Algodoo

Algodoo
Тип компьютерная игра
Автор Emil Ernerfeldt
Разработчик Algoryx Simulation AB
Написана на C++
Операционные системы Microsoft Windows, macOS, iPadOS, visionOS, Android (operating system)
Языки интерфейса английский, немецкий, испанский, французский, хорватский, польский, шведский, бразильский португальский, японский, китайский упрощенный, китайский традиционный, корейский
Дата выпуска февраль 1, 2008 (2008-02-01) (Phun 1.0)
август 31, 2009 (2009-08-31) (Algodoo 1.4)
октябрь 17, 2011 (2011-10-17) (Algodoo for Education и Algodoo Physics 2.0.0)
Аппаратная платформа Windows
Последняя версия 2.2.4 (10 июля 2025; 10 месяцев назад (2025-07-10))
Сайт algodoo.com

Algodoo — бесплатная 2D-песочница, основанная на физике, от компании Algoryx Simulation AB[англ.] (известной просто как Algoryx), являющаяся преемником популярного физического приложения Phun. Она была выпущена 1 сентября 2009 года и позиционируется как обучающий инструмент, компьютерная игра с открытым концом, инструмент для анимации и инженерный инструмент.

Программное обеспечение работает с настольными и портативными компьютерами, планшетами с сенсорным экраном и интерактивными досками, такими как SMART Boards. Физический движок в Algodoo использует линейный решатель ограничений SPOOK[1] Клода Лакурсьера и модифицированную версию вычислительного метода гидродинамики сглаженных частиц (SPH). В App Store оно стоит 4,99 фунта стерлингов и доступно только для iPad.

Эта программа используется множеством людей, включая преподавателей, студентов и обычных детей[2]. Algodoo достаточно популярен на таких сайтах, как List Of Freeware[3] и Download Cloud[4] в качестве программы-песочницы по физике благодаря своей комплексности, простому графическому интерфейсу и нулевой цене.

История

В 2008 году Эмиль Эрнерфельдт создал интерактивный 2D-симулятор физики для своей магистерской диссертации по информатике в Умеоском университете в Швеции[5]. Этот проект был выпущен для публичного и некоммерческого использования под названием «Phun» и привлёк значительное внимание после того, как видеоролик с использованием Эрнерфельдтом этого программного обеспечения стал вирусным на YouTube[6][7].

В мае 2008 года Эрнерфельдт передал проект Phun компании Algoryx Simulation AB, основанной в 2007 году бывшим научным руководителем Эрнерфельдта в Университете Умео, Кеннетом Бодином[5]. В 2009 году Phun был переиздан под названием «Algodoo» (сочетание слов algorithm и do). Изменение названия было вызвано тем, что слово «phun» используется многими сайтами, которые считаются неприемлемыми для юных пользователей, а также тем, что регистрация товарного знака «phun» была практически невозможна[8].

В октябре 2011 года Algoryx выпустила две новые версии: Algodoo for Education и Algodoo 2.0.0[9]. В феврале 2017 года Algodoo для iPad была обновлена до версии 2.1.2 для сохранения функциональности с iOS 10. Начиная с апреля 2024 года, Algoryx начала выпускать публичные бета-версии версии 2.2.0, добавив поддержку 64-битной архитектуры для Windows, поддержку Apple Silicon и исправления нескольких давних проблем[10]. Это завершилось стабильным выпуском версии 2.2.1 на всех платформах.

Графический пользовательский интерфейс

Графический пользовательский интерфейс (GUI) Algodoo включает в себя несколько перемещаемых панелей инструментов, расположенных по краям экрана, в том числе верхнюю панель меню, панель инструментов браузера, (общую) панель инструментов, панель инструментов параметров инструментов, панель инструментов управления моделированием/окружением и панель инструментов свойств[11]. Среди прочего, эти панели инструментов предоставляют пользователю возможность менять язык; запускать обучающие материалы; просматривать и сохранять сцены; находить и делиться сценами в Интернете; рисовать, редактировать сцены и взаимодействовать с ними; увеличивать и уменьшать масштаб; воспроизводить и приостанавливать моделирование; отменять и повторять действия; включать/выключать гравитацию, трение воздуха и фоновую сетку; а также изменять свойства выбранного объекта, такие как тип материала и цвет.

