Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.abitu.ru/en2002/closed/viewwork.html?work=238 Дата изменения: Fri May 5 15:25:43 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 02:41:47 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: md-11

РОССИЙСКАЯ НАУЧНО-СОЦИАЛЬНАЯ ПРОГРАММА
ДЛЯ МОЛОДЁЖИ И ШКОЛЬНИКОВ
«ШАГ В БУДУЩЕЕ»
Координационный центр по городу Тольятти
X «Конгресс молодых исследователей»





«Редактор виртуальных моделей кристаллов»



Исследовательская работа на научно-практическую конференцию

Секция: Информатика


Автор:
Лоозе Владимир Сергеевич
Россия, г. Тольятти
МОУ лицей ?36, 11А класс.
Научный руководитель:
Чуркин Валерий Конкордиевич,
к.т.н., доцент кафедры прикладной
и теоретической физики ТГУ



















Тольятти
2003 г.

Содержание

Введение
1. Разработка программы 3
1. Требования к программе 3
2. Математическая модель кристалла 3
3. Алгоритм работы 3
4. Среда программирования и 3D - библиотека 4
2. Код программы и внутренние алгоритмы 4
1. Главный модуль (mol.pas) 4
2. Вспомогательный модуль 1 (unit1.pas) 23
3. Вспомогательный модуль 2 (unit3.pas) 23
4. Вспомогательный модуль 3 (unit4.pas) 25
3. Интерфейс 30
1. Окна 30
1. Главное окно 30
2. Окно свойств 30
3. Окно опций 31
2. Быстрые клавиши 31
3. Мышь 31
4. Технические характеристики 31
1. Внутренние характеристики 31
2. Требования к оборудованию 31
5. Практическое значение 32
Список литературы 33



Введение

Кристаллы играют важную роль в современной технике. Они используются в
микроэлектронике при изготовлении сверхбольших интегральных схем,
микроустройств, полупроводниковых элементов и.т.д. Такое свойство
кристаллов, как анизотропность, позволяет использовать их в качестве
преобразователей механических напряжений в электрические сигналы и в
качестве активной среды при пропускании света. Изучение структуры
кристаллов позволяет прогнозировать эксплуатационные характеристики
изготовленной детали.[1,2].
Существует достаточное количество пособий, в которых отражены
особенности кристаллического состояния, разнообразие кристаллических
структур и их классификация[3]. Несмотря на доходчивость изложения
материала, у всех книг есть один недостаток: читателю сложно понять форму
кристалла по рисункам. Понятно, почему: в кристалле много повторяющихся
элементов и он трёхмерный. Изображение кристалла в статическом состоянии не
даёт полного представления о его структуре[1,3].
В данной работе представлена компьютерная программа, которая позволяет
моделировать, вращать кристалл, просматривать и изучать его структуру в
трёхмерном пространстве.

1. Разработка программы


1.2. Требования к программе, алгоритму и модели:
1. Математическая модель должна учитывать основные законы построения
кристаллов - иначе программа не имеет смысла
2. Математическая модель и алгоритм не должны быть очень сложными, чтобы
не замедлять программу
3. Программа должна быть как можно меньше размером, чтобы было удобно
распространять её по сети Интернет
4. Структуры файлов сохранённых моделей должны быть компактны, чтобы эти
файлы не занимали много места - ведь у одного пользователя может быть
несколько десятков моделей
5. Интерфейс должен быть удобен и прост
6. Технические характеристики программы должны позволять строить основные
типы кристаллических структур
7. Требования к компьютеру пользователя должны быть приемлемыми для
современных ПК


1.2. Математическая модель кристалла

В математической модели описаны основные законы физики кристаллов. Атомы -
материальные точки, соединённые невесомыми упругими неразрывными связями.
Взаимодействие связанных атомов определяется по закону Гука:
F=-kx
Сила, действующая на атом со стороны связи - по второму закону Ньютона:
F=ma
Приравняем правые части равенств:
-kx=ma
Следовательно, ускорение атома равно:
a=-kx/m
Вся система материальных точек помещена в вязкую среду для погашения
незатухающих колебаний точек. Скорость атома определится выражением:
v=v0n-kx/m
Где n-доля скорости, остающейся после воздействия сопротивления среды.

1.3. Алгоритм
В программе существуют два массива: массив атомов и массив связей, в
которых хранятся данные об атомах [координаты(1,2,3), составляющие вектора
скорости(4,5,6), масса(7) и размер(8)], и связях [номера связанных
атомов(1,2), длина(3), жёсткость(4)]. Программа перебирает по очереди все
связи и добавляет к вектору скорости каждого из связанных атомов вектор
ускорения, сообщённый атому связью. Таким образом, атомы располагаются в
пространстве таким образом, что длина каждой связи оказывается как можно
ближе к номинальному значению длины, установленному в массиве. При расчётах
учитываются размеры атомов, вязкость среды, связи считаются невесомыми и не
подверженными взаимодействиям со средой.


1.4. Среда программирования и 3D - библиотека
В современной компьютерной индустрии существует огромное количество
языков, сред, и макроязыков, которые позволяют создавать трёхмерные
приложения. Однако к программе предъявлены серьёзные требования. Макроязыки
не способны обеспечить низкоуровневую работу с трёхмерной графикой,
большинство из них не обеспечивают необходимого быстродействия. Свой выбор
я остановил на новом языке, языке Object Pascal в среде Delphi 5
enterprise[9].
Вторым выбором стал выбор библиотеки. По сети Интернет распространяются
очень удобные компоненты японских фирм и других сторонних производителей.
Эти компоненты обеспечивают очень комфортную работу с графикой, однако от
этого страдает быстродействие. Кроме того, они требуют установленного
DirectX, что есть не у всех. Для построения изображений я выбрал
стандартную библиотеку OpenGL[9], которая работает независимо от наличия
акселератора и драйверов на акселератор, проста в обращении и быстра в
работе, и, кроме того, она есть на каждом компьютере, где установлен
Windows95 или выше[9], что гарантирует её работу на любом современном ПК.


