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Manual del Usuario - cseweb.ucsd.educseweb.ucsd.edu/~sergiom/icarus/downloads/Icarus - Manual del...Se busca explicar qué es un escenario en Icarus, qué elementos lo componen,

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Icarus Manual del Usuario

Versión 1.0

Historial de Revisiones Fecha Versión Descripción Autor

14/10/2010 1.0 Versión inicial Sergio Miguel Martin

Tabla de Contenidos

1. Introducción 4 1.1 Propósito 4 1.2 Alcance 4 1.3 Definiciones, Acrónimos, y Abreviaciones 4 1.4 Referencias 4 1.5 Sitio Web 4

2. ¿Qué es Icarus? 5 2.1 ¿Para qué Sirve Icarus? 5 2.2 ¿Qué es un Escenario? 5

3. Instalando Icarus 7 3.1 Requerimientos de Sistema 7

4. Comenzando a usar Icarus… 9 4.1 Cargar un Escenario 9 4.2 Crear un Escenario Nuevo 11 4.3 Guardar un Escenario 13 4.4 Cambiando Nombre y Descripción del Escenario 13

5. Tipos de Escenario 15 5.1 Gravitación 15 5.2 Electromagnetismo 15 5.3 Simulación de Galaxias 16 5.4 Personalizado 16

6. Interfaz del Usuario 17 6.1 Pestaña de Objetos 17 6.2 Pestaña de Escenografía 18 6.3 Menú Contextual de Objetos/Decoración 19 6.4 Ventana de Visualización 3D 19 6.5 Pestaña de Propiedades 20

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6.6 Barra de Íconos 20 6.7 Barra de Menú 21 6.8 Indicador de Magnitudes 21

7. Navegando/Editando el Escenario 22 7.1 Modo Navegación 22 7.2 Modo Edición 23

8. Corriendo la Simulación 25 8.1 Modo Simulación 26 8.2 Modo Simulación con grabación a video 27

9. Elementos del Escenario 28 9.1 Cuerpos con masa 28 9.2 Cargas 31 9.3 Galaxias 33 9.4 Campos (Eléctricos/Magnéticos) 37

10. Escenografía 40 10.1 Cámaras 40 10.2 Fuentes de Luz 43 10.3 Objeto Decorativo 45 10.4 Regiones 48

11. Reglas de Simulación 51 11.1 Reglas de Interacción 51 11.2 Reglas de Colisión 53

12. Configuración de la Simulación 55 12.1 Constantes 55 12.2 Magnitudes 56 12.3 Representación Numérica 57 12.4 Performance 58

13. Configuración de la Visualización 60 13.1 Opciones de Video 60 13.2 Vectores 61 13.3 Visualización del Escenario 63 13.4 Rastros 64

14. Navegador de Estados 67 14.1 Generación de Estados 67 14.2 Ir a Estado 68

15. Administrador de Cámaras 69 15.1 Modo Manual 70 15.2 Modo Director 70

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Manual del Usuario

1. Introducción

1.1 Propósito

El propósito de este documento es describir las capacidades, funcionamiento, uso e instalación de Icarus – Simulador Físico 3D de Alta Precisión.

1.2 Alcance

Se busca explicar qué es un escenario en Icarus, qué elementos lo componen, cómo se configura, cómo se inicia la simulación del mismo, cómo se optimiza y qué formas existen de visualizarlo. Además se introduce al usuario a las posibilidades que brinda la interfaz de editar y navegar fácilmente el escenario.

1.3 Definiciones, Acrónimos, y Abreviaciones

IPE – Icarus Physics Engine

Escenario – Conjunto de entidades, objetos, escenografía, configuración de simulación y configuración de video editables por el usuario.

1.4 Referencias

Icarus Physics Engine – Manual – Español.doc

1.5 Sitio Web

La página web de Icarus permite descargar gratuitamente el software y estar al tanto de las últimas novedades: http://www.icarus-physics.com/

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2. ¿Qué es Icarus?

Icarus es un motor de simulación física que permite visualizar en 3D fenómenos relacionados con la gravedad y el electromagnetismo aplicados a cuerpos con masa o a cargas puntuales. Permite crear escenarios personalizados de acuerdo a las necesidades del usuario así como visualizar escenarios creados previamente. En estos escenarios, el usuario puede agregar cuerpos con masa y/o carga y campos eléctricos o magnéticos y establecer sus interacciones. Una vez creado el escenario, el usuario puede iniciar la simulación y ver el transcurso de la misma en tiempo real, pudiendo pausarla y observarla desde diferentes ángulos

2.1 ¿Para qué Sirve Icarus?

Icarus sirve como software didáctico apuntado a mejorar el aprendizaje de fenómenos físicos. Los siguientes usuarios pueden beneficiarse de su uso:

� Alumnos - Pueden visualizar y configurar facilmente la resolución en 3D y en tiempo real de los ejercicios de las guías de física.

� Profesores - Mediante un proyector, o en un laboratorio, pueden mostrar a los alumnos fenómenos físicos dificiles de explicar en pizarrón o en papel.

� Investigadores - Pueden modelizar situaciones reales de alta complejidad y obtener resultados analíticos de extrema precisión.

2.2 ¿Qué es un Escenario?

Un Escenario en Icarus representa el conjunto de todas las entidades y configuración de simulación y de video configurables por el usuario.

Todo lo que pueda ser modificable se almacena en el escenario, por lo que puede ser salvado y cargado en otro momento recuperando por completo el trabajo del usuario.

Cada Escenario tiene un nombre que lo distingue del resto de los escenarios (no pueden existir dos escenarios con el mismo nombre), una descripción y una clasificación.

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El nombre y la descripción pueden ser modificados por el usuario en cualquier momento. La clasificación (de ahora en adelante la llamaremos “Tipo de Escenario”), define el propósito del escenario al momento de crearlo y no puede ser cambiado luego.

Existen 4 tipos de escenario:

- Gravitación

- Electromagnetismo

- Simulación de Galaxias

- Personalizado

Cada uno limita el tipo de entidades que podrán intervenir en la simulación. Esto ayuda a una mejor comprensión del programa y a clasificación más adecuada de cada uno de los escenarios creados.

Detalles sobre cada tipo de escenario se darán en un capítulo posterior de este manual.

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3. Instalando Icarus

Para instalar Icarus en su computadora, descargue la última versión accesible desde:

http://icarus-physics.com/descargas.php Una vez descargado el archivo, ábralo y siga los pasos del instalador.

Figura 1 - Portada del instalador de Icarus

3.1 Requerimientos de Sistema

3.1.1 Requerimientos Mínimos

A continuación se listan los requerimientos mínimos que deben estar presentes al instalar Icarus.

� Sistema Operativo: Windows 2000/XP/Vista

� Memoria RAM: 256 Mb

� Espacio Libre en disco: 50 Mb

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� Procesador: 1.0+ Ghz*

� Tarjeta Gráfica compatible con DirectX 9.0+

*La opción de multithreading solo mejorará el rendimiento si el procesador provee esta funcionalidad

3.1.2 Requerimientos de Software

A continuación se listan los requisitos de software para ejecutar Icarus correctamente

� Debe comprobarse que el sistema soporte funciones de Direct3D y DirectDraw

� Microsoft .NET Framework 3.0 o mayor

� Visual C++ Redistributable Package (Icarus lo instalará si no está presente)

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4. Comenzando a usar Icarus…

Al abrir el programa se puede observar la siguiente ventana de bienvenida:

Figura 2 - Pantalla de bienvenida de Icarus

El usuario puede elegir entre crear un nuevo escenario, cargar un escenario prediseñado o salir del programa. Se explican cada una de estas posibilidades a continuación.

4.1 Cargar un Escenario

Icarus ofrece la posibilidad de cargar un escenario existente ya sea alguno de los escenarios prediseñados incluidos en el programa o escenarios nuevos creados por los usuarios.

Esto le permite al usuario diseñar un escenario y retomarlo luego para utilizarlo o simularlo, por ejemplo, frente a una clase.

Existen dos formas de cargar un escenario:

4.1.1 Cargar escenario al iniciar

Se puede cargar un escenario al seleccionar la opción “Cargar un escenario prediseñado” de la pantalla de bienvenida de Icarus (ver Figura 2).

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4.1.2 Cargar escenario desde la ventana principal

Se puede cargar un escenario ya sea seleccionando la opción del menú “Archivo > Abrir Escenario…” (Figura 3) o haciendo un clic sobre el ícono de cargar archivo (Figura 4).

Figura 3 - Abrir escenario desde el menú

Figura 4 - Abrir escenario desde el ícono

Una vez seleccionado, se abrirá la ventana de Abrir Escenario (Figura 5). En esta ventana el usuario debe primero seleccionar el tipo de escenario (5-1) que desea cargar. Al hacer esto, se cargará una lista con los escenarios existentes del tipo seleccionado.

Figura 5 - Ventana para Abrir Escenario

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El usuario puede ahora seleccionar uno de los escenarios de la lista (5-2). Luego de seleccionarlo podrá ver su descripción (5-3), e imagen de previsualización (5-4). Una vez elegido el escenario, debe presionar el boton de “Abrir” (5-5) para cargar el escenario.

4.2 Crear un Escenario Nuevo

Icarus ofrece la posibilidad de crear un nuevo escenario a partir de las plantillas prediseñadas para cada tipo de escenario. Éstas plantillas tienen la configuración inicial por defecto adecuadas para cada tipo de simulación, aunque el usuario puede cambiarla luego de creado el escenario. Existen dos formas de crear un escenario:

4.2.1 Crear un escenario nuevo al iniciar

Se puede crear un escenario al seleccionar la opción “Crear un Escenario nuevo” de la pantalla de bienvenida de Icarus (Figura 2).

4.2.2 Crear un escenario nuevo desde la ventana pri ncipal

Se puede crear un escenario nuevo ya sea seleccionando la opción del menú “Archivo > Nuevo Escenario…” (Figura 6) o haciendo un clic sobre el ícono de Nuevo Escenario (Figura 7).

Figura 6 - Escenario nuevo desde el menú

Figura 7 - Escenario Nuevo desde el ícono

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Una vez seleccionado, se abrirá la ventana de Nuevo Escenario (Figura 8). En esta ventana el usuario debe primero ingresar el nombre del nuevo escenario (8-1), y luego seleccionar el tipo de escenario (8-2) que desea cargar. Se mostrará una breve explicación del tipo de escenario seleccionado en el cuadro inferior (8-3). Una vez ingresados estos datos, debe presionar Aceptar (8-5) para crear el Nuevo Escenario.

