Visualizador de sistemas de partículas en 2D y 3D

Abstract

El trabajo desarrollado durante este tema de memoria se enmarcó en el ámbito de experimentación física sobre sistemas de partículas. El objetivo fue diseñar y desarrollar una herramienta de visualización de sistemas de partículas en 3D, que permita manejar grandes volúmenes de datos, visualizarlos rápidamente y proveer controles de visualización. El Departamento de Física de esta Facultad realiza diversos experimentos y simulaciones computacionales de materiales granulares compuestos por miles o millones de partículas esféricas. Una buena herramienta de visualización de estas simulaciones permite a los investigadores realizar un análisis más riguroso y concluir correctamente sobre los experimentos. Las herramientas con que se contaba, previo a este trabajo, poseían falencias importantes que no permitían obtener el máximo provecho de las simulaciones. El trabajo realizado se dividió en cuatro etapas. La primera etapa consistió en recoger los requerimientos que debía satisfacer la aplicación para cumplir con los objetivos planteados. En base a los requerimientos tomados se comenzó la segunda etapa, diseñar la arquitectura del sistema. La arquitectura debió considerar un software creado previamente para monitorear las simulaciones, el cual establece la conexión con éstas y obtiene su información y datos relevantes. Un hito desafiante en esta etapa fue adaptar la herramienta disponible a los requerimientos pedidos. Como resultado de esta segunda etapa se obtuvo un diseño de la estructura del software utilizando el paradigma de programación orientada a objetos y utilizando diversos patrones de diseño a fin de mejorar la calidad del software. La tercera etapa consistió en implementar la aplicación. Para ello, se creó una interfaz de usuario adecuada a los requisitos y con herramientas de control que faciliten el uso de la aplicación. Luego se implementaron las funcionalidades disponibles en la interfaz, dentro de las cuales se encuentran: Rotar libremente la escena, distinguir partículas en base a su tipo y velocidad, graficar partículas de distinto radio, conectarse a distintas simulaciones, generar grabaciones de video y capturar imágenes de la visualización, entre otras. La última etapa consistió en testing y optimización. Se hicieron pruebas para medir la calidad de la aplicación, optimizando el software de acuerdo a los resultados obtenidos. Como resultado se obtuvo una aplicación robusta, extensible y fácil de usar, la cual permite visualizar simulaciones físicas de sistemas de alrededor de 500.000 partículas de manera eficiente y facilita el análisis de éstas.