На общей панели инструментов пользователи могут использовать следующие инструменты для создания и перемещения фигур:

  • Инструмент «Плоскость» (A) — используется для создания бесконечных плоскостей. Также может быть нарисован с помощью инструмента «Эскиз», нарисовав Т-образную фигуру, указывающую на ориентацию плоскости.
  • Инструмент «Кисть» (B) — используется для рисования фигур мазками кисти.
  • Инструмент «Круг» (C) — используется для создания кругов. Также можно рисовать с помощью инструмента «Эскиз».
  • Инструмент перетаскивания (D) — используется для приложения силы к объекту во время выполнения симуляции. Жидкости и плоскости перетаскивать нельзя.
  • Инструмент «Трассировка» (E) — используется для прикрепления трассировки к объекту (которая рисует траекторию движения объекта). Также может быть нарисован с помощью инструмента «Эскиз», нарисовав закрашенный круг.
  • Инструмент «Фиксация» (F) — используется для соединения объекта с объектом позади него или с фоном. Также может быть нарисован с помощью инструмента «Эскиз», образуя форму вигвама, похожего на песочные часы, но без верхушки.
  • Инструмент для создания шестерен (G) — используется для создания шестерен с осями.
  • Инструмент «Ось» (H) — используется для соединения объекта с нижележащим объектом или фоном с помощью оси. Также может быть нарисован с помощью инструмента «Эскиз», нарисовав небольшой кружок.
  • Инструмент «Эскиз» (K) — единый инструмент, выполняющий функции многих других инструментов. Рисование линии вниз, которая ничего не касается, запускает и приостанавливает воспроизведение. Движение вправо или влево отменяет/повторяет действие.
  • Инструмент «Лазерная ручка» (L) — используется для создания лазерного луча.
  • Инструмент перемещения (M) — используется для перемещения объектов.
  • Инструмент «Цепь» (N) — используется для создания цепей и канатов. Также может быть нарисован с помощью инструмента «Эскиз», проведя линию к объекту.
  • Инструмент для крепления двигателя (O) — используется для прикрепления двигателя к объекту.
  • Инструмент «Многоугольник» (P) — используется для рисования фигур произвольной формы.
  • Инструмент масштабирования (R) — используется для изменения размера объекта (по обеим осям одинаково с помощью клавиши SHIFT, на целочисленные значения, такие как 2x или 3x, с помощью клавиши CTRL).
  • Инструмент «Пружина» (S) — используется для соединения двух объектов пружиной (или для соединения одного объекта и фона аналогичным образом). Также может быть нарисован с помощью инструмента «Эскиз», проведя линию с петлей, идущей к объекту.
  • Инструмент «Нож» (T) — используется для разрезания многоугольников вдоль нарисованной линии. Также это можно сделать с помощью инструмента «Эскиз», нарисовав линию, проходящую через объект.
  • Инструмент «Текстура» (U) — используется для перемещения, масштабирования и вращения текстуры объекта (текстура здесь используется в смысле наложения изображения на объект).
  • Инструмент «Коробка» (X) — используется для создания прямоугольников (или квадратов с помощью SHIFT). Также может быть нарисован с помощью инструмента «Эскиз», путем рисования прямоугольника или квадрата.
  • Инструмент «Вращение» — используется для вращения объектов.
  • Инструмент «Ластик» — используется для удаления объектов.

Выпадающее меню (доступное двойным щелчком или щелчком правой кнопкой мыши по объекту) включает в себя несколько инструментов для разжижения объектов; превращения их в губки; клонирования; зеркального отображения; построения графиков физических величин объекта (таких как скорость в зависимости от времени или положение по оси Y в зависимости от положения по оси X); выбора объектов различными способами; изменения внешнего вида объектов (включая возможность переключения наличия векторов скорости, импульса и силы); присвоения текста объекту; изменения моделируемого материала объекта (включая такие параметры, как плотность, масса, трение, восстановление, показатель преломления и притяжение); присвоения и изменения линейной и угловой скорости объекта; отображения списка информации об объекте (включая площадь, массу, момент инерции, положение, скорость, угловую скорость, импульс, угловой момент, полную энергию, кинетическую линейную энергию, кинетическую угловую энергию, потенциальную энергию (гравитация), потенциальную энергию (притяжение) и потенциальную энергию (пружина)). Назначение объектов различным слоям столкновений; выполнение «геометрических действий», таких как приклеивание объектов к фону, их ослабление, добавление центральных осей, добавление центральных двигателей, прикрепление трассеров, преобразование объекта в шестерню или в круг; редактирование объектов с помощью 2D конструктивной твердотельной геометрии (CSG); назначение сочетаний клавиш для управления объектом; и для открытия меню сценариев для выбранного объекта (объектов).

Созданные пользователями симуляции в Algodoo называются сценами. С помощью перечисленных выше инструментов пользователи могут создавать сложные сцены. Легкодоступные инструменты Algodoo позволяют новым пользователям быстро создавать простые вещи, такие как автомобили или базовые механизмы, в то же время позволяя более опытным пользователям создавать более сложные конструкции, например, замысловатые машины Рубе Голдберга.