2. Код программы и внутренние алгоритмы

2.1. Главный модуль (mol.pas)

unit mol;
//главный модуль
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Dialogs, Forms,
ExtCtrls, StdCtrls, Buttons, opengl,math,
ImgList, ToolWin, ComCtrls, Graphics, Controls, Classes;
//Главная форма
type
Tmoldes = class(TForm)
Timer1: TTimer;
ToolBar1: TToolBar;
ToolButton1: TToolButton;
ToolButton2: TToolButton;
ToolButton3: TToolButton;
ToolButton4: TToolButton;
ToolButton5: TToolButton;
ImageList1: TImageList;
ToolButton10: TToolButton;
ToolButton14: TToolButton;
ToolButton7: TToolButton;
ToolButton8: TToolButton;
ToolButton12: TToolButton;
ToolButton13: TToolButton;
ToolButton15: TToolButton;
CheckBox1: TCheckBox;
Button1: TButton;
ToolButton11: TToolButton;
OD: TOpenDialog;
SD: TSaveDialog;
ToolButton16: TToolButton;
CheckBox2: TCheckBox;
ToolButton6: TToolButton;
ToolButton17: TToolButton;
ToolButton18: TToolButton;
ToolButton9: TToolButton;
ToolButton19: TToolButton;
procedure Timer1Timer(Sender: TObject);
procedure Image2Click(Sender: TObject);
procedure Image4Click(Sender: TObject);
procedure Image5Click(Sender: TObject);
procedure Image1Click(Sender: TObject);
procedure recalc();
procedure FormKeyDown(Sender: TObject; var Key: Word;
Shift: TShiftState);
procedure midle();
procedure FormShow(Sender: TObject);
procedure ToolButton15Click(Sender: TObject);
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure FormDestroy(Sender: TObject);
procedure FormPaint(Sender: TObject);
procedure atommodel();
procedure relationsmodel();
procedure FormMouseMove(Sender: TObject; Shift: TShiftState; X,
Y: Integer);
procedure FormMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure ToolButton12Click(Sender: TObject);
procedure ToolButton11Click(Sender: TObject);
procedure FormMouseWheelUp(Sender: TObject; Shift: TShiftState;
MousePos: TPoint; var Handled: Boolean);
procedure FormMouseWheelDown(Sender: TObject; Shift: TShiftState;
MousePos: TPoint; var Handled: Boolean);
procedure ToolButton7Click(Sender: TObject);
procedure ToolButton19Click(Sender: TObject);
procedure ToolButton3Click(Sender: TObject);
procedure setcuco();
//переменные, массивы
private
dc: hdc;
hrc: hglrc;
public
GrphMode: glenum ;//графический режим
grphstyle: glenum ;//стиль прорисовки
detaillevel: integer ;//уровень геометрической детализации
v: array[1..100] of tcolor;//цвета связей
c: array[1..100] of tcolor;//цвета атомов
p: array[1..200,1..8] of real;//сами атомы
s: array[1..500,1..5] of integer;//связи
clrred,clrblu,//цвета выделений red - для 1, blu - для 2 активного атома
defatomclr,defrelclr//цвета по умолчанию для атома и связи
:tcolor;
selradius,//радиус выделения

//Умолчания
defatommass,//масса атома
defatomradius,//размер атома
defrellength,//длина связи
defrelstrength,//жёсткость связи
defrelwidth//толщина связи
: integer;

cnt,cnt1,//кол-во атомов и связей увеличенное на 1
red,blu,//номера выделенных атомов
cuco//номер связи м/у выделенными атомами (если она есть)
:integer;

//установки степени зеркальности материала для:
red_shn,//выделения активного-1
blu_shn,//выделения активного-2
all_shn,//атомов
rel_shn//связей
:glfloat ;
//Установки материала (поглощение, рассеяние, отражение) для:
atomamb,atomdif,atomspc,//атомов
relamb,reldif,relspc,//связей
redamb,reddif,redspc,//выделения активного-1
bluamb,bludif,bluspc//выделения активного-2
:glfloat;

redblend,blublend:glfloat;//прозрачности выделений
oldx,oldy:integer;//"старые" координаты курсора мыши
sensivity:glfloat;//чувствительность мыши
ktr:glfloat;//коэффициент трения (условный)
end;
var
moldes: Tmoldes;//форма
const
//константы - номера дисплейных списков для атомов, связей, выделений
atoms:gluint=1;
relations:gluint=2;
selection:gluint=3;

implementation

uses Unit1, Unit3, Unit4;// вспомогательные модули

{$R *.DFM}

procedure Tmoldes.Timer1Timer(Sender: TObject);//событие таймера
begin
//обновим изображение
SwapBuffers(DC);
InvalidateRect(Handle, nil, False);
//центровка молекулы
moldes.midle();
//пересчёт координат и скоростей атомов
moldes.recalc();
//если на экране есть неактивная форма свойств, а
//фокус - у главного окна, то надо обновлять поля формы свойств
if not(propfm.active) and moldes.active then
begin
propfm.mass1.text:=floattostr(p[red,7]);
propfm.radius1.text:=floattostr(p[red,8]);
propfm.redcolor.brush.color:=c[red];
propfm.mass2.text:=floattostr(p[blu,7]);
propfm.radius2.text:=floattostr(p[blu,8]);
propfm.blucolor.brush.color:=c[blu];
propfm.length.text:=floattostr(s[cuco,3]);
propfm.strength.text:=floattostr(s[cuco,4]);
propfm.rwidth.text:=floattostr(s[cuco,5]);
propfm.relcolor.brush.color:=v[cuco];
end;
//если форма свойств активна, то надо переносить свойства
//в форме свойств на модель
if propfm.active then propfm.setupallsettings();
end;

procedure Tmoldes.Image2Click(Sender: TObject);//новый атом
begin
//инициализационные параметры атома
//координаты
p[cnt,1]:=P[RED,1]+random(20)-10;
p[cnt,2]:=P[RED,2]+random(20)-10;
p[cnt,3]:=P[RED,3]+random(20)-10;
//скорости
p[cnt,4]:=0;
p[cnt,5]:=0;
p[cnt,6]:=0;
//масса и размер
p[cnt,7]:=defatommass;
p[cnt,8]:=defatomradius;
//цвет
c[cnt]:=defatomclr;
//обозначаем его вторым активным
blu:=cnt;
//создаём связь м/у новым атомом и первым активным
//номера связываемых атомов
s[cnt1,1]:=cnt;
s[cnt1,2]:=red;
//длина и жёсткость
s[cnt1,3]:=defrellength;
s[cnt1,4]:=defrelstrength;
//толщина
s[cnt1,5]:=defrelwidth;
//цвет
v[cnt1]:=defrelclr;
//счётчики атомов и связей - увеличить на 1
inc(cnt);
inc(cnt1);
//определим номер связи м/у активными атомами
setcuco();
end;