Figura 8 - Ventana de Nuevo Escenario

Opcionalmente el usuario puede acceder a la configuración avanzada del escenario (8-4). En esta ventana (Figura 9) podrá pre-configurar las magnitudes (9-1) y el diferencial de tiempo (9-2) a utilizar en el escenario. Más información sobre estas variables se encuentra en los capítulos siguientes de este manual.

Figura 9 - Ventana de configuración avanzada

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4.3 Guardar un Escenario

Icarus ofrece la posibilidad de guardar el escenario en el que se está trabajando para poder cargarlo en el futuro. Al guardar, se archivan todas las entidades y configuración del escenario, por lo que el usuario al cargarlo restaura exactamente el escenario en el que estaba trabajando.

Se puede crear un escenario nuevo ya sea seleccionando la opción del menú “Archivo > Guardar Escenario” (Figura 10) o haciendo un clic sobre el ícono de Guardar Escenario (Figura 11).

Figura 10 - Guardando Escenario desde el menú

Figura 11 - Guardando Escenario desde el ícono

4.4 Cambiando Nombre y Descripción del Escenario

Para cambiar el nombre y descripción del escenario luego de haberlo creado, puede acceder a la ventana de “propiedades del escenario” desde el menú principal (Figura 12):

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Figura 12 - Propiedades del Escenario desde el Menú

Seleccionar esta opción abrirá la ventana de propiedades del escenario (Figura 13) donde puede modificarse el nombre y la descripción del escenario actual.

Figura 13 - Ventana de Propiedades del Escenario

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5. Tipos de Escenario

Al crear un escenario en Icarus, debe definirse un tipo de escenario que defina la naturaleza de la simulación a realizar. Esto sirve para guiar mejor al usuario y crear escenarios con mayor facilidad y menos complejidad de interfaz. Cada tipo de escenario permite/restringe la inserción de distintos tipos de objetos, y determina qué tipo de reglas de interacción pueden agregarse. Además configura automáticamente las magnitudes, constantes, y opciones de simulación que mejor se ajustan al tipo de simulación requerida. A continuación se describe brevemente cada tipo de escenario y sus restricciones:

5.1 Gravitación

Ofrece la posibilidad de efectuar simulaciones con interacciones gravitatorias entre cuerpos con masa.

Permite la inserción de:

- Cuerpos con masa

- Reglas de Interacción Gravitatorias

Restringe la inserción de:

- Cargas

- Galaxias

- Campos Eléctricos

- Campos Magnéticos

- Reglas de Interacción Eléctricas

- Reglas de Interacción Magnéticas

5.2 Electromagnetismo

Ofrece la posibilidad de efectuar simulaciones de interacciones eléctricas y/o magnéticas entre cargas, campos eléctricos y/o campos magnéticos.

Permite la inserción de:

- Cargas

- Campos Eléctricos

- Campos Magnéticos

- Reglas de Interacción Eléctricas

- Reglas de Interacción Magnéticas

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Restringe la inserción de:

- Cuerpos con masa

- Galaxias

- Reglas de Interacción Gravitatorias

-

5.3 Simulación de Galaxias

Ofrece la posibilidad de efectuar simulaciones de generación y colisión entre galaxias.

Permite la inserción de:

- Galaxias

- Reglas de Interacción Gravitatorias

-

Restringe la inserción de:

- Cuerpos con masa

- Cargas

- Campos Eléctricos

- Campos Magnéticos

- Reglas de Interacción Eléctricas

- Reglas de Interacción Magnéticas

5.4 Personalizado

Permite al usuario crear escenarios personalizados, sin restricciones de ningún tipo.

Permite la inserción de:

- Galaxias

- Reglas de Interacción Gravitatorias

- Cuerpos con masa

- Cargas

- Campos Eléctricos

- Campos Magnéticos

- Reglas de Interacción Eléctricas

- Reglas de Interacción Magnéticas

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6. Interfaz del Usuario

Una vez creado o cargado un escenario, se carga la configuración y objetos y se muestra la interfaz principal (Figura 14). A continuación se describen sus componentes y funciones:

Figura 14 - Interfaz Principal de Icarus

6.1 Pestaña de Objetos

En la pestaña de objetos (Figura 14-1) el usuario puede encontrar y seleccionar cualquiera de los objetos propios de la simulación previamente insertados. Todos los objetos de la simulación nuevos que se agreguen al escenario pueden encontrarse y seleccionarse en esta pestaña. Los siguientes son los tipos de objetos que pueden encontrarse en esta pestaña:

- Cargas

- Cuerpos

- Campos Eléctricos

- Campos Magnéticos

- Galaxias

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Cada uno de los tipos de objetos estaran presentes o no según el tipo de escenario. Por ejemplo, si el escenario es de tipo “Electromagnetismo”, no habrá una entrada para cuerpos en la pestaña de objetos. Al seleccionar cualquier elemento de esta pestaña, se podrán ver y modificar sus propiedades (posición, velocidad, etcétera) en la pestaña de propiedades (Figura 14-4), o bien desde la ventana de visualización (Figura 14-3). Se darán mas detalles sobre cada una en este mismo capítulo. Más información sobre cada tipo de objeto podrá encontrarse mas adelante en este manual.

6.2 Pestaña de Escenografía

En la pestaña de escenografía (Figura 14-2 y Figura 15) el usuario puede encontrar y seleccionar cualquiera de los elementos auxiliares del escenario previamente insertados. Todos los elementos auxiliares del escenario que se agreguen al escenario pueden encontrarse y seleccionarse en esta pestaña. Los siguientes son los tipos de elementos que pueden encontrarse en esta pestaña:

- Cámaras

- Decoración

- Luces

- Regiones

- Galaxias

Figura 15 - Pestaña de Escenografía

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Cada uno de los tipos de objetos estarán presentes o no según el tipo de escenario. Por ejemplo, si el escenario es de tipo “Electromagnetismo”, no habrá una entrada para cuerpos en la pestaña de objetos.

Al seleccionar cualquier elemento de esta pestaña, se podrán ver y modificar sus propiedades (posición, velocidad, etcétera) en la pestaña de propiedades (Figura 14-4), o bien desde la ventana de visualización (Figura 14-3). Se darán mas detalles sobre cada una en este mismo capítulo.

Es importante señalar que los elementos auxiliares no serán visibles durante la simulación, aunque sí durante la edición del escenario. Más información sobre cada tipo de objeto podrá encontrarse mas adelante en este manual.

6.3 Menú Contextual de Objetos/Decoración

Tanto los objetos del escenario como la decoración proveen un conjunto de acciones y opciones que pueden ser accedidos desde el menú contextual al que puede accederse al hacer clic derecho sobre alguno de estos elementos en la pestaña de objetos/escenografía (Figura 14-2 y 14-3).

Menú Contextual Desde el menú conceptual se puede enfocar o acercar cámara, eliminar, renombrar o ver las propiedades del elemento seleccionado.

6.4 Ventana de Visualización 3D

En la ventana de visualización 3D (Figura 14-3) se puede visualizar la representación en 3 dimensiones del escenario creado. Además de visualizar el escenario, permite navegarlo (mover la cámara activa) y además seleccionar y mover objetos directamente desde la visualización.

La ventana de visualización posee dos modos de uso que separan las acciones que pueden realizarse sobre ella para facilitar su uso:

- Modo Edición: Permite seleccionar y mover objetos.

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- Modo Navegación: Permite navegar (mover la cámara activa) a travez del Escenario y cambiar el ángulo de visión.

Se dedicará un capitulo a estos modos, sus posibilidades de uso y sus comandos específicos.

6.5 Pestaña de Propiedades

En la pestaña de propiedades (Figura 14-4) se pueden modificar todos los atributos posibles del objeto/elemento seleccionado. Además, al seleccionar un atributo, es posible ver una ayuda contextual sobre su significado en la parte inferior de la pestaña.

6.6 Barra de Íconos

En la barra de íconos (Figura 14-5) se encuentran los íconos que permiten desarrollar varias acciones al hacerles un clic. A continuación se describe el nombre y acción de cada ícono:

Ícono Nombre Acción

Crear Nuevo Escenario

Abre la ventana que permite crear un nuevo escenario

Abrir Escenario Abre la ventana que permite abrir un escenario existente

Guardar Escenario Guarda el Escenario Actual

Modo Simulación Pasa a Modo Simulación. Más información sobre el Modo Simulación puede encontrarse mas adelante

en este manual.

Modo Simulación con Grabación a

Video

Pasa a Modo Simulación con Grabación a Video. Más información sobre el Modo Simulación con Grabación a Video puede encontrarse mas adelante en este

manual.

Ir al Eje X

Mueve la cámara hacia el punto del eje X más cercano y la apunta al origen. Esto es muy útil para ver el escenario desde diferentes ángulos sin tener

que mover la cámara manualmente.

Ir al Eje Y Ídem Ir al Eje X, pero este ícono dirige la cámara al eje Y.

Ir al Eje Z Ídem Ir al Eje X, pero este ícono dirige la cámara al eje Z.

Apuntar Cámara al

Origen Apunta la cámara al origen de coordenadas (0,0,0).

Es muy útil para una mejor ubicación espacial.

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6.7 Barra de Menú

En la barra de Menú (Figura 14-6) el usuario puede acceder al resto de las opciones. A continuación se da una breve descripción de cada una:

Nombre Acción

Archivo Contiene todas las acciones referidas a la creación, apertura, guardado y propiedades del escenario.

Opciones Contiene a las ventanas de configuración de

simulación y configuración de video.

Herramientas

Permite acceder al administrador de reglas de interacción, al administrador de reglas de colisión, al

administrador de cámaras y el navegador de estados. Más información sobre cada uno de estos puede encontrarse más adelante en el manual.

Insertar

Ofrece la posibilidad de insertar nuevos elementos/objetos al escenario. Pueden agregarse

objetos, galaxias, cargas, campos eléctricos, campos magnéticos, regiones, cámaras, luces, y decoración. Más información sobre cada uno de estos puede

encontrarse más adelante en el manual.

Ayuda Contiene opciones de ayuda al usuario e información sobre Icarus.

