Jump to content

Поверхность

(Перенаправлено с «Кривой поверхности» )
Поверхность яблока имеет различные ощутимые характеристики, такие как кривизна, гладкость, текстура, цвет и блеск; наблюдение за этими характеристиками визуально или на ощупь позволяет идентифицировать объект.
Капля воды лежит на дамаске . Поверхностное натяжение достаточно велико, чтобы предотвратить плавание под тканью.
Солнце , как и все звезды, издалека кажется имеющим отчетливую поверхность, но при более близком приближении у него нет заданной поверхности.

Поверхность , как этот термин чаще всего используется, — это самый внешний или самый верхний слой физического объекта или пространства. [1] [2] Это часть или область объекта, которая впервые может быть воспринята наблюдателем с помощью органов зрения и осязания , и это часть, с которой в первую очередь взаимодействуют другие материалы. Поверхность объекта — это нечто большее, чем «просто геометрическое тело», она «заполнена, распределена или наполнена воспринимаемыми качествами, такими как цвет и тепло». [3]

Понятие поверхности было абстрагировано и формализовано в математике , в частности в геометрии . В зависимости от свойств, на которых делается акцент, существует несколько неэквивалентных таких формализаций, которые все называются поверхностью , иногда с некоторым определителем, например, алгебраической поверхностью , гладкой поверхностью или фрактальной поверхностью .

Понятие поверхности и ее математическая абстракция широко используются в физике , технике , компьютерной графике и многих других дисциплинах, в первую очередь для представления поверхностей физических объектов. Например, при анализе аэродинамических свойств самолета центральным соображением является поток воздуха вдоль его поверхности. Эта концепция также поднимает определенные философские вопросы — например, насколько толстым является слой атомов или молекул, который можно считать частью поверхности объекта (т. е. где заканчивается «поверхность» и начинается «внутренность»), [2] [4] и действительно ли объекты вообще имеют поверхность, если на субатомном уровне они никогда не вступают в контакт с другими объектами. [5]

Восприятие поверхностей

[ редактировать ]

Поверхность объекта – это та часть объекта, которая в первую очередь воспринимается. Люди приравнивают наблюдение поверхности объекта к видению объекта. Например, глядя на автомобиль, обычно невозможно увидеть двигатель, электронику и другие внутренние структуры, но объект все равно распознается как автомобиль, поскольку поверхность идентифицирует его как таковой. [6] Концептуально «поверхность» объекта можно определить как самый верхний слой атомов. [7] Многие предметы и организмы имеют поверхность, которая каким-то образом отличается от их внутренней части. Например, кожура яблока по своим свойствам сильно отличается от внутренней части яблока. [8] а внешняя поверхность радиоприемника может состоять из компонентов, сильно отличающихся от внутренних. Очистка яблока представляет собой удаление поверхности, в результате чего остается другая поверхность с другой текстурой и внешним видом, которую можно идентифицировать как очищенное яблоко. Удаление внешней поверхности электронного устройства может сделать его назначение неузнаваемым. Напротив, удаление самого внешнего слоя камня или самого верхнего слоя жидкости, содержащейся в стакане, оставит вещество или материал того же состава, лишь немного уменьшенный в объеме. [9]

По математике

[ редактировать ]
Сфера это поверхность твердого шара , имеющая здесь радиус r.

В математике поверхность это математическая модель общепринятого понятия поверхности. Это обобщение плоскости , но, в отличие от плоскости, оно может быть изогнутым ; это аналогично кривой, обобщающей прямую линию .

Существует несколько более точных определений, зависящих от контекста и математического инструментария, который используется для исследования. Простейшими математическими поверхностями являются плоскости и сферы в евклидовом трехмерном пространстве . Точное определение поверхности может зависеть от контекста. Обычно в алгебраической геометрии поверхность может пересекать сама себя (и может иметь другие особенности ), а в топологии и дифференциальной геометрии — нет.