procedure Tmoldes.Image4Click(Sender: TObject);//новая связь
begin
//определим номер связи м/у активными атомами
setcuco();
//если ноль, то там нет связи, значит, можно добавлять связь
if cuco=0 then
begin
//параметры связи по умолчанию
s[cnt1,1]:=red;
s[cnt1,2]:=blu;
s[cnt1,3]:=defrellength;
s[cnt1,4]:=defrelstrength;
s[cnt1,5]:=defrelwidth;
v[cnt1]:=defrelclr;
//увеличиваем счётчик
inc(cnt1);
//номер связи
setcuco();
end;
end;

procedure Tmoldes.Image5Click(Sender: TObject);//удаление связи
var n:integer;
label dl;
begin
//если связи нет, то удалять нечего
if cuco=0 then goto dl;
//уменьшаем счётчик
cnt1:=cnt1-1;
//переносим последнюю связь на место удалённой
for n:=1 to 5 do
begin
s[cuco,n]:=s[cnt1,n];
end;
v[cuco]:=v[cnt1];
//теперь связи нет
cuco:=0;
dl:
end;

procedure Tmoldes.Image1Click(Sender: TObject);//новая модель
begin
//устанавливаем два атома со связью, все значения - по умолчанию
p[1,1]:=5;
p[1,2]:=10;
p[1,3]:=15;
p[1,4]:=0;
p[1,5]:=0;
p[1,6]:=0;
p[1,7]:=defatommass;
p[1,8]:=defatomradius;
c[1]:=defatomclr;
p[2,1]:=-5;
p[2,2]:=-15;
p[2,3]:=-10;
p[2,4]:=0;
p[2,5]:=0;
p[2,6]:=0;
p[2,7]:=defatommass;
p[2,8]:=defatomradius;
c[2]:=defatomclr;
s[1,1]:=1;
s[1,2]:=2;
s[1,3]:=defrellength;
s[1,4]:=defrelstrength;
s[1,5]:=defrelwidth;
v[1]:=defrelclr;
//значения счётчиков
cnt:=3;
cnt1:=2;
//номера активных атомов
red:=1;
blu:=2;
//номер связи активных атомов
cuco:=1;
end;

procedure tmoldes.recalc();//пересчёт координат и скоростей
var m ,s11,s22:integer ;
var r,r1,r2:variant;
var a1,a2,s1,s2:variant;
var x1,x2,y1,y2,z1,z2:variant;
label next;
begin
m:=1 ;
while m < cnt1 do // перебираем все связи
begin
s1:=s[m,1];
s2:=s[m,2];
s11:=s1;
s22:=s2;
//фиксируем параметры связанных атомов
x1:= p[s11, 1];
y1:= p[s11, 2];
z1:= p[s11, 3];
x2:= p[s22, 1];
y2:= p[s22, 2];
z2:= p[s22, 3];
//текущее расстояние между атомами
r:= SQRt((x2-x1)*(x2-x1) + (y2-y1)*(y2-y1)+(z2-z1)*(z2-z1));
//ускорения атомов
a1:=(r- (s[m,3]+p[s11,8]+p[s22,8]))*s[m,4]/ p[s11, 7];
a2:=(r- (s[m,3]+p[s11,8]+p[s22,8]))*s[m,4]/ p[s22, 7];
//векторы скоростей атомов
r1:=sqrt((p[s11,4])*(p[s11,4])+(p[s11,5])*(p[s11,5])+(p[s11,6])*(p[s11,6]));

r2:=sqrt((p[s22,4])*(p[s22,4])+(p[s22,5])*(p[s22,5])+(p[s22,6])*(p[s22,6]));


//пересчитываем вектор скорости для атома
if r1=0 then //если нет скорости
begin
p[s11, 4] := p[s11, 4]+ (x2 - x1) / r *a1;
p[s11, 5] := p[s11, 5]+ (y2 - y1) / r *a1;
p[s11, 6] := p[s11, 6]+ (z2 - z1) / r *a1;
end
else //если скорость есть
begin
p[s11, 4] := p[s11, 4]+ (x2 - x1) / r *a1-(p[s11,4]/r1)*ktr;
p[s11, 5] := p[s11, 5]+ (y2 - y1) / r *a1-(p[s11,5]/r1)*ktr;
p[s11, 6] := p[s11, 6]+ (z2 - z1) / r *a1-(p[s11,6]/r1)*ktr;
end;
//то же для другого атома
if r2=0 then
begin
p[s22, 4] := p[s22, 4]+ (x1 - x2) / r *a2;
p[s22, 5] := p[s22, 5]+ (y1 - y2) / r *a2;
p[s22, 6] := p[s22, 6]+ (z1 - z2) / r *a2;
end
else
begin
p[s22, 4] := p[s22, 4]+ (x1 - x2) / r *a2-(p[s22,4]/r2)*ktr;
p[s22, 5] := p[s22, 5]+ (y1 - y2) / r *a2-(p[s22,5]/r2)*ktr;
p[s22, 6] := p[s22, 6]+ (z1 - z2) / r *a2-(p[s22,6]/r2)*ktr;
end;
//теперь пересчитываем координаты в соответствии со скоростями
p[s11, 1] := p[s11, 1] + p[s11, 4];
p[s11, 2] := p[s11, 2] + p[s11, 5];
p[s11, 3] := p[s11, 3] + p[s11, 6];
p[s22, 1] := p[s22, 1] + p[s22, 4];
p[s22, 2] := p[s22, 2] + p[s22, 5];
p[s22, 3] := p[s22, 3] + p[s22, 6];
m:=m+1;
end;
end;

procedure Tmoldes.FormKeyDown(Sender: TObject; var Key: Word;
Shift: TShiftState);//быстрые клавиши
var m,r,b:integer;
begin
case key of
vk_f1: moldes.Image2Click(nil);//новый атом
vk_f2: moldes.toolbutton3Click(nil);//удалить атом
vk_f3: moldes.Image4Click(nil);//новая связь
vk_f4: moldes.Image5Click(nil);//удалить связь
vk_f5: moldes.Image1Click(nil);//новая модель
vk_capital: moldes.Button1Click(nil);//меняем атомы местами
ord('2')..ord('9')://строим многоугольник
begin
if ssctrl in shift then
begin
r:=red;
b:=blu;
for m:=1 to (strtoint(chr(key))-1) do
begin
moldes.Image2Click(nil);
moldes.Button1Click(nil);
end;
blu:=b;
moldes.Image4Click(nil);
red:=r;
blu:=b;
end;
end;
vk_escape: moldes.Close;//выход из программы
end;
end;