6.8 Indicador de Magnitudes

En el Indicador de Magnitudes (Figura 14-7) se muestran el tipo de unidades utilizadas en el momento. Estas unidades pueden ser cambiadas desde la ventana de configuración de simulación.

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7. Navegando/Editando el Escenario

Antes de comenzar la simulación en si, quizás el usuario necesite mover alguno de los elementos del escenario, o navegar con la cámara hacia otro punto del escenario para obtener un mejor ángulo visual. Por esto, Icarus ofrece al usuario una interfaz que le permita navegar y editar el escenario utilizando el teclado y el ratón de una manera sencilla y fácil de aprender. A efectos de sencillez, se han separado las etapas de edición y navegación en dos modos diferentes: Modo Edición y Modo Navegación. Como su nombre lo indica, en el Modo Edición, el teclado y el ratón sirven para modificar la posición, inclinación, y apariencia de los elementos del escenario, mientras que en el Modo Navegación, sirven para mover la posición de la cámara en uso. Para intercambiar entre un modo y otro, basta con presionar la Barra Espaciadora del teclado. A continuación se dan detalles sobre cada modo y sus comandos.

7.1 Modo Navegación

En el Modo Navegación (Figura 16), todos los comandos de ratón y teclado se utilizan para mover la cámara en uso. Además desaparece el puntero del ratón debido a que el movimiento del mismo se utiliza para rotar la cámara.

Para regresar al Modo Edición basta con presionar la Barra Espaciadora del teclado.

Figura 16 - Modo Navegación

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El siguiente cuadro indica cuales son los comandos de teclado y ratón y sus acciones en el modo navegación:

Comando Acción

Mover el Ratón Rota el ángulo de visión de la cámara

Clic Izquierdo Avanzar

Clic Derecho Retroceder

Tecla A Ir hacia la Izquierda

Tecla D Ir hacia la Derecha

Tecla W Ir hacia Arriba

Tecla S Ir hacia Abajo

Tecla + Aumentar la velocidad de movimiento de la cámara

Tecla - Disminuir la velocidad de movimiento de la cámara

Tecla F Mostrar tasa de refresco de cuadros de video

Barra Espaciadora Volver a Modo Edición (restaurar el puntero del ratón)

7.2 Modo Edición

En el Modo Navegación (Figura 17), todos los comandos de ratón y teclado se utilizan para seleccionar y/o editar los elementos del escenario.

Para regresar al Modo Navegación basta con presionar la Barra Espaciadora del teclado.

Figura 17 - Modo Edición

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El siguiente cuadro indica cuales son los comandos de teclado y ratón y sus acciones en el modo Edición:

Comando Acción

Clic Izquierdo Seleccionar un Objeto

Clic Derecho Rotar el ángulo de la cámara

Clic Izquierdo + Clic Derecho

(Sobre un Objeto) Aleja, o acerca el objeto a la cámara con el movimiento del puntero

Tecla F Mostrar tasa de refresco de cuadros de video

7.2.1 Ejes de Movimiento

Adicionalmente, si se mantiene presionada la tecla Mayús (Shift, en teclados en inglés), aparecerán sobre el objeto seleccionado los ejes de movimiento (Figura 18).

Figura 18 - Ejes de Movimiento sobre una carga Al mantener el clic izquierdo sobre cualquiera de estos tres ejes, y arrastrar el puntero del ratón, se podrá modificar su posición de manera paralela a los ejes cartesianos, permitiendo al usuario una ajuste fino de alguno de los ejes sin modificar los demás. Únicamente sobre campos, al mantener el clic derecho sobre cualquiera de estos tres ejes, y arrastrar el puntero del ratón, se puede rotar la dirección del mismo, permitiendo un ajuste de la dirección del campo.

Icarus Versión: 1.0 Manual del Usuario Fecha: 14/10/2010

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8. Corriendo la Simulación

Una vez que el usuario terminó de configurar el escenario, está en condiciones de comenzar la simulación. Al simular, se abrirá una nueva ventana (Figura 19) donde se podrá ver en tiempo real la simulación (guiada por las reglas de interacción y simulación mencionadas luego en este manual). En la ventana de simulación dejarán de ser visibles (aunque seguirán cumpliendo su función) los elementos auxiliares como:

- Cámaras

- Luces

- Regiones

Figura 19 - Modo Simulación

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En la simulación, el usuario puede pausar y continuar el transcurso de la misma en cualquier momento. La visualización estará guiada por lo indicado en el administrador de cámaras (más información sobre el administrador de cámaras, más adelante en este manual). El usuario solo podrá mover la cámara manualmente si la cámara activa determinada por el administrador de cámaras está configurada como <Manual> y no para seguir a algún objeto. También se muestra en el rincón inferior derecho el tiempo transcurrido de simulación desde el comienzo de la misma. Existen dos modos de efectuar la simulación: Modo Simulación y Modo Simulación con Grabación a Video. A continuación se dan detalles de cada uno.

8.1 Modo Simulación

El siguiente cuadro indica cuales son los comandos de teclado y ratón y sus acciones en el modo simulación:

Comando Acción

Tecla ESC Parar la simulación / Cerrar ventana de simulación

Tecla P

Pausar/Reanudar simulación. Además, al pausar, se genera un estado recuperable

desde el navegador de estados. (más información sobre el navegador de estados más adelante en este manual)

Tecla F1 Ver lista de comandos (hotkeys)

Tecla R Revertir la simulación a su estado inicial

Tecla B Retroceder simulación (invertir sentido del transcurso del tiempo)

Tecla RePag Incrementar diferencial de tiempo

(más información sobre el diferencial de tiempo más adelante en este manual)

Tecla AvPag Decrementar diferencial de tiempo

Tecla V Visualizar Vectores

(más información sobre vectores más adelante en este manual)

Tecla G Permite habilitar/deshabilitar la graficación de la

simulación. Esto permite acelerar la simulación en partes donde no es necesario obtener su visualización.

Tecla F Mostrar tasa de refresco de cuadros de video

Tecla H Muestra/Oculta el panel (HUD)

Teclas X,Y,Z Ir al Eje X, Y, y Z respectivamente.

Barra Espaciadora Intercambiar entre Modo Edición/Modo Navegación.

(Solo si la cámara es <Manual> y no apunta a ningún objeto)

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8.2 Modo Simulación con grabación a video

El Modo Simulación con grabación a video permite al usuario efectuar una grabación de la simulación. La grabación se efectúa en base a 1 cuadro por paso del motor, garantizando 24 cuadros por segundo.

Al seleccionar la opción de simular con grabación a video aparecerá un cuadro que nos solicitará indicar la ubicación y nombre del archivo de video de salida (.avi). Una vez seleccionado se abrirá la ventana de simulación. Icarus permite al usuario seleccionar el codec de video deseado por el usuario antes de comenzar la grabación. Una vez que se selecciona el codec, comienza a grabar. La simulación transcurrirá exactamente como en el modo de simulación simple. Una vez finalizada la simulación (el usuario presiona ESC o cierra la ventana), se graba el archivo y puede ser abierto por el usuario. Se recomienda utilizar el administrador de cámaras para una correcta filmación, en vez del movimiento manual, ya que los movimientos pueden resultar muy bruscos en función de la tasa de grabación de cuadros.

Icarus Versión: 1.0 Manual del Usuario Fecha: 14/10/2010

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9. Elementos del Escenario

A continuación podrá encontrar una descripción detallada de cada tipo de elemento que puede formar parte de un escenario (los elementos de escenografía se detallan en el siguiente capítulo). Los atributos de un elemento del escenario pueden ser especificados al momento de insertarlo (desde el menú desplegable “Insertar” en la barra de menú), o desde la pestaña de propiedades luego de seleccionarlo. En la descripción de cada tipo de elemento, se dará una breve descripción, se enumerarán sus propiedades respecto a la simulación en Icarus, se dará una descripción detallada de cada uno de sus atributos modificables por el usuario, y finalmente se mostrarán los pasos para agregar y modificar sus atributos.

9.1 Cuerpos con masa

Los cuerpos con masa son objetos que intervienen exclusivamente en interacciones gravitatorias. Como su nombre lo indica, poseen masa como atributo principal, y no poseen carga (su carga es neutra).

9.1.1 Propiedades

A continuación se detallarán sus propiedades principales:

Propiedad Valor Disponible en tipos de escenario Gravitación, Personalizado Reglas de Interacción aplicables (Cuerpo, Cuerpo, Gravitación)

Reglas de Colisión Aplicables (Cuerpo, Cuerpo, Pausar) (Cuerpo, Cuerpo, Fusionar) (Cuerpo, Región, Pausar)

Puede ser movido con los ejes de movimiento Sí Puede ser rotado con los ejes de movimiento No

Visible en modo simulación Sí Puede ser seleccionado con el ratón Sí

Puede ser seleccionado desde la pestaña de objetos

9.1.2 Atributos

A continuación dará una descripción de cada uno de sus atributos:

Atributo Descripción Posición (Eje X) Indica la componente X de la posición del cuerpo en el espacio Posición (Eje Y) Indica la componente Y de la posición del cuerpo en el espacio

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Posición (Eje Z) Indica la componente Z de la posición del cuerpo en el espacio Velocidad (Eje X) Indica la componente X de la velocidad inicial del cuerpo Velocidad (Eje Y) Indica la componente Y de la velocidad inicial del cuerpo Velocidad (Eje Z) Indica la componente Z de la velocidad inicial del cuerpo

Radio

Indica el radio del objeto. Se considera al cuerpo esférico a los efectos de la simulación, aunque puede definirse una forma no esférica. Por lo tanto, definir una forma esférica no afecta al resultado de la simulación. El radio definido para el objeto, afecta directamente el tamaño de su visualización. En escala unitaria (escala = 1), el radio de la representación visual equivale al radio de la simulación. El radio se utiliza en la simulación únicamente para evaluar reglas de colisión.

Masa Indica la masa del objeto.

Forma 3D Indica la forma 3D que tendrá. Puede elegirse cualquiera de la lista de formas o agregar nuevas formas desde archivos .mesh Por defecto la forma será esférica.

Textura

Indica la textura del objeto. Puede elegirse cualquiera de la lista de texturas o agregar nuevas texturas desde archivos de imagen. Por defecto la textura será blanco sólido.

Escala

Indica el multiplicador de escala visual del objeto. Afecta únicamente a la visualización del mismo y no afecta al resultado ni transcurso de la simulación. Duplicar la escala implicará duplicar el tamaño visible del objeto en la visualización. Por defecto su valor es 1.

