3 डी कण जीवन

नमस्ते! मैंने अपने पाठकों के साथ त्रि-आयामी अंतरिक्ष में कण प्रणालियों के साथ अपने छोटे प्रयोगों को साझा करने का निर्णय लिया। मैंने 2 डी स्पेस में कणों के साथ प्रयोगों के बारे में हैबर के प्रकाशन के आधार के रूप में लिया।

आइए एक लेख के लिंक के साथ शुरू करें जिसने मुझे कार्रवाई के लिए प्रेरित किया। लेकिन एक और कारण है, हाल ही में जब से मैं अपने प्रयोगों में उबंटू में जा रहा हूं, ओएस की मुफ्त स्थापना और फिर प्लसस की सूची में बहुत सारी चीजें अच्छी हो गई हैं। नाबालिग हैं, मेरे पास दो वीडियो कार्ड और कई मॉनिटर जैसे गैर-मानक ओएस स्थापना के लिए ड्राइवरों के साथ संघर्ष है।

मैंने सी ++ को आधार के रूप में लिया, एक कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म के रूप में सीयूडीए के लिए समर्थन जोड़ा, बहुत सारे कण हैं और केंद्रीय प्रोसेसर स्पष्ट रूप से वास्तविक समय में इस तरह के भार और कंपनी में उनके लिए ओग्रे 3 डी ग्राफिक्स इंजन के साथ सामना नहीं कर सकता है। उन्होंने दलिया बनाया, मैं सिमुलेशन के 2 डी संस्करण पर आलेख से एनिमेशन और उद्धरण के साथ जीआईएफ कथा का सीजन करूंगा।

"सबसे पहले, मैंने" जीवन "खेल के नक्शेकदम पर पीछा किया: प्रत्येक कण में एक" ओवरपॉपुलेशन "काउंटर होता है, जो अन्य कणों के लिए दूरी के व्युत्क्रम वर्गों के योग के बराबर होता है। यदि यह काउंटर एक निश्चित सीमा से कम है, यानी कुछ पड़ोसी हैं, तो कण अन्य कणों से आकर्षित होता है, और। यदि बहुत से पड़ोसी हैं, तो यह विद्रोह करता है, यदि कण काटते हैं, तो वे किसी भी मामले में पीछे हट जाते हैं, ताकि एक दूसरे के माध्यम से न गुजरें।

हम मैदान के चारों ओर बेतरतीब ढंग से कणों को बिखेरते हैं और देखते हैं कि क्या होता है। ”

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अब थोड़ा सा तर्क के बारे में कि कार्यक्रम में क्या हो रहा है। कुछ मापदंडों के साथ कणों की एक सरणी बनाई जाती है। कुछ पैरामीटर भौतिक गुणों के लिए जिम्मेदार हैं: त्रिज्या, द्रव्यमान, गति आदि, कणों के बीच बंधन बनाने के लिए भाग, जैसे: कणों के प्रकार, अन्य कणों के साथ कण कनेक्शन की संख्या, आदि। सिमुलेशन में औसतन, मैंने 700 से 3000 कणों का उपयोग किया, क्योंकि मैं वास्तविक समय में गणना करना चाहता था, एक बड़ा मूल्य गणना की मात्रा में वृद्धि के कारण चित्र के निषेध का कारण बना। फिर यह सब सामान वीडियो कार्ड की मेमोरी में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जहां GPU, मजबूत समानांतरकरण मोड में, तीन मुख्य उप-रेखाएं संसाधित करता है: कण गति का अनुकरण, कण टकराव (टकराव) का प्रसंस्करण और कणों के बीच बंधन का गठन और विनाश।

"हम खेल के नियमों को बदल रहे हैं। हम अब पड़ोसियों की गिनती नहीं करेंगे। कणों को केवल उनके प्रकारों के आधार पर आकर्षित या तिरस्कृत करें। यदि सभी कण एक ही प्रकार के हैं, तो केवल 2 विकल्प हैं: वे या तो सभी को दोहराते हैं या सभी को आकर्षित करते हैं।"

मैंने आकर्षक-प्रतिकारक शक्तियों, कणों के बीच की दूरी पर रैखिक निर्भरता, दूरी के विपरीत आनुपातिक आदि के लिए कई विकल्पों की कोशिश की। उलटा द्विघात निर्भरता पर बस गया, लेकिन कार्रवाई की त्रिज्या पर प्रतिबंध के साथ, 45 कण त्रिज्या जैसा कुछ।

"हमने नियमों में बहुत बदलाव नहीं किया है। इसके बजाय, हम एक नई सुविधा जोड़ेंगे। अब कण थोड़ी दूरी पर बॉन्ड बनाएंगे। यदि कण जुड़े हुए हैं, तो वे लगातार एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। यह आकर्षण दूरी के साथ कमजोर नहीं होता है। लेकिन, अगर दूरी एक निश्चित सीमा से ऊपर है, तो। कनेक्शन टूट गया है। "

यहां, नियम थोड़ा बदल गया, बंधन गठन की दूरी को पेश किया, यह बंधन विनाश की दूरी और बंधन में कण की आराम दूरी है, अर्थात्, कण लगातार आराम की स्थिति के पास एक स्थिति लेने की कोशिश कर रहा है, इसलिए, डिस्कनेक्ट समय पर, कण शून्य स्थिति के पास दोलन करता है। यह सभी वीडियो पर दिखाई देता है। लोच जैसे बंधन बनाते समय अधिक जटिल कानूनों को लागू करना संभव है, लेकिन अब मैंने इसे सरल बना दिया है, फिर भी हमारे पास एक "प्राथमिक सूप" है, न कि एक ठोस पदार्थ।