procedure tmoldes.midle();//центровка атомов
var m:integer;
var xm,ym,zm,r:variant;
begin
//вычисляем геометрический центр модели
xm:=0;
ym:=0;
zm:=0;
m:=1;
//сложим координаты всех атомов
while m begin
xm:=xm+p[m,1];
ym:=ym+p[m,2];
zm:=zm+p[m,3];
m:=m+1;
end;
//и разделим на количество атомов
xm:=xm / cnt;
ym:=ym / cnt;
zm:=zm / cnt;
//совместим этот центр с точкой отсчёта
m:=1;
while m begin
p[m, 1]:=p[m, 1]- xm;
p[m, 2]:=p[m, 2]- ym;
p[m, 3]:=p[m, 3]- zm;
m:=m+1;
end;
//если стоит флажок "расправить" то расправляем модель
if checkbox1.checked=true then
begin
m:=1;
while m begin
//расстояние от геометрического центра
r:=sqrt((p[m,1])*(p[m,1])+(p[m,2])*(p[m,2])+(p[m,3])*(p[m,3]));
//расталкиваем все атомы, которые дальше 10 от центра
IF r>10 then
begin
p[m,1]:=p[m,1]+p[m,1]/r;
p[m,2]:=p[m,2]+p[m,2]/r;
p[m,3]:=p[m,3]+p[m,3]/r;
end;
m:=m+1;
end;
end;
end;

procedure Tmoldes.FormShow(Sender: TObject);
begin
//устанавливаем опции
optionsfm.Button1click(nil);
//автоматически - новая модель
moldes.image1click(nil);
//включаем таймер
timer1.enabled:=true;
end;

procedure Tmoldes.ToolButton15Click(Sender: TObject);
begin
//форма "о программе"
aboutform.show;
end;

procedure Tmoldes.Button1Click(Sender: TObject);
var m:integer;
begin
//меняем активные атомы местами
m:=red;
red:=blu;
blu:=m;
end;

procedure BTF(c:tcolor;var a:array of glfloat;k:real);
begin
//преобразуем tcolor в массив glfloat
a[0]:=getrvalue(c)/255*k;
a[1]:=getgvalue(c)/255*k;
a[2]:=getbvalue(c)/255*k;
end;

procedure SetDCPixelFormat (hdc : HDC);//формат пикселя
var
pfd : TPixelFormatDescriptor;
nPixelFormat : Integer;
begin
FillChar (pfd, SizeOf (pfd), 0);
pfd.dwFlags :=PFD_SUPPORT_OPENGL or PFD_DOUBLEBUFFER;
nPixelFormat :=ChoosePixelFormat (hdc, @pfd);
SetPixelFormat(hdc, nPixelFormat, @pfd);
end;

procedure tmoldes.setcuco();//номер связи активных атомов
var m:integer;
label est,net;
begin
//ищем связь
for m:=1 to cnt1-1 do
begin
if (s[m,1]=red) and (s[m,2]=blu) then goto est;
if (s[m,1]=blu) and (s[m,2]=red) then goto est;
end;
goto net;
est:
//нашли её номер
cuco:=m;
exit;
net:
//если её нет - то ноль
cuco:=0;
end;

procedure Tmoldes.FormCreate(Sender: TObject);
begin
DC := GetDC (Handle);//дескриптор формы
SetDCPixelFormat(DC);//установить формат пикселя
hrc := wglCreateContext(DC);//создаём контекст
wglMakeCurrent(DC, hrc);//делаем его активным
glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 1.0);//фон
glMatrixMode (GL_PROJECTION);//режим матрицы - проекция
glLoadIdentity;
gluPerspective(45.0, Width/Height, 1.0, 1000.0);//устанавливаем проекцию
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);//коррекция перспективы
glMatrixMode (GL_MODELVIEW);//режим матрицы - модель
glLoadIdentity;
glTranslatef(0.0, 0.0, -200.0);//немного удаляем модель
selradius:=3;//радиус выделения
end;

procedure Tmoldes.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
//при закрытии формы надо удалить контекст
wglMakeCurrent(0, 0);
wglDeleteContext(hrc);
ReleaseDC (Handle, DC);
DeleteDC (DC);
end;

procedure Tmoldes.FormPaint(Sender: TObject);
begin
//очистим буферы
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
//откомпилируем дисплейные списки
relationsmodel();
atommodel();
//включим свет
glEnable (GL_LIGHTING);
glEnable (GL_LIGHT0);
//нормализация
glenable(gl_normalize);
//затенение
glshademodel(grphmode);
//тест глубины
glenable(gl_depth_test);
//отображаем атомы и связи
glcalllist(Atoms);
glcalllist(relations);
//альфа-тест и блендинг. В книге [9] рекомендовано использовать
//команду glcullface(), но здесь это не обязательно
//наложения примитивов не будет - объекты не испытывают поворота
glenable(gl_alpha_test);
//способ подсчёта прозрачности
glblendfunc(GL_ONE_MINUS_src_ALPHA,GL_src_ALPHA);
glenable(gl_blend);
//отображаем выделения
glcalllist(selection);
//выключить альфа-тест и блендинг
gldisable(gl_blend);
gldisable(gl_alpha_test);
end;

procedure tmoldes.atommodel();//дисплейный список для атомов
var
q:GLUquadricObj;
m,s11,s22:integer;
x,y,z,r,y1,z1:real;
a:array[0..3] of glfloat;
b:tcolor;
begin
m:=1;
//новый список
glnewlist(Atoms,gl_compile);
//материал
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_shininess,@all_shn);
while m begin
//координаты атома
x:=p[m,1];
y:=p[m,2];
z:=p[m,3];
//цвет атома
b:=c[m];
a[0]:=0;a[1]:=0;a[2]:=0;a[3]:=0;
//все свойства материала
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_shininess,@all_shn);
BTF(b,a,atomamb);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_ambient,@a);
BTF(b,a,atomdif);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_diffuse,@a);
BTF(clwhite,a,atomspc);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_specular,@a);
//сохрани матрицу в стеке
glpushmatrix();
//переносим точку отсчёта в координаты атома
gltranslatef(x,y,z);
//создаём сферу с радиусом атома
q:=glunewquadric();
gluquadricdrawstyle(q,grphstyle);
gluquadricnormals(q,grphmode);
glusphere(q,p[m,8],detaillevel,detaillevel);
//восстановим матрицу со стека
glpopmatrix();
m:=m+1;
end;
glendlist();
//дисплейный список выделений
glnewlist(Selection,gl_compile);
//если стоит флажок "активные" то показываем выделения
if checkbox2.checked then
begin
//сохраним матрицу в стеке
glpushmatrix();
//свойства материала
A[3]:=redblend;
glmaterialfv(gl_front,gl_shininess,@red_shn);
btf(clrred,a,redamb);
glmaterialfv(gl_front,gl_ambient,@a);
btf(clrred,a,reddif);
glmaterialfv(gl_front,gl_diffuse,@a);
btf(clrred,a,redspc);
glmaterialfv(gl_front,gl_specular,@a);
//переносим начало координат
gltranslate(p[red,1],p[red,2],p[red,3]);
//строим сферу
q:=glunewquadric();
gluquadricdrawstyle(q,glu_FILL);
gluquadricnormals(q,grphmode);
glusphere(q,p[red,8]+selradius,detaillevel,detaillevel);
//восстановим матрицу
glpopmatrix();
//сохраним матрицу и начнём строить второе выделение
glpushmatrix();
//материал
A[3]:=blublend;
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_shininess,@blu_shn);
btf(clrblu,a,bluamb);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_ambient,@a);
btf(clrblu,a,bludif);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_diffuse,@a);
btf(clrblu,a,bluspc);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_specular,@a);
//переносим начало координат
gltranslate(p[blu,1],p[blu,2],p[blu,3]);
q:=glunewquadric();
gluquadricdrawstyle(q,glu_FILL);
gluquadricnormals(q,grphmode);
glusphere(q,p[blu,8]+selradius,detaillevel,detaillevel);
//восстановим матрицу
glpopmatrix();
end;
glendlist();//лист закончился
end;