9.1.3 Insertando un cuerpo con masa

Para insertar un cuerpo con masa, debe seleccionarse la siguiente opción del menú del programa:

Insertar > Cuerpo

Al seleccionar esta opción, se abrirá la ventana de insertar cuerpo (Figura 20), que permite indicar valores iniciales para todos los atributos del cuerpo.

Puede previsualizarse la apariencia del cuerpo antes de insertarlo en la previsualización de la derecha. Esta previsualización se actualizará al cambiar la textura o la forma 3D. Para cambiar la textura o forma 3D, presione el boton de “Cambiar Textura” o “Cambiar Forma” respectivamente.

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Figura 20 - Ventana de Insertar Cuerpo

9.1.4 Modificando un cuerpo con masa

Para modificar un cuerpo con masa ya insertado en el escenario, primero se lo debe seleccionar. Puede seleccionarse un cuerpo de dos maneras.

- Seleccionándolo desde la pestaña de objetos (Figura 14-1).

- Haciendo clic sobre él en la visualización en Modo Edición

Al seleccionarlo, aparecerán sus atributos en la pestaña de propiedades (Figura 14-4). El usuario puede modificar cualquiera de ellos según lo necesite.

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9.2 Cargas

Las cargas son objetos que intervienen tanto en interacciones eléctricas como magnéticas. Tienen los mismos atributos que los cuerpos con masa pero además poseen el atributo Carga.

9.2.1 Propiedades

A continuación se detallarán sus propiedades principales:

Propiedad Valor

Disponible en tipos de escenario Electromagnetismo, Personalizado

Reglas de Interacción aplicables (Carga, Carga, Eléctrica)

(Carga, Campo Eléctrico, Eléctrica) (Carga, Campo Magnético, Magnetismo)

Reglas de Colisión Aplicables (Carga, Región, Pausar) Puede ser movido con los ejes de

movimiento Sí

Puede ser rotado con los ejes de movimiento

No

Visible en modo simulación Sí Puede ser seleccionado con el ratón Sí

Puede ser seleccionado desde la pestaña de objetos

9.2.2 Atributos

A continuación dará una descripción de cada uno de sus atributos:

Atributo Descripción Posición (Eje X) Indica la componente X de la posición de la carga en el espacio Posición (Eje Y) Indica la componente Y de la posición de la carga en el espacio Posición (Eje Z) Indica la componente Z de la posición de la carga en el espacio

Velocidad (Eje X) Indica la componente X de la velocidad inicial de la carga Velocidad (Eje Y) Indica la componente Y de la velocidad inicial de la carga Velocidad (Eje Z) Indica la componente Z de la velocidad inicial de la carga

Radio

Indica el radio del objeto. Se considera al cuerpo esférico a los efectos de la simulación, aunque puede definirse una forma no esférica. Por lo tanto, definir una forma esférica no afecta al resultado de la simulación. El radio definido para el objeto, afecta directamente el tamaño de su visualización. En escala unitaria (escala = 1), el radio de la representación visual equivale al radio de la simulación. El radio se utiliza en la simulación únicamente para evaluar reglas de colisión.

Masa Indica la masa del objeto.

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Carga Indica la intensidad y signo de la carga del objeto.

Forma 3D Indica la forma 3D que tendrá. Puede elegirse cualquiera de la lista de formas o agregar nuevas formas desde archivos .mesh Por defecto la forma será esférica.

Textura

Indica la textura del objeto. Puede elegirse cualquiera de la lista de texturas o agregar nuevas texturas desde archivos de imagen. Por defecto la textura será blanco sólido.

Escala

Indica el multiplicador de escala visual del objeto. Afecta únicamente a la visualización del mismo y no afecta al resultado ni transcurso de la simulación. Duplicar la escala implicará duplicar el tamaño visible del objeto en la visualización. Por defecto su valor es 1.

9.2.3 Insertando una carga

Para insertar una carga, debe seleccionarse la siguiente opción del menú del programa:

Insertar > Carga

Al seleccionar esta opción, se abrirá la ventana de insertar carga (Figura 21), que permite indicar valores iniciales para todos los atributos de la carga.

Puede previsualizarse la apariencia del cuerpo antes de insertarlo en la previsualización de la derecha. Esta previsualización se actualizará al cambiar la textura o la forma 3D. Para cambiar la textura o forma 3D, presione el boton de “Cambiar Textura” o “Cambiar Forma” respectivamente.

Figura 21 - Ventana de Insertar Carga

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9.2.4 Modificando una carga

Para modificar una carga ya insertada en el escenario, primero se la debe seleccionar. Puede seleccionarse una carga de dos maneras.

- Seleccionándola desde la pestaña de objetos (Figura 14-1).

- Haciendo clic sobre ella en la visualización en Modo Edición

Al seleccionarla, aparecerán sus atributos en la pestaña de propiedades (Figura 14-4). El usuario puede modificar cualquiera de ellos según lo necesite.

9.3 Galaxias

Las galaxias en Icarus, son un conjunto de nodos no seleccionables que representan la morfología de una galaxia modelada. Estos nodos no tienen masa ni producen interacciones, solo se ven atraídos por la masa del centro de la galaxia y el de otras galaxias según se especifique en las reglas.

La masa de la galaxia es independiente de la cantidad de nodos. A mayor cantidad de nodos, mejor será el modelo visual de la simulación, pero esto no afectará el resultado final de la posición de cada centro de galaxia. El usuario debe elegir la cantidad de nodos según lo crea conveniente intercambiando rendimiento por mejor represtación morfológica ya que a mayor cantidad de nodos, mayor será el requerimiento de capacidad computacional por paso del motor. Para generar simulaciones de alta calidad visual, se recomienda utilizar el modo de simulación con grabación a video, ya que no requiere de una fluidez de tiempo real. Los videos generados como producto de la simulación se verán fluidos aunque la simulación haya tomado mucho más tiempo en realizarse.

9.3.1 Propiedades

A continuación se detallarán sus propiedades principales:

Propiedad Valor

Disponible en tipos de escenario Simulación de Galaxias, Personalizado Reglas de Interacción aplicables (Galaxia, Galaxia, Gravitación)

Reglas de Colisión Aplicables (Galaxia, Galaxia, Pausar) (Galaxia, Galaxia, Fusionar)

Puede ser movido con los ejes de movimiento

No

Puede ser rotado con los ejes de movimiento

No

Visible en modo simulación Sí Puede ser seleccionado con el ratón Sí

Puede ser seleccionado desde la pestaña de objetos

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9.3.2 Atributos

A continuación dará una descripción de cada uno de sus atributos:

Atributo Descripción

Posición (Eje X) Indica la componente X de la posición del centro de la galaxia en el espacio

Posición (Eje Y) Indica la componente Y de la posición del centro de la galaxia en el espacio

Posición (Eje Z) Indica la componente Z de la posición del centro de la galaxia en el espacio

Velocidad (Eje X) Indica la componente X de la velocidad inicial de la galaxia Velocidad (Eje Y) Indica la componente Y de la velocidad inicial de la galaxia Velocidad (Eje Z) Indica la componente Z de la velocidad inicial de la galaxia

Radio del Núcleo

Indica el radio del núcleo de la galaxia. El radio del núcleo se utiliza para agrupar una mayor cantidad de nodos en el centro en el momento de creación. El radio del núcleo no influye en la visualización El radio se utiliza en la simulación únicamente para evaluar reglas de colisión.

Masa Indica la masa del centro de la galaxia. Color Indica el color de los nodos de la galaxia.

9.3.3 Generando una galaxia

Para generar una galaxia, debe seleccionarse la siguiente opción del menú del programa:

Insertar > Galaxia

Al seleccionar esta opción, se abrirá la ventana del generador de galaxias Icarus (Figura 22), que permite configurar y generar una galaxia personalizada. El generador de galaxias Icarus permite al usuario generar una galaxia a partir de una configuración completamente personalizable. Puede comenzarse seleccionando alguno de los ejemplos prediseñados de Icarus antes de configurar una galaxia desde cero. A continuación se indican los pasos a seguir para generar una galaxia, y se describe cada uno de los parámetros configurables:

1 - Elegir tipo de galaxia El usuario puede elegir entre los tres tipos de galaxias según la clasificación de Hubble: Espiral, Elíptica o Barrada.

2 - Masa de la galaxia La masa de la galaxia no afectará su apariencia inicial pero influirá en la velocidad radial de sus nodos (cuanta mas masa, sus nodos deben girar más rápido alrededor de ella), y la intensidad con la que atrae a las demás galaxias con las que interactuará

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Figura 22 - Generador de Galaxias Icarus

3 - Radio del núcleo El radio del núcleo de la galaxia determina varios aspectos de la galaxia.

i. En la generación, el radio del núcleo de la galaxia tiene mayor densidad de nodos que los brazos. Esto modela mejor la forma de las galaxias reales, debido a que la distribución de materia visible es mayor cuanto mas cerca al núcleo se encuentre

ii. En la visualización, no tiene ningún efecto. El radio interno del núcleo no es visible por si mismo, sino por la mayor densidad de nodos.

iii. En la evaluación de reglas de colisión, la colisión se produce si la distancia entre los centros de dos galaxias es menor a la suma de sus radios.

4 - Radio externo El radio externo solo es relevante al momento de generación de la galaxia, y determina la distancia que existirá entre el centro y nodo más lejano. Determina de cierta manera el tamaño aparente de la galaxia. Vale destacar que a mayor tamaño, menor será la densidad de nodos, por lo que debe aumentarse también la cantidad de nodos si desea mantenerse una apariencia uniforme entre las distintas galaxias.

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5 - Cantidad de Nodos Indica la cantidad de nodos que compondrán a la morfología de la galaxia. A mayor cantidad de nodos, mejor se representará la forma de la galaxia ya que si la galaxia aumenta en extensión, habrán menos “huecos vacíos” donde no se pueda definir la forma de la galaxia. Sin embargo, el agregar nodos afecta directamente en el rendimiento de la simulación. Si se utilizarán demasiados nodos, se recomienda utilizar el modo de simulación con grabación a video que elimina el problema de tener que simular en tiempo real.