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या एक तस्वीर के रूप में

फिर परीक्षण और त्रुटि प्रक्रिया शुरू हुई। सबसे पहले, GPU पर प्रोग्रामिंग को तथाकथित "साझा डेटा के रीड-संशोधित-राइट पर दौड़" में अतिरिक्त देखभाल की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि समस्याएँ हो सकती हैं जब कई धागे एक साथ चर को बदलने की कोशिश करते हैं। इस तरह से उत्पन्न होती हैं:

तब अंतरिक्ष के क्षेत्र को सीमित करना आवश्यक था जिसमें प्रयोग होता है, पहली बात जो दिमाग में आई वह घन है। लेकिन कार्यक्रम के पहले संस्करणों के कीड़े के लिए धन्यवाद, कणों ने साहसपूर्वक इसे से बाहर क्रॉल किया, 70 के दशक के कथा साहित्य से अंतरिक्ष स्टेशनों के समान कुछ बना।

वीडियो का विस्तारित संस्करण

जैसा कि कहा जाता है, यदि घन नहीं है, तो एक गेंद होने दो:

यहां तर्क यह है कि कण के केंद्र से प्रस्थान के बाद, एक बल अपने आंदोलन के विपरीत कार्य करना शुरू कर देता है, जो गुरुत्वाकर्षण की तरह भी दिखता है।

__device__ static int Links[3][3] = {{1,0,1},{1,0,0},{1,1,0}}; __device__ static int LinksField[3][3] = {{0,0,0},{0,0,1},{0,0,0}}; __device__ static int LinkTypeSize[3] = {3,8,2}; __device__ static int LinkTypePP[3][3] = {{0,1,1},{8,1,6},{0,1,1}}; 

वह कोड का एक टुकड़ा लाया, जैसा कि यह है, ये एक दूसरे के साथ तीन प्रकार के कणों की बातचीत के मैट्रिक्स हैं।
-पहली पंक्ति बांड के गठन का सिद्धांत है: 1 एक और कण के साथ एक संबंध स्थापित करने का अवसर है, 0, क्रमशः, नहीं।
-दूसरी पंक्ति कणों के प्रतिकर्षण के आकर्षण का नियम है। वास्तव में, इस अवतार में, सभी एक दूसरे को पीछे हटाते हैं, तीसरे प्रकार के कणों के आकर्षण को छोड़कर। आप निश्चित रूप से मैट्रिक्स को दर्पण कर सकते हैं, लेकिन इस मामले में।
-तीसरी पंक्ति प्रकार के आम कण बंधों की संख्या है।
-फोर्थ प्रत्येक प्रकार के कण के साथ कण बांड की संख्या है। पहला प्रकार, उदाहरण के लिए, खुद के साथ एक बंधन नहीं बना सकता है।

हमें एक मजबूत ब्राउनियन गति में कण मिलते हैं:

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मुझे टक्करों में ऊर्जा हानि का सामना करना पड़ा।

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सब कुछ बहुत स्थिर हो गया है, हम कण बातचीत की ताकतों को कम करते हैं।

वीडियो का विस्तारित संस्करण

यदि आप वीडियो देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि फ्रेम कैसे बनाया जा रहा है। फिर यह वैसे भी स्थिर रहता है।

हम मैट्रिक्स गुणांक के बारे में नियम बदलते हैं।

वीडियो का विस्तारित संस्करण
हम कार्बनिक अणुओं की समानता का गठन देखते हैं। यहां तक ​​कि बेंजीन के छल्ले भी हैं।

एक और वीडियो दर्शाता है कि अगर आप डायनामिक्स में कणों के बीच के बांड की लंबाई को बदलते हैं, तो वीडियो के दूसरे मिनट से यह विशेष रूप से उच्चारित होता है।

लेकिन हमें लेखक के 2 डी संस्करण को दोहराने की कोशिश करनी चाहिए, जिसके लेख के शरीर में उद्धरण हैं। ऐसे "जीवन" का एक प्रकार है:

या ऐसे

क्या जोड़ा जा सकता है? सबसे पहले, कार्यक्रम के स्रोत । दूसरे, हब पर कई लेख हैं जो सेलुलर ऑटोमेटा या मुक्त प्रणालियों का वर्णन करते हैं (सिद्धांत में, एक सेलुलर ऑटोमिंगन एक ट्यूरिंग मशीन के बराबर है ) एक रेंडरिंग हेडिंग के साथ "जीवन" शब्द शामिल है, इसलिए मैंने इसे भी उपयोग करने का फैसला किया, एक परंपरा की तरह। हालांकि यह सिर्फ एक कलिडोस्कोप है, सरल नियम कणों जैसे जटिल व्यवहार और बच्चों के खिलौने में दर्पण की एक प्रणाली को जन्म देते हैं।

और वीडियो जोड़ा गया, वास्तव में, एक भयावह तस्वीर है, यह अणु लगता है, फिर तंत्रिका नेटवर्क, लेकिन जीवन अभी तक नहीं है। एक विकास विकल्प के रूप में, आनुवंशिकी को जोड़ने की आवश्यकता है, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि इन "प्राणियों" के लिए एक फिटनेस फ़ंक्शन क्या हो सकता है।

मुझे उम्मीद है कि कोई इसे पसंद करेगा और यह 3 डी से आगे बढ़ेगा क्योंकि लेखक ने 2 डी से कदम रखा है। खुद के लिए मुख्य बात उबंटू के तहत CUDA और Ogre3D पर पाठ दोहरा रही थी।

और विचारों को लिखना होगा, शायद हम कुछ दिलचस्प लेकर आएंगे :)