренных выше транспортных задачах передача мощностей осуществлялась непосредственно от источников к потребителям. Это транспортные задачи в так называемой классической постановке.

В реальных схемах электрических сетей часто оказывается целесообразной передача мощности через промежуточные (транзитные) узлы. Такими транзитными узлами могут быть как узлы источников питания, так и узлы потребителей. На рис. 3.6 в качестве примера приведены простейшие схемы электрических сетей, поясняющие понятие "транзит мощности".

 

На рис.3.6,а показано взаимное расположение узлов источника А1 и потребителей В2 и В3. При классической постановке транспортной задачи оптимальная схема электрической сети будет иметь вид, показанный на рис. 3.6,б. Очень возможно, что эта схема будет дороже, чем схема, приведенная на рис. 3.6,в, в которой мощность к потребителю B3 передается через промежуточный (транзитный) узел потребителя В2. Величина транзитной мощности, передаваемой через узел В2, равна мощности потребителя В3, т.е. x223.

Транзитная мощность обозначена переменной с двумя одинаковыми индексами, соответствующими номеру узла, через который она протекает. Можно показать, что транзитным узлом может быть и узел источника питания.

Таким образом, транспортная задача с транзитом мощности является более общей задачей и имеет более широкие возможности по оптимизации схемы электрической сети, чем транспортная задача в классической постановке.

При решении транспортных задач с транзитом мощности с количеством источников п и количеством потребителей т всем узлам схемы присваивается единая нумерация 1,2,... (n+m).

Целевая функция представляет собой сумму произведений удельных стоимостей на величины передаваемых мощностей от узла i к узлу j

Стоимость передачи мощности между узлами i и j не зависит от направления этой мощности, поэтому в рассматриваемой задаче принимается zij=zji.

Для оценки удельных затрат zii на передачу через i-й узел транзитной мощности хii обратимся к рис. 3.6, в. Затраты на электрическую сеть, показанную на этом рисунке, составляют Z= z12x12+z23x23. Транзитная мощность х22 и удельные затраты z22 на ее передачу через узел 2 не входят в выражение целевой функции Z. Следовательно, удельные затраты на передачу транзитной мощности через любой i-й узел zii=0.

Как и в классической транспортной задаче, ограничениями в транспортной задаче с транзитом будут балансы мощности во всех узлах. В частности, для узла В2 схемы рис. 3.6, в баланс мощности запишется в виде х12 = В2 + х22 или x12-x22=B2.

В общем случае для любого j-го потребителя сумма мощностей, притекающих от всех других узлов, за вычетом транзитной мощности хjj равна мощности этого потребителя.

Аналогично можно записать уравнение баланса мощности для любого i-го источника. Сумма мощностей, оттекающих от i-го источника ко всем другим узлам, за вычетом транзитной мощности хii равна мощности этого источника.

Из двух последних выражений видно, что транзитная мощность входит в математическую модель транспортной задачи со знаком минус.

Для решения транспортной задачи с транзитом мощности составляется транспортная матрица. Алгоритм решения транспортной задачи с транзитом мощности практически не отличается от алгоритма решения классической транспортной задачи. Отметим отличительные особенности транспортной задачи с транзитом мощности, часть из которых уже упоминалась выше:

1. Всем п узлам источников и т узлам потребителей присваивается сквозная нумерация 1, 2,... (п+т).

2. Считается, что через любой i-й узел может передаваться
транзитная (промежуточная) мощность xii.

3. Удельные стоимости передачи транзитной мощности zii=0.

4. Транспортная матрица является квадратной и имеет
размерность (п+т)(п+т).

5. Транзитные переменные хii входят в решение задачи (в транспортную матрицу) со знаком минус.

6. Вне зависимости от значения все транзитные переменные считаются базисными.

Пример 6. В проектируемой системе электроснабжения имеется 2 узла источников питания и 2 узла потребителей. Мощности источников составляют А1=100 и А2=50, а мощности потребителей В3=90 и В4=60 е.м. Удельные затраты на передачу мощностей по линиям между узлами составляют z12=10, z13=5, z14=2, z23=4, z24=3 и z34=2 у.е./е.м.

Требуется найти оптимальную схему электрической сети.

Решение. В соответствии с условиями задачи принята следующая сквозная нумерация узлов А1, А2, B3 и В4. Составим транспортную матрицу. Эта матрица будет квадратной размерностью 4x4 (табл. 3.10).