6 - Madurez Indica los pasos de simulación que correrán únicamente sobre la galaxia a generar antes de insertarla en el escenario. Debido a que inicialmente se utilizan métodos geométricos para generar la galaxia, éstas carecen de forma apenas son generadas. Por lo tanto, para que tomen forma espiral o barrada, deben pasar por una etapa de maduración. A mayor maduración, más fiel será la forma del modelo a las galaxias reales, pero cada paso de maduración toma un tiempo de procesamiento, por lo tanto debe encontrarse un equilibrio entre la madurez y el rendimiento.

7 - Cantidad de Brazos (Únicamente para galaxias de tipo espiral y barrada) Indica la cantidad de brazos que tendrá la parte espiral de la galaxia. Cada brazo consumirá nodos, por lo tanto, para mantener la uniformidad de nodos, debe aumentarse la cantidad de nodos si se aumentan los brazos de forma directa.

8 - Factor Elíptico (Únicamente para galaxias de tipo elíptica) Es el factor que determina la forma de las galaxias elípticos. Definido por Hubble, es un número real de 0 a 7 donde 0 es una forma perfectamente esférica, y 7 representa una galaxia casi plana.

9 - Cantidad de Aristas (Únicamente para galaxias de tipo elíptica) Determina en forma inversa, la separación entre las puntas de la galaxia elíptica. A mayor cantidad de aristas, mejor será su uniformidad. Pero debe aumentarse la cantidad de nodos para mantener la densidad respecto a otras galaxias.

10 - Generar y Previsualizar Galaxia Una vez configurados todos los factores, se debe presionar el botón “Generar”. Al hacerlo, se crea y se madura la galaxia (podría tardar algunos minutos). Una vez generada, se puede previsualizar en el cuadro de la derecha. Si el resultado no fue el esperado, puede cambiarse cualquiera de los factores y volver a presionar “Generar”. Una vez que se generó la galaxia deseada, pueden definirse los últimos ajustes.

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11 - Definir ángulo y color Luego de generar galaxia deben definirse su color y ángulo de inserción. El color puede ser elegido en el menú de colores debajo del recuadro de previsualización. El ángulo puede ser configurado de dos maneras diferentes. Puede definirse exactamente el ángulo en el que se insertará la galaxia o puede definirse en función de la velocidad. Si se define en función de la velocidad, la galaxia tendrá una inclinación paralela a la misma (debe definirse también el ángulo de rotación respecto al vector velocidad).

12 - Insertar galaxia Se inserta la galaxia simplemente presionando el botón “Aceptar”.

9.3.4 Modificando una galaxia

Para modificar una carga ya insertada en el escenario, primero se la debe seleccionar. Puede seleccionarse una carga de dos maneras.

- Seleccionándola desde la pestaña de objetos (Figura 14-1).

- Haciendo clic sobre ella en la visualización en Modo Edición

Al seleccionarla, aparecerán sus atributos en la pestaña de propiedades (Figura 14-4). El usuario puede modificar cualquiera de ellos según lo necesite.

9.4 Campos (Eléctricos/Magnéticos)

Las campos en Icarus tienen representaciones gráficas que permiten verlos, seleccionarlos, tener una noción de su dirección y límites. Al seleccionar un campo, puede visualizarse la emisión de flechas que indican la dirección y signo del campo. Además permanecen visibles con forma de flecha durante la simulación. Puede definirse un límite para los campos (por ejemplo aquellos separados por una jaula de Faraday). El límite es visible en tanto no se visualizarán flechas de dirección fuera de ese límite. El límite se define como una región espacial alineada a los ejes (no pueden definirse límites angulados). Los límites del campo definen la región espacial dentro de la cual el campo interactúa con las cargas (siempre y cuando haya reglas de interacción que los relacionen). Fuera de los límites, el campo no interactuará con las cargas aún si existieran reglas de interacción entre ellos. Los campos se definen según su naturaleza (Eléctricos o Magnéticos), y según su forma (Superficiales, Uniformes, o Lineales). Las combinaciones posibles se ilustran en el siguiente cuadro:

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Eléctrico Magnético

Superficial Si No

Uniforme Si Si

Lineal Si Si (Inducido por corriente)

9.4.1 Propiedades

A continuación se detallarán sus propiedades principales:

Propiedad Valor

Disponible en tipos de escenario Electromagnetismo, Personalizado

Reglas de Interacción aplicables (Carga, Campo Eléctrico, Eléctrica)

(Carga, Campo Magnético, Magnetismo) Reglas de Colisión Aplicables -

Puede ser movido con los ejes de movimiento

Sí (Lineal) Si (Superficial) No (Uniforme)

Puede ser rotado con los ejes de movimiento

Si (Todos)

Visible en modo simulación Sí Puede ser seleccionado con el ratón Sí

Puede ser seleccionado desde la pestaña de objetos

9.4.2 Atributos

A continuación dará una descripción de cada uno de sus atributos:

Atributo Descripción

Posición (Eje X) Indica la componente X de la posición del punto de referencia del campo en el espacio (solo para lineal y superficial)

Posición (Eje Y) Indica la componente Y de la posición del punto de referencia del campo en el espacio (solo para lineal y superficial)

Posición (Eje Z) Indica la componente Z de la posición del punto de referencia del campo en el espacio (solo para lineal y superficial)

Dirección (Eje X) Indica la componente X de la dirección del campo (en campos lineal indica la dirección de la línea de cargas/corriente)

Dirección (Eje Y) Indica la componente Y de la dirección del campo (en campos lineal indica la dirección de la línea de cargas/corriente)

Dirección (Eje Z) Indica la componente Z de la dirección del campo (en campos lineal indica la dirección de la línea de cargas/corriente)

Límite Inferior (Eje X)

Indica la componente X del límite inferior del campo

Límite Inferior (Eje Y)

Indica la componente Y del límite inferior del campo

Límite Inferior (Eje Z)

Indica la componente Z del límite inferior del campo

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Límite Superior (Eje X)

Indica la componente X del límite superior del campo

Límite Superior (Eje Y)

Indica la componente Y del límite superior del campo

Límite Superior (Eje Z)

Indica la componente Z del límite superior del campo

Intensidad

Indica la intensidad del campo. Cada una de las 5 combinaciones de Naturaleza/Forma posibles para el campo maneja una magnitud diferente para este atributo. Más información sobre magnitudes puede ser encontrada mas adelante en este manual. A mayor valor absoluto, mayor módulo de fuerza se producirá en las cargas afectadas por él.

Color Indica el color de la representación visual del campo. Por defecto la textura será azul transparente.

Escala

Indica el multiplicador de escala visual del objeto. Afecta únicamente a la visualización del mismo y no afecta al resultado ni transcurso de la simulación. Duplicar la escala implicará duplicar el tamaño visible del objeto en la visualización. Por defecto su valor es 1.

9.4.3 Insertando un campo

Para insertar un campo, debe seleccionarse alguna de las siguientes opciones del menú del programa, según el tipo de campo que se necesite agregar:

Insertar > Campo > Eléctrico > Lineal Insertar > Campo > Eléctrico > Superficial Insertar > Campo > Eléctrico > Uniforme Insertar > Campo > Magnético > Lineal Insertar > Campo > Magnético > Uniforme

Al seleccionar esta opción, se insertará automáticamente un campo por defecto.

9.4.4 Modificando un campo

Para modificar el campo recién insertado en el escenario, primero se lo debe seleccionar. Puede seleccionarse un campo de dos maneras.

- Seleccionándolo desde la pestaña de objetos (Figura 14-1).

- Haciendo clic sobre él en la visualización en Modo Edición (excepto el campo uniforme)

Al seleccionarlo, aparecerán sus atributos en la pestaña de propiedades (Figura 14-4). El usuario puede modificar cualquiera de ellos según lo necesite.

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10. Escenografía

A continuación podrá encontrar una descripción detallada de la funcionalidad y propiedades de cada tipo de elemento de escenografía que sirven de apoyo a la simulación, ya sea a efectos meramente visuales (cámaras, luces, y objetos decorativos), como meramente funcionales (regiones). Los atributos de un elemento de escenografía pueden ser especificados al momento de insertarlo (desde el menú desplegable “Insertar” en la barra de menú), o desde la pestaña de propiedades luego de seleccionarlo. En la descripción de cada tipo de elemento, se dará una breve descripción, se enumerarán sus propiedades respecto a la simulación en Icarus, se dará una descripción detallada de cada uno de sus atributos modificables por el usuario, y finalmente se mostrarán los pasos para agregar y modificar sus atributos. Salvo los objetos decorativos, ningún otro tipo de escenografía es visible ni seleccionable desde el modo simulación.

10.1 Cámaras

Las cámaras son los elementos que definen desde qué posición y ángulo se va a observar la simulación mientras ésta transcurra. Pueden crearse varias cámaras, y definir intervalos de tiempo durante los cuales se utilice cada una (vea Administrador de Cámaras, mas adelante en este manual). En cualquier momento, solo existe una cámara activa (es decir, siendo utilizada por el usuario para observar el escenario desde su posición y ángulo).

Figura 23 - Cámara

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10.1.1 Activando una cámara

- En Modo Edición

Para utilizar una cámara (ver el escenario a través de ella), debe seleccionarse la opción “Utilizar esta cámara” (Figura 24) desde el menú contextual al hacer clic derecho sobre ella en la pestaña de decoración.

Figura 24 - Activando una cámara

- En Modo Simulación

El orden y duración de activación de las cámaras en modo simulación está determinado por el Administrador de Cámaras (más información más adelante en este manual).

10.1.2 Propiedades

A continuación se detallarán sus propiedades principales:

Propiedad Valor Disponible en tipos de escenario Todos Reglas de Interacción aplicables N/A

Reglas de Colisión Aplicables N/A Puede ser movido con los ejes de movimiento Sí Puede ser rotado con los ejes de movimiento No

Visible en modo simulación No Puede ser seleccionado con el ratón Sí

Puede ser seleccionado desde la pestaña de objetos

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10.1.3 Atributos

A continuación dará una descripción de cada uno de sus atributos:

Atributo Descripción

Posición (Eje X) Indica la componente X de la posición de la cámara en el espacio

Posición (Eje Y) Indica la componente Y de la posición de la cámara en el espacio

Posición (Eje Z) Indica la componente Z de la posición de la cámara en el espacio

Duración

Indica la duración en unidades de tiempo de actividad de la cámara en Modo Simulación. El orden en que se activen las cámaras dependerá de lo configurado en el administrador de cámaras. Indique el valor -1 para un tiempo indefinido de actividad.