Поверхность — это топологическое пространство размерности два ; это означает, что движущаяся точка на поверхности может двигаться в двух направлениях (она имеет две степени свободы ). Другими словами, почти вокруг каждой точки существует участок координат , на котором двумерная система координат определена . Например, поверхность Земли напоминает (в идеале) сферу, а широта и долгота обеспечивают на ней двумерные координаты (кроме полюсов и вдоль 180-го меридиана ).

В физических науках

[ редактировать ]

Многие поверхности, рассматриваемые в физике и химии ( физических науках в целом), являются интерфейсами . Например, поверхность может быть идеализированной границей между двумя жидкостями , жидкостью и газом (поверхность моря в воздухе) или идеализированной границей твердого тела (поверхность шара). В гидродинамике форма свободной поверхности может определяться поверхностным натяжением . Однако они являются поверхностями только в макроскопическом масштабе . В микроскопическом масштабе они могут иметь некоторую толщину. В атомном масштабе они вообще не выглядят как поверхность из-за дыр, образованных промежутками между атомами или молекулами . [ нужна ссылка ]

Другие поверхности, рассматриваемые в физике, являются волновыми фронтами . Одну из них, открытую Френелем называют волновой поверхностью , математики .

Поверхность рефлектора телескопа представляет собой параболоид вращения .

Другие случаи:

В компьютерной графике

[ редактировать ]

Одной из основных задач компьютерной графики является создание реалистичных моделей поверхностей. В технических приложениях 3D компьютерной графики ( CAx ), таких как компьютерное проектирование и компьютерное производство , поверхности являются одним из способов представления объектов. Другими способами являются каркасные (линии и кривые) и сплошные тела. Облака точек также иногда используются в качестве временных способов представления объекта с целью использования точек для создания одного или нескольких из трех постоянных представлений.

Одним из методов, используемых для повышения реализма поверхности в компьютерной графике, является использование алгоритмов физически обоснованного рендеринга (PBR), которые моделируют взаимодействие света с поверхностями на основе их физических свойств, таких как отражательная способность , шероховатость и прозрачность . Используя математические модели и алгоритмы, PBR может создавать высокореалистичные изображения, напоминающие поведение реальных материалов. PBR нашел практическое применение помимо развлечений, распространяя свое влияние на архитектурное проектирование продуктов , прототипирование и научное моделирование.

  1. ^ Спарк, Пенни и Фишер, Фиона (2016). Routledge Companion для исследований в области дизайна . Нью-Йорк: Рутледж . п. 124. ИСБН  9781317203285 . OCLC   952155029 .
  2. ^ Jump up to: а б Соренсен, Рой (2011). Видеть темные вещи: Философия теней . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . п. 45. ИСБН  9780199797134 . OCLC   955163137 .
  3. ^ Бучваров, Панайот (1970). Концепция знания . Эванстон: Издательство Северо-Западного университета . п. 249 . ISBN  9780810103191 . OCLC   925168650 .
  4. ^ Стролл, Аврум (1988). Поверхности . Миннеаполис: Издательство Университета Миннесоты . п. 205 . ISBN  9780816616947 . OCLC   925290683 .
  5. ^ Плеша, Михаил; Грей, Гэри и Костанцо, Франческо (2012). Инженерная механика: статика и динамика (2-е изд.). Нью-Йорк: Высшее образование Макгроу-Хилла . п. 8. ISBN  9780073380315 . OCLC   801035627 .
  6. ^ Бучваров (1970) , с. 253.
  7. ^ Стролл (1988) , с. 54.
  8. ^ Стролл (1988) , с. 81.
  9. ^ Гибсон, Джеймс Дж. (1950). «Восприятие визуальных поверхностей» . Американский журнал психологии . 63 (3): 367–384. дои : 10.2307/1418003 . ISSN   0002-9556 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e73e6c6e58c9fe1a9788e33b6e46c804__1717343640
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e7/04/e73e6c6e58c9fe1a9788e33b6e46c804.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Surface - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)