procedure tmoldes.relationsmodel();//дисплейный список для связей
var
q:GLUquadricObj;
m,s11,s22:integer;
x,y,z,x1,y1,z1,xa,ya,za,r,rxy,rzx,rzy:real;
a: array[0..3] of glfloat;
b:tcolor;
begin
z:=0;
z1:=0;
//новый список
glnewlist(relations,gl_compile);
m:=1;
while m begin
//параметры материала
b:=v[m];
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_shininess,@rel_shn);
BTF(b,a,relamb);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_ambient,@a);
BTF(b,a,reldif);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_diffuse,@a);
BTF(b,a,relspc);
glmaterialfv(gl_front_and_back,gl_specular,@a);
//номера связываемых атомов
s11:=s[m,1];
s22:=s[m,2];
x:=p[s11,1];
y:=p[s11,2];
z:=p[s11,3];
x1:=p[s22,1];
y1:=p[s22,2];
z1:=p[s22,3];
//теперь вычисляем углы поворота матрицы такими, что
//линия связи атомов оказывается на оси Z
r:=sqrt((x1-x)*(x1-x)+(y1-y)*(y1-y)+(z1-z)*(z1-z));
rxy:=sqrt((x1-x)*(x1-x)+(y1-y)*(y1-y));
ya:=(x1-x)/rxy;
xa:=-(y1-y)/rxy;
za:=arccos((z1-z)/r)/pi*180;
//новый quadric - объект
q:=glunewquadric();
gluquadricdrawstyle(q,grphstyle);
gluquadricnormals(q,grphmode);
glpushmatrix();
//поворачиваем матрицу
gltranslatef(x,y,z);
glrotatef(za,xa,ya,0);
//цилиндр
glucylinder(q,s[m,5],s[m,5],r,detaillevel,detaillevel);
//восстанавливаем матрицу
glpopmatrix();
m:=m+1;
end;
glendlist();
end;

//процедура поворота координат точки
procedure RotateCoords(x,y,z,xa,ya,za:real;var rx,ry,rz:real);
var
x1,y1,z1,x2,y2,z2:glfloat;
begin
//вокруг X
x1:=x;
y1:=y*cos(xa)-z*sin(xa);
z1:=y*sin(xa)+z*cos(xa);

//вокруг Y
x2:=x1*cos(ya)+z1*sin(ya);
y2:=y1;
z2:=-x1*sin(ya)+z1*cos(ya);

//вокруг Z
rx:=x2*cos(za)-y2*sin(za);
ry:=x2*sin(za)+y2*cos(za);
rz:=z2;
end;

//движение мыши
procedure Tmoldes.FormMouseMove(Sender: TObject; Shift: TShiftState; X,
Y: Integer);
var r,cx,cy,cz,r1,r2,ax,ay,az,rlook:glfloat;
x1,y1,z1,x2,y2,z2:gldouble;
a,b,c:gldouble;
a1,b1,c1:glfloat;
m:integer;
begin
//если нажат shift, то поворачиваем модель
if ssshift in shift then
begin
for m:=1 to cnt-1 do //перебираем все атомы
begin
//поворачиваем координаты атомов
rotatecoords(p[m,1],p[m,2],p[m,3],0,(x-
oldx)/100*sensivity,0,p[m,1],p[m,2],p[m,3]);
rotatecoords(p[m,1],p[m,2],p[m,3],(y-
oldy)/100*sensivity,0,0,p[m,1],p[m,2],p[m,3]);
//а также векторы скоростей
rotatecoords(p[m,4],p[m,5],p[m,6],0,(x-
oldx)/100*sensivity,0,p[m,4],p[m,5],p[m,6]);
rotatecoords(p[m,4],p[m,5],p[m,6],(y-
oldy)/100*sensivity,0,0,p[m,4],p[m,5],p[m,6]);
end;
end;
//запомнили координаты как "старые"
oldx:=x;
oldy:=y;
end;

procedure Tmoldes.FormMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
var n,r1,r,red1,blu1:variant;
x1,y1,z1:double;
var m:integer;
viewport :array[0..4] of GLint;
projection:array[0..16]of GLdouble;
modelview :array[0..16]of GLdouble;
x2,y2,z2:gldouble;
z:glfloat;
label vw,nd,nne;
begin
//узнали параметры viewport
glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,@viewport);
//обязательный пересчёт в экранные координаты
y:=viewport[3]-y-1;
//глубина пикселя
glreadpixels(x,y,1,1,GL_DEPTH_COMPONENT, GL_float,@z);
//текущие матрицы
glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX,@projection);
glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX,@modelview);
//узнаём мировые координаты
gluunproject(x,y,z,@modelview,@projection,@viewport,x2,y2,z2);
r1:=1000000000;
//запомнили номера активных атомов
red1:=red;
blu1:=blu;
n:=0;
for m:=1 to cnt-1 do//перебираем все атомы
begin
x1:= p[m, 1];
y1:= p[m, 2];
z1:= p[m, 3];
//расстояние от центра атома до точки выделения
r:=sqrt((x2-x1)*(x2-x1)+(y2-y1)*(y2-y1)+(z2-z1)*(z2-z1));
//если расстояние меньше радиуса выделения
if r<=(p[m,8]+selradius) then
begin
//то запомнили номер этого атома
n:=m;
r1:=r;
end;
end;
if n=0 then goto nne;
//делаем найденный атом выделенным
if button=mbleft then red:=n;
if button=mbright then blu:=n;
//если они совпадут, то следует всё вернуть на свои места
if red=blu then
begin
red:=red1;
blu:=blu1;
exit;
end;
//установим номер связи
setcuco();
nne:
end;