Apuntar a

Indica un cuerpo/carga/galaxia a seguir. Si se seleccionó un objeto, la cámara apuntará hacia él constantemente en el centro del foco y no podrá moverse manualmente. Indique <Manual> para definir un control manual de la cámara (no seguir a ningún objeto).

10.1.4 Insertando una cámara

Para insertar una cámara, debe seleccionarse la siguiente opción del menú del programa:

Insertar > Escenografía > Cámara

Al seleccionar esta opción, se insertará automáticamente una cámara por defecto.

10.1.5 Modificando una cámara

Para modificar una cámara insertado en el escenario, primero se la debe seleccionar. Puede seleccionarse una cámara de dos maneras.

- Seleccionándola desde la pestaña de escenografía (Figura 14-2).

- Haciendo clic sobre ella en la visualización en Modo Edición

Al seleccionarla, aparecerán sus atributos en la pestaña de propiedades (Figura 14-4). El usuario puede modificar cualquiera de ellos según lo necesite.

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10.2 Fuentes de Luz

Las fuentes de luz (luces) son los elementos que permiten al usuario crear una iluminación adecuada del escenario. Puede definirse su intensidad, atenuación, y color. Por defecto, los escenarios se crean con una luz ambiente, pero ésta puede ser eliminada/cambiada según sea necesario.

Figura 25 - Fuente de Luz

10.2.1 Propiedades

A continuación se detallarán sus propiedades principales:

Propiedad Valor Disponible en tipos de escenario Todos Reglas de Interacción aplicables N/A

Reglas de Colisión Aplicables N/A Puede ser movido con los ejes de movimiento Sí Puede ser rotado con los ejes de movimiento No

Visible en modo simulación No Puede ser seleccionado con el ratón Sí

Puede ser seleccionado desde la pestaña de objetos

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10.2.2 Atributos

A continuación dará una descripción de cada uno de sus atributos:

Atributo Descripción Posición (Eje X) Indica la componente X de la posición de la luz en el espacio Posición (Eje Y) Indica la componente Y de la posición de la luz en el espacio Posición (Eje Z) Indica la componente Z de la posición de la luz en el espacio

Intensidad Indica la potencia de la fuente de luz.

Rango Indica la distancia máxima a la que llega la iluminación de la fuente de luz

Atenuación

Constante – Indica la atenuación constante que sufre la iluminación a respecto al objeto iluminado Lineal – Indica la atenuación que sufre la iluminación a cada unidad de distancia respecto al objeto iluminado Cuadrática – Indica la atenuación que sufre la iluminación a cada cuadrado de unidad de distancia respecto al objeto iluminado

Color Indica el color de la luz emitida por la fuente de luz Activar Indica si la fuente de luz está apagada o encendida

10.2.3 Insertando una Fuente de Luz

Para insertar una fuente de luz, debe seleccionarse la siguiente opción del menú del programa:

Insertar > Escenografía > Fuente de Luz

Al seleccionar esta opción, se insertará automáticamente una fuente de luz por defecto.

10.2.4 Modificando una cámara

Para modificar una fuente de luz insertado en el escenario, primero se la debe seleccionar. Puede seleccionarse una cámara de dos maneras.

- Seleccionándola desde la pestaña de escenografía (Figura 14-2).

- Haciendo clic sobre ella en la visualización en Modo Edición

Al seleccionarla, aparecerán sus atributos en la pestaña de propiedades (Figura 14-4). El usuario puede modificar cualquiera de ellos según lo necesite.

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10.3 Objeto Decorativo

Los objetos decorativos (decoración) son los elementos cuya finalidad es meramente visual. No afectan ni a la simulación ni a la interfaz. No son seleccionables desde el Modo Edición y no impiden la selección de otros objetos. Sirven para representar objetos que no interactuarán en la simulación, pero que ilustran mejor el contexto donde se desarrolla la simulación.

Figura 26 - Ejemplo de objeto decorativo: una jaula de Faraday

10.3.1 Propiedades

A continuación se detallarán sus propiedades principales:

Propiedad Valor Disponible en tipos de escenario Todos Reglas de Interacción aplicables N/A

Reglas de Colisión Aplicables N/A Puede ser movido con los ejes de movimiento Sí Puede ser rotado con los ejes de movimiento No

Visible en modo simulación Sí Puede ser seleccionado con el ratón No

Puede ser seleccionado desde la pestaña de objetos

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10.3.2 Atributos

A continuación dará una descripción de cada uno de sus atributos:

Atributo Descripción Posición (Eje X) Indica la componente X de la posición del cuerpo en el espacio Posición (Eje Y) Indica la componente Y de la posición del cuerpo en el espacio Posición (Eje Z) Indica la componente Z de la posición del cuerpo en el espacio

Tamaño Indica el tamaño del objeto.

Forma 3D Indica la forma 3D que tendrá. Puede elegirse cualquiera de la lista de formas o agregar nuevas formas desde archivos .mesh Por defecto la forma será esférica.

Textura

Indica la textura del objeto. Puede elegirse cualquiera de la lista de texturas o agregar nuevas texturas desde archivos de imagen. Por defecto la textura será blanco sólido.

Escala

Indica el multiplicador de escala visual del objeto. Afecta únicamente a la visualización del mismo y no afecta al resultado ni transcurso de la simulación. Duplicar la escala implicará duplicar el tamaño visible del objeto en la visualización. Por defecto su valor es 1.

10.3.3 Insertando un Objeto Decorativo

Para insertar una fuente de luz, debe seleccionarse la siguiente opción del menú del programa:

Insertar > Escenografía > Decoración

Al seleccionar esta opción, se abrirá la ventana de insertar objeto decorativo (Figura 27), que permite indicar valores iniciales para todos los atributos del objeto.

Puede previsualizarse la apariencia del objeto antes de insertarlo en la previsualización de la derecha. Esta previsualización se actualizará al cambiar la textura o la forma 3D. Para cambiar la textura o forma 3D, presione el botón de “Cambiar Textura” o “Cambiar Forma” respectivamente.

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Figura 27 - Ventana de Insertar Objeto Decorativo

10.3.4 Modificando un Objeto Decorativo

Para modificar un objeto decorativo insertado en el escenario, primero se lo debe seleccionar. Para evitar que el objeto intervenga de manera alguna en la edición o simulación, la única forma de seleccionarlo es la siguiente:

- Seleccionándolo desde la pestaña de escenografía (Figura 14-2).

Al seleccionarlo, aparecerán sus atributos en la pestaña de propiedades (Figura 14-4). El usuario puede modificar cualquiera de ellos según lo necesite. Además puede moverlo utilizando los ejes de movimiento.

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10.4 Regiones

Las regiones en Icarus, son partes del espacio definidas por límites X, Y, y Z inferiores y superiores alineados a los ejes, que permiten definir, en algún momento de la simulación si algún objeto está dentro o fuera de ellas. Las regiones se utilizan, entonces, únicamente para definir reglas de colisión. Una regla podría pausar la simulación si un objeto llegó a cierta región del espacio con algún significado en particular. Por ejemplo, si insertamos el objeto decorativo de tipo jaula de Faraday (Figura 26), y corremos la simulación, quizás alguna carga logre atravesarla ya que los objetos decorativos no interactúan en absoluto con los elementos de la simulación. Por lo tanto, podríamos definir regiones que representen las paredes de la jaula, de manera que si una carga entra en contacto con ellas, se pause la simulación. De esta manera podremos darle un mejor sentido, no solo gráfico sino lógico al concepto de jaula de Faraday.

Figura 28 - Una región en Icarus

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10.4.1 Propiedades

A continuación se detallarán sus propiedades principales:

Propiedad Valor Disponible en tipos de escenario Todos Reglas de Interacción aplicables N/A

Reglas de Colisión Aplicables (Cuerpo, Región, Pausar) (Carga, Región, Pausar) (Galaxia, Región, Pausar)

Puede ser movido con los ejes de movimiento Sí Puede ser rotado con los ejes de movimiento No

Visible en modo simulación No Puede ser seleccionado con el ratón No

Puede ser seleccionado desde la pestaña de objetos

10.4.2 Atributos

A continuación dará una descripción de cada uno de sus atributos:

Atributo Descripción Límite Inferior

(Eje X) Indica la componente X del límite inferior de la región

Límite Inferior (Eje Y)

Indica la componente Y del límite inferior de la región

Límite Inferior (Eje Z)

Indica la componente Z del límite inferior de la región

Límite Superior (Eje X)

Indica la componente X del límite superior de la región Debe ser un número mayor al Límite Inferior (Eje X)

Límite Superior (Eje Y)

Indica la componente Y del límite superior de la región Debe ser un número mayor al Límite Inferior (Eje X)

Límite Superior (Eje Z)

Indica la componente Z del límite superior de la región Debe ser un número mayor al Límite Inferior (Eje X)

10.4.3 Insertando una región

Para insertar una fuente de luz, debe seleccionarse la siguiente opción del menú del programa:

Insertar > Escenografía > Región

Al seleccionar esta opción, se abrirá la ventana de insertar región (Figura 29), que permite indicar valores iniciales para todos los atributos de la región.

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Figura 29 - Ventana de Insertar Región

10.4.4 Modificando una región

Para modificar una región insertada en el escenario, primero se lo debe seleccionar. Para evitar que la región intervenga de manera alguna en la edición, la única forma de seleccionarla es la siguiente:

- Seleccionándola desde la pestaña de escenografía (Figura 14-2).

Al seleccionarla, aparecerán sus atributos en la pestaña de propiedades (Figura 14-4). El usuario puede modificar cualquiera de ellos según lo necesite. Además puede moverla utilizando los ejes de movimiento.

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11. Reglas de Simulación

Las reglas de la simulación definen el trascurso de la misma, y afectan el modo en que los elementos interactúan entre si. Existen dos tipos de reglas de simulación:

- Reglas de Interacción

- Reglas de Colisión

A continuación se describe cada una de ellas y su funcionalidad.

