Vad är datorsimulering?

Datorsimulering har tre betydelser. Datorsimulering kan syfta på ett datorprogram som simulerar en abstrakt modell så att den kan studeras och analyseras. Det kan också hänvisa till en 3D-datorgrafikmodell gjord för att representera ett tredimensionellt objekt genom användning av specialiserad programvara. Slutligen kan datorsimulering hänvisa till den praxis som kallas emulering där funktionerna i ett visst system reproduceras på ett andra system.

En datormodell, även känd som en beräkningsmodell, är en datorsimulering som ofta används inom vetenskap och samhällsvetenskap som en förlängning av matematisk modellering. En datorsimulering av denna typ skapar ett urval av representativa utfall eller händelseförlopp i situationer där det är oöverkomligt att spela ut alla möjliga konsekvenser av modellen, och modellerna kan vara mer eller mindre abstrakta. Datormodeller används inom biologi, kemi och fysik, samt ekonomi och psykologi. Typologin för datormodeller kategoriserar dem baserat på en uppsättning av fyra variabler. Är de stokastiska eller deterministiska? steady-state eller dynamisk? kontinuerlig eller diskret? lokalt eller distribuerat?

Datorsimuleringar i form av 3D-modeller används inom hälso- och sjukvård, vetenskap, arkitektur och mest populärt i filmer, datorspel och videospel. De flesta 3D-modeller har en av två metoder. Å ena sidan kan de visa ett föremål som ett fast ämne och definiera det genom dess volym. Alternativet är att visa gränsen eller skalet för ett objekt. Detta är den dominerande modellen för spel och film.

3D-modeller kan formas på olika sätt. Liksom vissa lär-att-rita-böcker kan de helt och hållet baseras på mycket grundläggande geometriska former. Medan ritböckerna använder cirklar, kvadrater, trianglar och andra 2D-modeller, skulle datormodelleringen använda till exempel bollar, kuber och pyramider. Denna stil av modellering kallas primitiver eftersom den är begränsad till att använda primitiva eller grundläggande former.

Det finns tre andra typer av modellbildning. Den ena är NURBS (Nonuniform rationell B-spline), som skapades av två ingenjörer som arbetade för franska biltillverkare, Pierre Bézier och Paul de Casteljau. Béziers val att publicera sitt arbete resulterade i att hans namn var nära förknippat med kurvorna. NURBS används i datorstödd design (CAD)-program, såväl som program för tillverkning, ingenjörskonst och animering.
Splines och patchmodellering liknar NURBS, där ytan definieras av böjda linjer. Polygonal modellering bildar ett polygonalt nät genom att använda linjesegment för att koppla samman hörn. De används i många 3D-modeller, men kan bara approximera krökta ytor, eftersom varje polygon är plan.
Den typ av datorsimulering som kallas emulering kan tillåta en enhet att imitera en annan. Detta är till exempel användbart i de fall där ett visst datortillbehörsmärke har marknadsdominans, och kringutrustning från andra märken kan emulera den dominerande enheten för att underlätta användningen. Mjukvaruemulatorer för att köra Apple-programvara på andra plattformar och Windows-programvara på Apple Macintosh-datorer är en annan användning för denna typ av modellering.