//запись модели в файл
procedure Tmoldes.ToolButton12Click(Sender: TObject);
var
f:textfile;
fn:string;
m,n:integer;
begin
//запустим диалог
if not(SD.execute) then exit;
//имя файла
fn:=SD.filename;
assignfile(f,fn);
//сброс
rewrite(f);
//пишем заголовок файла
writeln(f,cnt);
writeln(f,cnt1);
writeln(f,ktr);
//теперь записываем в файл все массивы
//массив атомов
for m:=1 to cnt-1 do
begin
for n:=1 to 8 do
begin
writeln(f,p[m,n]);
end;
writeln(f,c[m]);
end;
//массив связей
for m:=1 to cnt1-1 do
begin
for n:=1 to 5 do
begin
writeln(f,s[m,n]);
end;
writeln(f,v[m]);
end;
//закрыли файл
closefile(f);
end;

//загрузка модели из файла
procedure Tmoldes.ToolButton11Click(Sender: TObject);
var
f:textfile;
fn:string;
m,n:integer;
begin
//выбрали файл ля загруски
if not(od.execute) then exit;
fn:=od.filename;
assignfile(f,fn);
//сброс
reset(f);
//читаем заголовок
readln(f,cnt);
readln(f,cnt1);
readln(f,ktr);
//а теперь считываем все массивы
//массив атомов
for m:=1 to cnt-1 do
begin
for n:=1 to 8 do
begin
readln(f,p[m,n]);
end;
readln(f,c[m]);
end;
//масси связей
for m:=1 to cnt1-1 do
begin
for n:=1 to 5 do
begin
readln(f,s[m,n]);
end;
readln(f,v[m]);
end;
//закрываем файл
closefile(f);
end;

procedure Tmoldes.FormMouseWheelUp(Sender: TObject; Shift: TShiftState;
MousePos: TPoint; var Handled: Boolean);
var s:glfloat;
begin
//изменяем масштаб
s:=1-sensivity/100;
glscale(s,s,s);
end;

procedure Tmoldes.FormMouseWheelDown(Sender: TObject; Shift: TShiftState;
MousePos: TPoint; var Handled: Boolean);
var s:glfloat;
begin
//изменяем масштаб
s:=1+sensivity/100;
glscale(s,s,s);
end;

procedure Tmoldes.ToolButton7Click(Sender: TObject);
begin
//видима или невидима форма свойств
propfm.visible:=not(propfm.visible);
end;

procedure Tmoldes.ToolButton19Click(Sender: TObject);
begin
//открытие окна опций
timer1.enabled:=false;
optionsfm.showmodal;
timer1.enabled:=true;
end;

//удаление атома
procedure Tmoldes.ToolButton3Click(Sender: TObject);
var n,m,r,b:integer;
label cancel,rep,qw;
begin
//проверка на количество атомов
if cnt < 5 then
begin
messagedlg('В модели не может быть менее трёх атомов (узлов)! ',
mtwarning,
[mbok],0);
goto cancel;
end;
m:=1;
//ищем все связи с удаляемым атомом
while m begin
if (s[m,1]=red) or (s[m,2]=red) then
begin
r:=red;
b:=blu;
red:=s[m,1];
blu:=s[m,2];
setcuco();
//разрываем связь
moldes.Image5Click(nil);
red:=r;
blu:=b;
setcuco();
dec(m);
end;
inc(m);
end;

//уменьшаем счётчик
cnt:=cnt-1;
//перемещаем последний атом на место удаляемого атома
for n:=1 to 8 do
begin
p[red,n]:=p[cnt,n];
end;
c[red]:=c[cnt];
//перенаправляем связи на новое положение атома в массиве
for m:=1 to cnt1-1 do
begin
if (s[m,1]=cnt) then s[m,1]:=red;
if (s[m,2]=cnt) then s[m,2]:=red;
end;
//сброс активных атомов
red:=1;
blu:=2;
cancel:
end;
end.

2.2. Вспомогательный модуль 1 (unit1.pas)
unit Unit1;
//модуль формы "о программе"
interface
uses
Windows, Classes, Controls, Forms,
StdCtrls, ComCtrls;
type
Taboutform = class(TForm)
RichEdit1: TRichEdit;
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
var
aboutform: Taboutform;
implementation
{$R *.DFM}
end.

2.3. Вспомогательный модуль 2 (unit3.pas)

unit Unit3;
//модуль формы свойств
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms,
StdCtrls, Buttons, ExtCtrls;
type
TPropFM = class(TForm)
GroupBox1: TGroupBox;
Label1: TLabel;
Label2: TLabel;
GroupBox2: TGroupBox;
Label3: TLabel;
Label4: TLabel;
GroupBox3: TGroupBox;
Label5: TLabel;
Label6: TLabel;
mass1: TEdit;
radius1: TEdit;
mass2: TEdit;
radius2: TEdit;
length: TEdit;
strength: TEdit;
redcolor: TShape;
blucolor: TShape;
relcolor: TShape;
Label7: TLabel;
rwidth: TEdit;
procedure redcolorMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure blucolorMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure relcolorMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure setupallsettings();
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;

var
PropFM: TPropFM;
implementation
uses mol, Unit4;
{$R *.DFM}
procedure TPropFM.redcolorMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
//цвет первого активного атома
optionsfm.changecolor(redcolor);
end;

procedure TPropFM.blucolorMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
//цвет второго активного атома
optionsfm.changecolor(blucolor);
end;

procedure TPropFM.relcolorMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
//цвет связи
optionsfm.changecolor(relcolor);
end;
//перенос настроек на модель
procedure tpropfm.setupallsettings();
begin
try //для предупреждения неправильного ввода
begin
with moldes do
begin
//переносим настройки атомов
p[red,7]:=strtofloat(propfm.mass1.text);
p[red,8]:=strtofloat(propfm.radius1.text);
c[red]:=propfm.redcolor.brush.color;
p[blu,7]:=strtofloat(propfm.mass2.text);
p[blu,8]:=strtofloat(propfm.radius2.text);
c[blu]:=propfm.blucolor.brush.color;
//а если есть связь, то переносим и её настройки
if cuco<>0 then
begin
s[cuco,3]:=strtoint(propfm.length.text);
s[cuco,4]:=strtoint(propfm.strength.text);
s[cuco,5]:=strtoint(propfm.rwidth.text);
v[cuco]:=propfm.relcolor.brush.color;
end;
end;
end
except
end;
end;

end.