11.1 Reglas de Interacción

Las reglas de interacción en Icarus, definen qué elementos interactuarán entre sí durante la simulación. Además definen el tipo de interacción que sufrirán estos elementos. La lista entera de reglas se evalúa y ejecuta a cada paso de la simulación, por lo tanto, a mayor cantidad de reglas, mayor será el requerimiento computacional de la simulación. Más información sobre el funcionamiento del motor respecto a las reglas de interacción puede encontrarse en el documento Icarus Physics Engine – Manual del Motor. Para revisar la lista de reglas de interacción, agregar, o quitar una regla, primero debe abrirse la ventana del Administrador de Interacciones (Figura 30) seleccionando la siguiente opción del menú del programa: Herramientas > Administrador de Interacciones

Figura 30 - Administrador de Interacciones

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11.1.1 Lista de Reglas

En la lista de reglas pueden verse las reglas de interacción que ya han sido ingresadas. Las reglas tienen la forma:

(Objeto Afectado, Afectado Por, Tipo de Interacción)

- Objeto afectado: Es el que sufre una fuerza de atracción/repulsión a partir de la

regla. - Afectado Por: Es el objeto que ejerce la fuerza sobre el “Objeto Afectado”. No sufre

ninguna fuerza ni interacción de ningún tipo. - Tipo de Interacción: Señala la naturaleza de la interacción que se está efectuando.

Puede ser gravitatoria, eléctrica, o magnética. Vale mencionar que las reglas no son recíprocas, es decir si se agrega una sola regla, solo uno de los objetos se moverá. Es necesario definir reglas 2 reglas recíprocas para que ambos objetos interactúen entre si. (Ver Figuras 31 y 32)

Figura 31 - Regla Unilateral

Figura 32 - Reglas Recíprocas

11.1.2 Agregar Regla

Para agregar una regla, debe seleccionarse primero el tipo de Interacción. La lista posible de tipos de interacciones depende del tipo de escenario. Una vez que se selecciona el tipo de interacción, el administrador de interacciones mostrará una lista de posibles objetos afectados. Luego de seleccionar el objeto afectado, el administrador de interacciones mostrará una lista posible de objetos/campos que pueden afectar al objeto afectado. Una vez que se seleccionaron los tres componentes de la regla, se debe presionar el botón de Agregar, y la regla se agregará a la lista de reglas. No pueden agregarse combinaciones de reglas repetidas.

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11.1.3 Borrar Regla

Para borrar una regla, debe seleccionarla desde la lista de reglas haciendo un clic sobre ella y presionar la tecla “Suprimir”. Adicionalmente, si desea limpiarse la lista completa de reglas, debe presionarse el botón “Limpiar Lista”

11.2 Reglas de Colisión

Las reglas de colisión en Icarus, definen qué acciones se tomaran cuando algunos de los objetos o regiones especificados colisionan/entran en contacto. La lista entera de colisiona se evalúa luego de cada paso de la simulación, por lo tanto, a mayor cantidad de reglas, mayor será el requerimiento computacional de la simulación. Para revisar la lista de reglas de colisiones, agregar, o quitar una regla, primero debe abrirse la ventana del Administrador de Colisiones (Figura 33) seleccionando la siguiente opción del menú del programa: Herramientas > Administrador de Colisiones

Figura 33 - Administrador de Colisiones

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11.2.1 Lista de Reglas

En la lista de reglas pueden verse las reglas de colisión que ya han sido ingresadas. Las reglas tienen la forma:

(Objeto 1, Objeto 2, Acción)

- Objeto 1: Uno de los objetos a evaluar. - Objeto 2: El otro objeto/región a evaluar. - Acción: Tipo de acción que se llevará a cabo cuando ambos objetos

colisionen/entren en contacto) Las reglas de colisión son recíprocas, y una sola regla basta para evaluar la colisión entre dos elementos.

11.2.2 Acciones

Existen dos tipos de acción posibles a llevar a cabo cuando los dos objetos entran en contacto:

- Fusionar Esquemas: (Solo para escenarios de tipo gravitación) Fusiona ambos objetos sumando sus masa y promediando sus radios, velocidades, y posiciones utilizando centros de masa.

- Pausar Simulación: La simulación se detiene momentáneamente pudiendo ser reanudada presionando la tecla P.

11.2.3 Agregar Regla

Para agregar una regla, debe seleccionarse primero la acción a llevar a cabo. Una vez que se selecciona el tipo de acción, el administrador de colisiones mostrará una lista de posibles objetos. Luego de seleccionar el objeto afectado, el administrador de colisiones mostrará una lista posible de objetos/regiones a comparar con el primer objeto. Una vez que se seleccionaron los tres componentes de la regla, se debe presionar el botón de Agregar, y la regla se agregará a la lista de reglas. No pueden agregarse combinaciones de reglas repetidas.

11.2.4 Borrar Regla

Para borrar una regla, debe seleccionarla desde la lista de reglas haciendo un clic sobre ella y presionar la tecla “Suprimir”. Adicionalmente, si desea limpiarse la lista completa de reglas, debe presionarse el botón “Limpiar Lista”

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12. Configuración de la Simulación Icarus permite al usuario configurar una gran parte de las variables y factores del motor de simulación, indicar las magnitudes y representación numérica a utilizar tanto en la simulación como en la interfaz e indicar los algoritmos de optimización matemática a utilizar.

Para acceder a la configuración de la simulación primero debe abrirse la ventana de Opciones de Simulación (Figura 34) seleccionando la siguiente opción del menú del programa: Opciones > Opciones de Simulación

Figura 34 - Ventana de Opciones de Simulación La ventana de opciones de simulación cuenta con 4 pestañas seleccionables, cada una con sus opciones. A continuación se describe y detalla cada una de ellas:

12.1 Constantes Se llaman constantes en Icarus a aquellos valores que toma el Icarus Physics Engine como valores dados al calcular un paso de la simulación y que no dependen de los elementos del escenario.

Cada escenario puede tener un conjunto diferente de constantes para la simulación, ya que son configurables por el usuario y son almacenadas al guardar el escenario.

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A continuación se da una descripción de cada constante:

− Diferencial de Tiempo: Indica el tiempo transcurrido entre paso y paso de la simulación. Cuanto más pequeño, más precisa será la simulación; y cuanto mas grande, más rápida. Por lo tanto debe indicarse un valor que satisfaga las necesidades de rendimiento y precisión del usuario. Puede definirse un diferencial negativo. (Más información: Manual de Icarus Physics Engine)

− Constante Gravitatoria: Permite configurar el valor de la constante universal de gravitación. Por defecto este valor será el valor G real, pero el usuario puede definir otro valor si lo desea. (Más información: Manual de Icarus Physics Engine)

− Constante de Coulomb: Permite configurar el valor de la constante de Coulomb. Por defecto este valor será el valor k real, pero el usuario puede definir otro valor si lo desea. (Más información: Manual de Icarus Physics Engine)

− Tiempo Total de Simulación: Indica el tiempo total de simulación a transcurrir. Cuando el tiempo transcurrido llegue al el tiempo especificado, la simulación se detendrá. Especifique 0 para una simulación de duración indefinida.

12.2 Magnitudes Las magnitudes definen el tipo de unidad a utilizar en el escenario.

Dado que se pueden modelar una gran variedad de diferentes escenarios con diferentes tamaños, transcurso de tiempo, cantidades de carga, y masa, Icarus permite al usuario definir qué múltiplos de las unidades Metro/Gramo/Segundo/Coulomb se utilizarán.

Figura 35 - Pestaña de Magnitudes

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Las magnitudes utilizadas afectan únicamente a la visualización de los números. Al cambiar una magnitud por otra, Icarus convierte todos los atributos, configuraciones y valores presentes en el programa afectados por esa unidad de manera que no se produzcan cambios en el escenario. Como resultado, el cambio de una magnitud, solo cambiará su aspecto numérico en la visualización. Importante: Debido a limitaciones del motor gráfico, solo pueden hacerse cambios de magnitud de distancia de hasta el tercer orden (por ejemplo, de metro a kilómetro). Sin embargo puede definirse cualquier magnitud al crear el escenario (Figura 9). Las magnitudes siendo utilizadas pueden verse en la barra inferior de la interfaz principal (Figura 14-7)

12.3 Representación Numérica Icarus permite definir cómo se representarán números en la interfaz y en la visualización. La configuración de representación numérica no afecta en absoluto el transcurso de la simulación ni ninguno de los datos involucrados en el escenario.

Figura 36 - Pestaña de Representación Numérica A continuación se da una descripción y un ejemplo de cada opción para la representación numérica:

- Modo Científico:

Indica que se utilizará el método científico de representación numérica.

Sintaxis: [Signo][Mantisa]e[Exponente]

Ejemplo: -1.23e-10

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- Modo Extensivo:

En el modo extensivo se visualizan todas las cifras del número detrás y delante de la coma

Sintaxis: Entero.Decimales

Ejemplo: -0.00000000123

- Cantidad de decimales a mostrar:

Indica cuantas cifras se visualizarán después de la coma.

Ejemplo tomando el número 0.123456789 mostrados en Modo Extensivo (Modo Científico):

Con 2 decimales a mostrar: 0.12 (1.2e-1)

Con 5 decimales a mostrar: 0.12345 (1.2345e-1)

Con 9 decimales a mostrar: 0.123456789 (1.23456789e-1)

Con 12 decimales a mostrar: 0.123456789 (1.23456789e-1)

12.4 Performance Icarus permite configurar varias opciones de performance (rendimiento) con las cuales se puede optimizar la velocidad y eficiencia del motor de simulación. La eficiencia de estas opciones depende en gran medida en las capacidades que ofrezca la computadora del usuario y en la forma del escenario.

Figura 37 - Pestaña de Performance

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A continuación se da una descripción y un ejemplo de cada opción para la representación numérica:

12.4.1 Nivel de Multithreading (Cantidad de Hilos)

Icarus permite definir la cantidad de hilos de ejecución tendrá el motor de simulación al momento de correr la simulación. Al comenzar la ejecución, se crea la cantidad de hilos especificada. Mientras se efectúa la simulación los hilos funcionan como sistemas que se alimentan con reglas (Ver Cap 11), donde cada uno recibe una cantidad equitativa de reglas. Al terminar de procesas la lista de reglas, los hilos esperan a que los cambios se apliquen sobre el escenario (se aplica un diferencial de tiempo sobre la aceleración final de cada objeto obtenido por los hilos). Al final la simulación (por ejemplo, el usuario presionó la tecla ESC, o terminó el tiempo total de simulación), los hilos se unen al hilo principal del programa y se terminan. Permitir que las reglas se ejecuten en paralelo, en vez de secuencialmente, incrementa la velocidad de simulación si es que existe una capacidad real del hardware para permitir una ejecución en paralelo (Windows se adapta automáticamente a la ejecución en paralelo) Se recomienda utilizar la misma cantidad de hilos que cantidad de núcleos tenga su procesador.

