Михаил Игоревич Карякин - Визуализация механических систем, процессов и явлений: проектные задания с использованием Vpython

что приведенный код, как правило,
иллюстрирует какую-то одну вычислительную идею или схему
визуализации. Ну и кроме того, в данном случае пользователь и
программист являются одним и тем же лицом. И если этот
программист/пользователь снабдил самого себя неправильным входным
файлом, или ошибся в константах и т. п., то, будем надеяться, он сможет
осознать это, проанализировав реакцию интерпретатора языка или
сообщения об ошибках времени выполнения. Чтобы исключить
1
2

https://www.tiobe.com/tiobe-index/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Python

5

Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

дублирование и уменьшить объем пособия, из текстов программ удалена
часть комментариев, поскольку они присутствуют в тексте,
сопровождающем фрагменты кода.
Большая часть приведенных литературных источников находится в
открытом доступе, ряд статей, учебников и монографий доступен в рамках
вузовской подписки. Списки цитируемой литературы сгруппированы
отдельно по каждой главе; их нумерация, поэтому, является составной:
номер источника включает и номер главы, отделенный точкой. Для
остальных же объектов – формул, таблиц, рисунков и фрагментов кода
принята сквозная нумерация.

6

Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАКЕТА VPYTHON
ДЛЯ СОЗДАНИЯ 3D-АНИМАЦИЙ

ВВЕДЕНИЕ
Библиотека VPython предназначена для существенного облегчения
труда программиста, разрабатывающего простейшие 3D-модели и
демонстрационные ролики. Не претендуя на сверхвысокую эффективность
и мощь графического движка, она позволяет быстро создавать
динамические иллюстрации к учебным курсам, визуализировать
механические, физические и химические явления и процессы, наглядно
представлять бизнес-схемы, обеспечивая при этом достаточный уровень
интерактивности. Использование языка Питон в качестве основы
позволяет пользователю, даже не являющемуся профессиональным
программистом, достаточно быстро освоить основные функции и
оперативно приступить к работе.
Проект VPython был начат Давидом Шерером (David Scherer) в 2000
году. В 2011 году вместе с Брюсом Шервудом (Bruce Sherwood) они
начали разрабатывать среду GlowScript – программную оболочку для
VPython, работающую в окне браузера. С 2014 года в среде GlowScript
стало возможно использовать язык программирования RapidScript, очень
близкий к стандартному Питону. Одновременно с этим группой
программистов под руководством Джона Коуди (John Coady) началось
продолжающееся и по сей день развитие пакета VPython 7, являющегося
классической библиотекой для стандартного Питона, позволяющего тем
самым использовать любые другие библиотеки Питона, в том числе и
сторонние.
VPython 7 поначалу был ориентирован на применение в известной
среде Jupyter notebook. С 2017 года использующие этот пакет программы
могут запускаться из стандартной среды IDLE или из Spyder, при этом
окно с 3D-анимацией отображается во вкладке системного браузера.
В настоящее время разработчики развивают и поддерживают обе
версии своего продукта: и GlowScript VPython, и VPython 7. Обе
реализации используют одну и ту же библиотеку трехмерной графики
WebGL, которая позволяет решать достаточно сложные задачи построения
7

Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

изображений с использования современного графического оборудования в
среде браузера. Сами разработчики в качестве основных преимуществ
браузерной графики отмечают отсутствие кода, специфического для
операционной системы, и исчезновение необходимости в инсталляторах.
Кроме того, по их оценкам, многие библиотеки, ориентированные на
использование в браузерах, являются заметно лучше поддерживаемыми их
авторами.
Что касается выбора одной из двух версий, то в последнее время
новые пользователи VPython (а это, как правило, студенты) чаще
выбирают браузерную реализацию, т.е GlowScript. Основной причиной
такого выбора является, по-видимому, отсутствие необходимости
установки какого бы то ни было программного обеспечения, даже языка
программирования Питон. Коды программ хранятся в облаке, ими можно
легко обмениваться через гиперссылки, а также встраивать в другие веб
страницы. Библиотекой VPython 7, по мнению ее авторов, чаще
пользуются профессионалы-исследователи, преподаватели и разработчики
научного ПО, поскольку им для работы часто необходима вся мощь
питоновских --">