2.4. Вспомогательный модуль 3 (unit4.pas)

unit Unit4;
//модуль формы опций
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms,
StdCtrls, ExtCtrls, mol, opengl, Buttons, Dialogs;
type
TOptionsFM = class(TForm)
shade: TRadioGroup;
style: TRadioGroup;
Button1: TButton;
GroupBox1: TGroupBox;
Label2: TLabel;
Label3: TLabel;
ls: TShape;
rs: TShape;
GroupBox2: TGroupBox;
Label4: TLabel;
Label5: TLabel;
adc: TShape;
rdc: TShape;
GroupBox3: TGroupBox;
Label6: TLabel;
Label7: TLabel;
Label8: TLabel;
Label9: TLabel;
mass: TEdit;
radius: TEdit;
length: TEdit;
strength: TEdit;
clrdlg: TColorDialog;
Button2: TButton;
GroupBox4: TGroupBox;
Label10: TLabel;
Label11: TLabel;
Label12: TLabel;
Label13: TLabel;
Label14: TLabel;
Label15: TLabel;
Label16: TLabel;
aamb: TEdit;
adif: TEdit;
aspc: TEdit;
ramb: TEdit;
rspc: TEdit;
rdif: TEdit;
amb1: TEdit;
spc1: TEdit;
dif1: TEdit;
amb2: TEdit;
spc2: TEdit;
dif2: TEdit;
Label17: TLabel;
ashn: TEdit;
rshn: TEdit;
shn1: TEdit;
shn2: TEdit;
GroupBox5: TGroupBox;
Label18: TLabel;
Label19: TLabel;
rblnd: TEdit;
bblnd: TEdit;
Label20: TLabel;
sens: TEdit;
Label21: TLabel;
ktren: TEdit;
Label22: TLabel;
RelWidth: TEdit;
Label1: TLabel;
Edit1: TEdit;
BitBtn1: TBitBtn;
BitBtn2: TBitBtn;
BitBtn3: TBitBtn;
BitBtn4: TBitBtn;
BitBtn5: TBitBtn;
BitBtn6: TBitBtn;
BitBtn7: TBitBtn;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure adcMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure rdcMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure lsMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure rsMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
procedure changecolor(obj:tshape);
procedure BitBtn1Click(Sender: TObject);
procedure BitBtn2Click(Sender: TObject);
procedure BitBtn3Click(Sender: TObject);
procedure BitBtn4Click(Sender: TObject);
procedure BitBtn5Click(Sender: TObject);
procedure BitBtn6Click(Sender: TObject);
procedure BitBtn7Click(Sender: TObject);
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
var
OptionsFM: TOptionsFM;
implementation
{$R *.DFM}
procedure TOptionsFM.Button1Click(Sender: TObject);
begin
//переносим настройки в переменные главного модуля
case shade.itemindex of
0: moldes.grphmode:=gl_smooth;
1: moldes.grphmode:=gl_flat;
end;

case style.itemindex of
0: moldes.grphstyle:=glu_fill;
1: moldes.grphstyle:=glu_line;
2: moldes.grphstyle:=glu_point;
3: moldes.grphstyle:=glu_silhouette;
end;

moldes.detaillevel:=strtoint(edit1.text);

moldes.defatommass:=strtoint(mass.text);
moldes.defatomradius:=strtoint(radius.text);
moldes.defrellength:=strtoint(length.text);
moldes.defrelstrength:=strtoint(strength.text);
moldes.defrelwidth:=strtoint(relwidth.text);
moldes.defatomclr:=adc.brush.color;
moldes.defrelclr:=rdc.brush.color;
moldes.clrred:=ls.brush.color;
moldes.clrblu:=rs.brush.color;

moldes.atomamb:=strtofloat(aamb.text);
moldes.atomdif:=strtofloat(adif.text);
moldes.atomspc:=strtofloat(aspc.text);
moldes.all_shn:=strtofloat(ashn.text);

moldes.relamb:=strtofloat(ramb.text);
moldes.reldif:=strtofloat(rdif.text);
moldes.relspc:=strtofloat(rspc.text);
moldes.rel_shn:=strtofloat(rshn.text);

moldes.redamb:=strtofloat(amb1.text);
moldes.reddif:=strtofloat(dif1.text);
moldes.redspc:=strtofloat(spc1.text);
moldes.red_shn:=strtofloat(shn1.text);

moldes.bluamb:=strtofloat(amb2.text);
moldes.bludif:=strtofloat(dif2.text);
moldes.bluspc:=strtofloat(spc2.text);
moldes.blu_shn:=strtofloat(shn2.text);

moldes.redblend:=strtofloat(rblnd.text);
moldes.blublend:=strtofloat(bblnd.text);

moldes.sensivity:=strtofloat(sens.text);
moldes.ktr:=strtofloat(ktren.text);
end;

procedure toptionsfm.changecolor(obj:tshape);
begin
//изменяем цвет
if optionsfm.clrdlg.execute then obj.brush.color:=optionsfm.clrdlg.Color;
end;

procedure TOptionsFM.adcMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
//изменяем цвет атома по умолчанию
changecolor(adc);
end;

procedure TOptionsFM.rdcMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
//изменяем цвет связи по умолчанию
changecolor(rdc)
end;

procedure TOptionsFM.lsMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
//цвет первого активного
changecolor(ls);
end;

procedure TOptionsFM.rsMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
begin
//цвет второго активного
changecolor(rs);
end;

procedure TOptionsFM.Button2Click(Sender: TObject);
begin
//закрытие формы
optionsfm.close
end;