 

Справа от матрицы, где помещены мощности источников питания, указаны нулевые мощности узлов 3 и 4 (B3=0, B4=0), поскольку эти узлы не являются источниками. Снизу под матрицей, где помещены мощности потребителей, указаны нулевые мощности узлов 1 и 2 (A1=0, А2=0), поскольку эти узлы не являются потребителями.

Исходное допустимое решение найдено методом наименьшей удельной стоимости. В полученном допустимом решении

Присвоим каждой строке потенциал Vi а каждому столбцу -потенциал Uj. В соответствии с методом потенциалов для всех базисных переменных сумма потенциалов равна удельной стоимости

Зададимся произвольно значением одного из потенциалов (U1=1). Вычисленные значения остальных потенциалов показаны в табл. 3.10. Поскольку для базисных транзитных переменных удельные стоимости zii = 0, потенциалы с одинаковыми индексами равны по величине и противоположны по знаку Vi= -Ui.

Полученному исходному допустимому решению отвечает схема электрической сети, приведенная на рис. 3.7,а. Попробуем улучшить полученное решение.

Для всех свободных переменных проверим соотношение суммы потенциалов с удельной стоимостью. Для свободной переменной х34

Следовательно, свободную переменную х34 следует перевести в базис. Для этой переменной строим цикл (табл. 3.10). Начальная вершина цикла лежит в клетке свободной переменной х34. Остальные вершины цикла лежат в клетках, соответствующих базисным переменным x13, x14 и х44. Начальной вершине присваиваем знак "+", далее знаки вершин цикла чередуются.

При увеличении свободной переменной х43 базисная переменная x14 будет увеличиваться, а базисные переменные x13 и х44 будут уменьшаться. Поскольку транзитная базисная переменная х44 входит в решение задачи со знаком "минус", ее изменение в отрицательную сторону не ограничено. Уменьшение базисной переменной x13=40 ограничено нулевым значением. Поэтому значения всех переменных в вершинах цикла следует изменить на 40 е.м.

В новом допустимом решении (табл. 3.11)

 

В этом решении для всех свободных переменных выполняется условие (3.8). Следовательно, перевод любой свободной переменной в базис не улучшит решения. Полученное решение является оптимальным. Оптимальная схема электрической сети показана на рис. 3.7, б.

 

Разновидности компьютерной графики

Распространение компьютерной графики началось с полиграфии. Но вскоре она вы­рвалась из тесных помещений типографий на простор широкого применения. Огромную популярность завоевали компьютерные игры, научная графика и фильмы. Сейчас без развитой и изо­щренной графики не обходится ни один фантастический фильм, ни одна компьютер­ная игрушка. Создаются изображения настолько реальные, что трудно поверить в то, что все это создано на компьютере. Мощнейшие машины и талантливейшие команды математиков, программистов и дизайнеров работают над этим. Ни один приличный доклад в сфере бизнеса не обходится сейчас без компьютерной презентации.

Из простого перечисления областей применения видно, что понятие компьютер­ной графики довольно обширно — от алгоритмов, рисующих на экране причудли­вые узоры, до мощных пакетов ЗD-графики и программ, имитирующих классиче­ские инструменты художника. Иными словами, компьютерная графика не являет­ся простым рисованием при помощи компьютера, а представляет собой довольно сложный комплекс, который находит применение во многих областях человеческой деятельности:

· двухмерная графика;

· полиграфия;

· web-дизайн;

· мультимедиа;

· ЗD-графика и компьютерная анимация;

· видеомонтаж;

· САПР и деловая графика;

· геоинформационные системы.

Сферы применения компьютерной графики чрезвычайно разнообразны. Каждый ее раздел имеет свои отличительные особенности и тонкости «технологи­ческого производства». Для каждого из них создано свое программное обеспече­ние, включающее разнообразные специальные программы (графические редакто­ры). Вне зависимости от области использования каждый графический редактор, как правило, должен иметь:

● инструменты рисования на компьютер;

● библиотеку готовых изображений;

● набор шрифтов;

● набор спецэффектов;

● а также быть совместимым с другими графическими программами.

Остановимся на некоторых характерных чертах, присущих отдельным областям компьютерной графики, попутно затрагивая используемые в них программные средства.

 








Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 1256;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.