12.4.2 Algoritmo de Resolución Numérica

Permite seleccionar el modo en el que se resuelven las ecuaciones diferenciales con métodos finitos. Puede elegirse entre la forma mas simple, el método de Euler, o el método de Runge-Kutta (Información detallada sobre estos métodos se encuentra en Icarus Physics Engine – Manual del Motor)

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13. Configuración de la Visualización Icarus permite al usuario configurar la forma en que se visualizará tanto la interfaz principal, como la apariencia de la simulación en sí. Además permite activar elementos auxiliares a la simulación como vectores y rastros que agregan información didáctica a la visualización básica. Para acceder a la configuración de la visualización primero debe abrirse la ventana de Opciones de Visualización (Figura 38) seleccionando la siguiente opción del menú del programa: Opciones > Opciones de Visualización

Figura 38 - Opciones de Visualización La ventana de opciones de visualización cuenta con 4 pestañas seleccionables, cada una con sus opciones. A continuación se describe y detalla cada una de ellas:

13.1 Opciones de Video Las opciones de video permiten configurar las características de la salida a pantalla final de la visualización del escenario.

A continuación se da una descripción de cada opción de video:

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13.1.1 Pantalla Completa

Permite correr la simulación en modo de pantalla completa en vez de una ventana. Permite aprovechar toda la pantalla del monitor para la visualización.

13.1.2 Resolución de Video

Permite definir la definición de pantalla a utilizar durante la simulación. Las resoluciones más altas podrían requerir una placa de video de alto rendimiento.

13.1.3 Frecuencia de Actualización

Permite definir la frecuencia de refresco de pantalla tanto en modo edición como al simular. Importante: No afectará al modo de simulación con grabación a video ya que se graficará un cuadro por paso de motor independientemente de la frecuencia de video.

13.1.4 Distancia Máxima de Visión

Indica cuál es la distancia máxima de visualización de un objeto respecto a la cámara activa. Los objetos situados más allá de esta distancia no serán graficados. Esto puede aumentar el rendimiento si existen muchos objetos a mucha distancia.

13.1.5 Opciones de Postproceso

Permite activar efectos de posproducción de video. Active/desactive los efectos según su gusto o necesidades de visualización.

13.2 Vectores Las vectores en Icarus, son elementos que se utilizan para conocer la dirección, sentido e intensidad aparente de las fuerzas sobre los objetos de la simulación.

Figura 39 - Pestaña de Vectores

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Visualmente, el vector se representa mediante una línea de color que comienza en el centro del objeto y se extiende según la intensidad de la fuerza hacia fuera de éste en la misma dirección y sentido que la fuerza. En la Figura 40, puede observarse la fuerza ejercida sobre una carga donde la fuerza magnética total ejercida sobre ella se representa en fucsia, y la fuerza eléctrica total ejercida sobre ella se representa en celeste.

Figura 40 - Ejemplo de uso de Vectores En la pestaña de vectores (Figura 39), el usuario puede elegir qué fenómenos se representarán con vectores mediante activar la casilla que le corresponda, también puede definirse una escala (determina el multiplicador de la longitud del vector), y un color diferente para cada vector.

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13.3 Visualización del Escenario En la pestaña de Escenario (Figura 41) pueden configurarse las opciones que afectan la visualización del espacio y elementos que conforman al escenario.

Figura 41 - Pestaña de Escenario A continuación se describirán cada una de las opciones de visualización de escenario:

13.3.1 Escala Visual

Permite agrandar/contraer la visualización de todos los objetos del escenario. Resulta útil agrandar/contraer la escala en el caso de que las distancias sean demasiado grandes respecto al tamaño real de los objetos o al contrario. No afecta al transcurso ni al resultado de la simulación.

13.3.2 Color Ambiente

Permite definir el color ambiente del escenario. Por defecto será blanco, pero puede cambiarse afectando el color y texturas de todos los objetos del escenario.

13.3.3 Imagen de Fondo

Permite especificar una imagen de fondo para el escenario. Ésta se visualizará en forma de SkyBox (Cielo de Caja).

13.3.4 Color de Fondo

Permite definir el color ambiente del escenario en caso de no especificarse ninguna imagen de fondo.

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13.3.5 Velocidad de Cámara

Define la velocidad de movimiento de la cámara. Se expresa en unidades de distancia por acción de movimiento.

13.3.6 Tamaño de Ejes

Permite definir el tamaño de los ejes cartesianos. Indique 0 si desea deshabilitarlos.

13.4 Rastros En la pestaña de Rastros (Figura 42) pueden configurarse las opciones que afectan la visualización de la trayectoria que recorren los objetos al moverse en la simulación.

Figura 42 - Pestaña de Rastros

Para visualizar los rastros que dejan las partículas debe cumplirse que la opción “Habilitar Rastros” esté activada en la pestaña de Rastros. Luego debe seleccionarse cuales objetos dibujarán su trayectoria. Esto debe efectuarse desde la pestaña de propiedades luego de seleccionar el objeto (solo cuerpos con masa, cargas y galaxias pueden dejar rastros). En la Figura 43 se indica, recuadrado en rojo, donde debe activarse el rastro de un objeto.

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Figura 43 - Activando el Rastro de un objeto

Nótese que además de poder decidir cuales objetos dejarán rastro y cuales no, también se puede elegir un color diferente para cada objeto para poder diferenciarlos. A continuación en la Figura 44 se da un ejemplo visual de una carga con una cierta velocidad inicial atrapada en un campo magnético dejando su rastro.

Figura 44 - Ejemplo simple del uso de rastros

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A continuación se describen las opciones que provee la pestaña de rastros:

13.4.1 Habilitar Rastros

Habilita/deshabilita el procesamiento de rastros en general en el escenario. Permite al usuario habilitar/deshabilitar la generación de rastros sin tener que desactivarla particularmente en cada objeto.

13.4.2 Grosor de línea

Permite definir el grosor de la línea de rastro que dejarán los objetos con rastros habilitados.

13.4.3 Longitud Máxima

Define la longitud del trazo que dejará cada objeto. Una vez llegado a la longitud máxima, los rastros comenzaran a borrarse desde el principio.

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14. Navegador de Estados En Icarus, luego de correr una simulación y volver a la interfaz principal, se regresa al escenario original (Estado Inicial) desde el cual partió la simulación. Pero quizás el usuario desee analizar o editar el estado en el que se encontraba la simulación al terminar (Estado Final) o en algún momento intermedio entre el comienzo y el fin de la simulación (Estados Intermedios). Para esto existe el Navegador de Estados (Figura 45) en Icarus. Permite trabajar sobre el estadio inicial, final e intermedios de una simulación efectuada anteriormente (Icarus solo guarda los estados de la última corrida de simulación). Los estados son nombrados en base al tiempo transcurrido desde el comienzo de la simulación al momento en que fueron obtenidos.

Figura 45 - Navegador de Estados

Si bien los estados inicial y final se guardan automáticamente al comenzar y finalizar la simulación respectivamente, el usuario puede guardar estados intermedios manualmente tan solo pausando la simulación. Ante cada pausa, Icarus guarda el estado en el que se encontraba el escenario en ese momento.

14.1 Generación de Estados

El siguiente esquema muestra gráficamente cuando se generan y cómo se ubican los estados generados en la lista de estados:

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Para poder ir hacia algunos de los estados generados primero debe abrirse la ventana del Navegador de Estados seleccionando la siguiente opción del menú del programa: Herramientas > Navegador de Estados

14.2 Ir a Estado Para ir/volver a alguno de los estados, basta con seleccionar el estado deseado de la lista haciendo clic sobre él. Luego se debe presionar el botón Ir a Estado. Se sugiere guardar los cambios hechos al escenario antes de hacer un salto de estado ya que de otra manera se perderán.

Comienzo Pausa 1 Pausa 2 Fin

T0 = 0 T1 T2 Tf

Tiempo Transcurrido desde el comienzo de la simulación

T1

T2

Tf

T0

Lista de Estados

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15. Administrador de Cámaras Icarus permite dos modos de manejo de las cámaras durante la simulación:

� Modo Manual: El manejo del ángulo y posición de la cámara se efectúa manualmente durante la simulación con los mismos controles que en modo navegación. Solo se maneja una cámara durante toda la simulación.

� Modo Director: El manejo del ángulo y posición de la cámara se efectúa automáticamente durante la simulación. Se pueden definir más de una cámara, determinar el orden en que se utilizarán y la duración de cada una.

Para configurar el modo de manejo de cámaras durante la simulación primero debe abrirse la ventana del Administrador de Cámaras (Figura 46) seleccionando la siguiente opción del menú del programa: Herramientas > Administrador de Cámaras

Figura 46 - Ventana de Administrador de Cámaras

En la ventana del administrador de cámaras se muestra el orden de filmación, en el que desde la primer cámara (arriba) se utilizará primero durante el tiempo indicado en el cuadro de Tiempo de Actividad de Cámara. El orden puede ser cambiado seleccionando una cámara y presionando los botones de bajar y subir para alterar su posición respecto al resto de las cámaras. El tiempo de actividad de la cámara seleccionada puede ser cambiada modificando su valor en el cuadro de Tiempo de Actividad de Cámara y luego presionando el botón Modificar. Para indicar un tiempo indeterminado de utilización de cámara, debe indicarse el valor -1.

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A continuación se dará una descripción detallada sobre cada modo de manejo de cámaras:

15.1 Modo Manual El modo manual está definido por defecto al crear un nuevo escenario de cualquier tipo. Para configurar el modo manual de manejo de cámaras, basta con definir una única cámara con tiempo indefinido (-1). La Figura 47 muestra una configuración de modo manual para manejo de cámaras.

Figura 47 - Configuración para modo Manual

El modo manual es un caso particular del modo director en el que solo se usa una cámara con tiempo indefinido.

15.2 Modo Director El modo director es especialmente útil para las simulaciones con grabaciones a video ya que, debido al modo en que se graban los cuadros en el archivo de video, los movimientos manuales pueden resultar inadecuados por ser demasiado bruscos o imprecisos. Para aprovechar las ventajas del modo director de manejo de cámaras, es necesario definir más de una cámara (apuntando a un lugar fijo, o siguiendo algún objeto). Luego debe definirse el orden y duración de cada una. La Figura 46 muestra un ejemplo de uso para el modo director de cámaras.