//далее - описание кода кнопок "все"
procedure TOptionsFM.BitBtn1Click(Sender: TObject);
var m:integer;
begin
//применяем массу ко всем атомам
for m:=1 to (moldes.cnt-1) do
moldes.p[m,7]:=strtoint(mass.text);
end;

procedure TOptionsFM.BitBtn2Click(Sender: TObject);
var m:integer;
begin
//применяем размер ко всем атомам
for m:=1 to (moldes.cnt-1) do
moldes.p[m,8]:=strtoint(radius.text);
end;

procedure TOptionsFM.BitBtn3Click(Sender: TObject);
var m:integer;
begin
//применяем длину ко всем связям
for m:=1 to (moldes.cnt1-1) do
moldes.s[m,3]:=strtoint(length.text);
end;

procedure TOptionsFM.BitBtn4Click(Sender: TObject);
var m:integer;
begin
//применяем жёсткость ко всем связям
for m:=1 to (moldes.cnt1-1) do
moldes.s[m,4]:=strtoint(strength.text);
end;

procedure TOptionsFM.BitBtn5Click(Sender: TObject);
var m:integer;
begin
//применяем толщину ко всем связям
for m:=1 to (moldes.cnt1-1) do
moldes.s[m,5]:=strtoint(relwidth.text);
end;

procedure TOptionsFM.BitBtn6Click(Sender: TObject);
var m:integer;
begin
//применяем цвет ко всем атомам
for m:=1 to (moldes.cnt-1) do
moldes.c[m]:=adc.brush.color;
end;

procedure TOptionsFM.BitBtn7Click(Sender: TObject);
var m:integer;
begin
//применяем размер ко всем связям
for m:=1 to (moldes.cnt1-1) do
moldes.v[m]:=rdc.brush.color;
end;

end.






3. Интерфейс

3.1. Окна

3.1.1. Главное окно
Главное окно программы представляет собой чёрное поле, на котором
создаётся модель кристалла, над этим полем - панель инструментов, где
размещены следующие кнопки (слева направо): новая модель, сохранить модель,
загрузить модель, новый атом, новая связь, удалить атом, удалить связь,
показать/спрятать окно свойств, поменять выделения местами, справка по
быстрым клавишам, флажок включить/отключить расправку атомов, флажок
показывать/не показывать выделения, отобразить окно свойств.

3.1.2. Окно свойств
В окне свойств отображаются свойства активных атомов и связи между
ними, если, конечно, она есть. В полях указаны массы атомов, их размер,
цвет, а также длина, толщина и жёсткость связи. Все эти параметры можно
изменить. Для этого просто кликните на поле, значение которого хотите
изменить, и вводите новое значение. Для изменения цвета атома или связи
надо кликнуть на кружок, который показывает цвет, а затем выбрать новый
цвет в открывшемся диалоге. Окно свойств будет видно на экране до тех пор,
пока не будет отключено его отображение.

3.1.3. Окно опций
Это окно поможет настроить программу индивидуально для конкретного
пользователя. Справа сверху - свойства объектов (атомов и связей),
назначаемые по умолчанию. Изменять их следует так же, как и в окне свойств.
Слева сверху настройки качества отображаемой графики. Под настройками по
умолчанию находится параметр геометрической детализации объектов. Эта
настройка больше всех влияет на быстродействие и определяет количество
примитивов на объект. Слева в центре находятся настройки выделений - их
цвета и прозрачность. В нижней части окна производится настройка материала,
из которого создаётся модель. Неопытным пользователям не рекомендуется
изменять эти параметры. В самом низу находятся настройки чувствительности
мыши и вязкости среды.

3.2. Быстрые клавиши
Описание быстрых клавиш вы можете получить, нажав кнопку справки на
панели инструментов.

F1 - Добавляет атом и соединяет его с первым активным
F2 - Удаляет первый активный атом
F3 - Соединяет активные атомы
F4 - Разрывает связь между активными атомами
F5 - Создаёт новую модель
CapsLock - меняет выделения местами
Shift - при нажатии можно поворачивать модель с помощью мыши
Ctrl+«Цифра от 2 до 9» - строит многоугольник на активной связи, цифра -
это количество сторон, которое необходимо достроить
Escape - Выход

3.3. Мышь
При помощи мыши можно выбирать первый активный атом (левой кнопкой), и
второй активный атом (правой кнопкой). При помощи колёсика мыши модель
можно масштабировать. Если удерживать клавишу Shift, то модель можно
повернуть.


4. Технические характеристики

4.1. Внутренние характеристики
Программа обслуживает модели, содержащие до 200 атомов и 500 связей.
Производит запись и чтение в формате *.mdl. Размер исполняемого модуля
475 136 байт. Для работы программы необходимы библиотеки OpenGL.dll и
glu.dll (в каталоге Windows) либо их аналоги.

4.1. Требования к оборудованию
Для работы программы необходим компьютер на базе процессора Intel
Pentium2, 300 МГц; 32 Мб оперативной памяти; Видеокарта с 3D -
акселератором; манипулятор - мышь с роликом.
Рекомендуемые требования: Intel Pentium3 1000 МГц, 64 Мб ОЗУ, GeForce4 MX
440.
Как видим, программа будет хорошо работать на любом современном
компьютере.

5. Практическое значение
Разработанный программный продукт решает поставленную задачу. Он
позволяет создавать, редактировать и просматривать трёхмерные подели
кристаллических тел. Программа удобна для изучения различных дефектов
кристаллов. За минуты пользователь может создать кристаллическую решётку,
соответствующую его требованиям, смоделировать различные дефекты в ней.
Динамичная модель кристалла, которую можно рассмотреть с любого ракурса, не
только заменяет рисунки книг, но и дополняет их. Пользователю не требуются
никаких дополнительных библиотек и модулей, кроме исполняемого exe - файла.
Программа может быть использована как в учебных заведениях, так и дома для
изучения кристаллов и дефектов в них.
Список литературы
1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение, М., Машиностроение, 1972
2. Гуляев А.П., Металловедение, М., Металлургия, 1978
3. Курбатова Л.А. Знакомство с элементами кристаллографии. Методическое
пособие для студентов специальности 0104 по дисциплине «Физика
твёрдого тела», СФ СГПИ, 1992
4. Веннинджер М. Модели многогранников. Пер. с англ. В.В.Фирсова под ред.
И с послесл. И.М.Яглоша, М., Мир, 1974
5. Вертушков Г.Н. Андорин В.Н. Таблицы для определения минералов по
физическим и химическим свойствам, М., Недра, 1980
6. Иванов В.П., Батраков А.С., Трёхмерная компьютерная графика, под ред.
Г.М.Полищука, М., Радио и связь, 1995
7. Котов Ю.В., Павлова А.А. Основы машинной графики: учебное пособие для
студентов худож.-граф. Фак. Пед. Ин-тов., М, Просвещение, 1993
8. Мартинес Ф., Синтез изображений. Принципы, аппаратное и программное
обеспечение, пер. с франц., М., Радио и связь, 1990
9. Краснов В.М., OpenGL. Графика в проектах Delphi, СПб, БХВ-Петербург,
2002.