Описание программы FDTDpro

Редактор объекта

Программа FDTDpro содержит встроенный редактор объекта.

Основная идея редактора - редактирование на двумерной сетке в выбранном сечении счетного объема и отображение по соседству настоящего трехмерного изображения.

Трехмерное изображение можно вращать, можно перемещаться в рабочем объеме так, как это делается в компьютерных играх. Поддерживается аппаратное ускорение OpenGL, которое обеспечивают все современные видеоплаты. Riva TNT позволяет комфортно работать с объектами, состоящими из 100000 ячеек (речь идет именно о объекте, а не о счетном объеме), для миллионов ячеек желательно иметь Radeon 9100 или аналогичную, для десятков миллионов ячеек лучше иметь более мощную видеоплату, например, Radeon 9600.

Навигация в трех измерения осуществляется почти так же, как в игре Doom (имеется ввиду управление с клавиатуры:

- стрелки (вправо - поворот вправо, влево - поворот влево, вверх – вперед, вниз - назад);

- буквы C и V – движение вниз и вверх;

- Delete, PageDown – поворот вниз – вверх;

- End – возврат к горизонту;

- Alt+ стрелки влево и вправо – движение боком;

- Shift+[клавиша] – малая скорость движения;

- Ctrl+[клавиша] – большая скорость движения.

Работает скроллинг колесом мыши. Можно пройти сквозь объект, посмотреть его изнутри.

Чтобы управлять трехмерным изображением необходимо щелкнуть по нему мышью.

Ячейки выглядят кубиками (параллелепипедами), сосредоточенные элементы - разными геометрическими фигурами, точки вывода помечаются специальными маркерами.

Объект хранится и обрабатывается поячеечно, а не геометрическими примитивами типа цилиндров, конусов и т.п.

Создание объекта встроенными средствами

Объект рисуется на двумерной сетке. Для этого выбирается требуемое сечение, параллельное одной из координатных плоскостей.

Перед рисованием объекта необходимо создать и сделать текущим требуемый материал: присвоить ему имя, например, "Текстолит", задать его электрофизические параметры.

На двумерной сетке можно:

- рисовать одиночные ячейки;

- рисовать линии;

- стирать ячейки;

- делать заливку (как в редакторе Paint);

- выделить прямоугольную область;

- ввести сосредоточенные элементы и точки вывода.

Выделенную область можно удалить, можно скопировать в другой слой или ряд слоев, параллельных текущему слою. При копировании сосредоточенные элементы не участвуют.

При редактировании можно включить показ предыдущего или следующего слоя для удобства редактирования.

При задании сосредоточенных элементов и точек вывода необходимо хорошо представлять их местоположение на сетке. Линии двумерной сетки совпадают с положением векторов E сетки Yee. Векторы Н, следовательно, находятся между узлами сетки и в центрах. Текущей ячейке принадлежат лежащие в плоскости сечения векторы E, находящиеся слева и снизу ячейки параллельно своим сторонам. Третий вектор Е перпендикулярен экрану и находится в левом нижнем углу ячейки. Векторы Н, принадлежащие ячейке, находятся в центре ячейке (перпендикулярно экрану) и по центру левой и правой сторон ячейки (в плоскости экрана), перпендикулярно своим сторонам.

Трехмерные операции редактора:

- рисование трехмерных линий, когда конец линии является началом следующей;

- рисование семейства трехмерных линий из одной точки;

- трехмерная заливка;

- создание фигуры вращения из выделенного участка;

- перемещение объекта;

- поворот объекта.

При поворотах сосредоточенные элементы и точки вывода не поворачиваются, в создании фигуры вращения сосредоточенные элементы не участвуют.

Выделение используется, кроме вышесказанного, еще для задания регионов вывода тока. Токи вычисляются через поле Н, поэтому на двумерной сетке токовые регионы показаны жирными замкнутыми линиями, проходящими через середины сторон ячеек (векторы Н), а на трехмерном изображении - полупрозрачными прямоугольниками, стороны которых обозначают вычисляемый контур по полю Н.

Линии вывода напряжения задаются иначе. Вначале на двумерной сетке выбирается первая ячейка. Затем нажимается кнопка "U" и следующий щелчок по другой ячейке устанавливает линию вывода напряжения между ячейками.

С выводом напряжения нужно проявлять осторожность. Между двумя точками пространства напряжение однозначно существует в постоянном или медленно меняющемся поле. Когда расстояние между двумя точками больше, чем длина волны, напряжение имеет смысл только для одномодовой волны и только вдоль ее фронта. Многомодовый режим не позволяет однозначно определить напряжение. В этом случае напряжение между точками А и Б зависит от пути интегрирования..

Создание объекта другими редакторами

Программа FDTDpro позволяет импортировать файлы формата AutoCAD .dxf.

Редактор импортирует объекты из текстового формата AutoCAD .dxf. При этом для каждого слоя создается свой материал. Из .dxf-файла берутся только поверхности (3D Face) и линии (Line). Другие сущности игнорируются.

Если имеется файл, состоящий из твертотельных элементов (Solid) и других неподдерживаемых сущностей, то есть эффективный путь преобразовать его в 3D Face посредством импорта файла .dwg в редактор 3DMAX и сохранения его в том же формате. Все сущности превратятся в 3D Mesh. Далее в этот файл нужно загрузить в AutoCAD и взорвать (Explode). Теперь весь объект состоит из 3D Face.

Наверняка есть и другие способы преобразования сущностей.

При создании объекта в AutoCADе используются его собственные единицы измерения. Они условны: мы можем считать, что 1 единица равна 1 см, 1 км и т.п. Перед импортом программа FDTDpro запрашивает цену единицы расстояния на чертеже.

Направление осей координат в FDTDpro и видовых координат AutoCAD не совпадает, поэтому может потребоваться повернуть объект до или после импорта. Лучше до импорта. Мировые координаты AutoCAD совпадают с координатами FDTDpro, которые также являются мировыми.

Другие возможности редактора

Созданный объект можно сохранить (файл .fid), а затем загрузить в другой проект. Сосредоточенные элементы и точки вывода при этом не участвуют. Объект сохраняется с названием материалов и их свойствами. При загрузке можно изменить положение точки привязки объекта. Если названия материалов загружаемого объекта совпадают с уже имеющимися названиями, то новые материалы не создаются, а берутся существующие.

Недокументированные возможности редактора

Недокументированные возможности редактора проявляются в виде встречающихся пунктов меню, наподобие пункта «создать параболу» или импорта объекта из файлов с расширениями *.cel. Просьба не обращать на эти детали внимания, т.к. они в следующих версиях программы будут удалены.