Значительные изменения в графическом интерфейсе пользователя со времен Phun

Хотя графический интерфейс Algodoo по сути тот же, что и в Phun, в доступную функциональность были внесены многие существенные изменения. Два заметных изменения включают новый механизм оптического моделирования и функцию привязки к сетке, позволяющую создавать сцены с более высокой точностью. Включение механизма оптического моделирования предоставило гораздо больше свободы в использовании языка сценариев Algodoo — Thyme, — поскольку пользователи после этого смогли инициировать события, попадая на объект потоком лазерного света. Другие заметные изменения включают добавление меню скорости, которое позволяет пользователям устанавливать скорость геометрии на заданное значение; несжимаемую воду, что позволяет создавать гораздо более реалистичные модели жидкостей; меню построения графиков; векторную визуализацию; и множество других новых функций, исправлений ошибок и улучшений[12].

Образовательные исследования

В 2011 году Эмануэль Дальберг, студент магистратуры по информатике в Университете Умео, завершил свою диссертацию об использовании двумерной механики в Algodoo для моделирования электричества в образовательных целях[13]. С тех пор было опубликовано несколько проектов, посвященных тому, как учителя могут использовать Algodoo, чтобы помочь ученикам изучать вечные двигатели[14], выталкивающую силу[15], принцип Архимеда[16], колыбель Ньютона[17], вращательное движение[18], косое движение снаряда[19], преломление света[20][21], и даже законы Кеплера[22]. Многие из этих исследований подчеркивают, что Algodoo предоставляет студентам уникальную среду для изучения физики. В одной статье утверждается, что предоставление студентам возможности изучать физические концепции в Algodoo мотивирует их к творческому участию в учебном процессе, одновременно «служа первым шагом в мир компьютерного моделирования в физике»[23]. Algodoo в значительной степени основан на конструктивистской парадигме обучения.

За пределами преподавания физики Algodoo использовался как ступенька для тестирования машин в симуляции перед их созданием в реальном мире благодаря простому пользовательскому интерфейсу и быстрому освоению по сравнению с другими физическими симуляторами. По данным Hackaday, «[Сара] обратилась к Algodoo, физическому симулятору, где любой может установить валы на вращающиеся ступицы, раскрутить все это и посмотреть, что произойдет»[24].

Обмен файлами

Первоначально система загрузки файлов для Phun размещалась на небольшом веб-сайте Академического компьютерного клуба Университета Умео. Позже система загрузки была перенесена на сайт Phunland в подкаталог upload, а затем снова перемещена в каталог обмена файлами Phunbox, созданный Зурики и Лукасом Вольфом (который содержал 16 874 загрузки пользователей[25]). После нескольких изменений в системе загрузки каталог был окончательно перенесен на веб-сайт Algodoo под названием Doobox. После того, как один из пользователей предположил, что Doobox может быть не лучшим названием для системы обмена файлами (это также было название компании-разработчика программного обеспечения[26]), название было изменено на Algobox, предложенное Хроносом[27].

Пользователи Algodoo могут делиться созданными ими сценами через Algobox; в настоящее время на платформе размещено более 200 000 созданных пользователями сцен, и их количество продолжает расти. Из-за уменьшения количества последних обновлений и того, что Algodoo стал бесплатным в 2013 году, многие пользователи предположили, что Algodoo больше не поддерживается. После этого многие давние пользователи отказались от программы, что привело к резкому снижению количества отправляемых сцен. Однако в апреле 2024 года Algoryx анонсировал бета-версию 2.2.0[28].

См. также

Примечания

  1. ↑ Claude, Lacoursière (1 января 2007). Ghosts and machines : regularized variational methods for interactive simulations of multibodies with dry frictional contacts (Thesis).
  2. ↑ Страница User Stories на Algodoo. www.algodoo.com. Дата обращения: 1 января 2020.
  3. ↑ 10 Best Free Physics Simulation Software for Windows (амер. англ.). Дата обращения: 26 февраля 2020.
  4. ↑ 6+ Best Physics Simulation Software Download Reviews. www.downloadcloud.com. Дата обращения: 26 февраля 2020.
  5. ↑ 1 2 Раздел Where does Algodoo come from? на странице ЧаВО сайта Algodoo.
  6. ↑ Ernerfeldt, Emil (13 февраля 2008). Phun - 2D physics sandbox. Архивировано 21 декабря 2021 — YouTube.
  7. ↑ Thoresson, Anders (1 сентября 2009). Youtube-succén förändrar skolan [Youtube success changing schools]. NyTeknik (швед.).
  8. ↑ Why did you change the name from Phun to Algodoo? Frequently Asked Questions, Algodoo.
  9. ↑ Ernerfeldt, Emil. Algodoo v2.0 released! www.algodoo.com. Дата обращения: 23 декабря 2024.
  10. ↑ Dahlberg, Emanuel. 2.2.0 beta. Algodoo (23 сентября 2024). Дата обращения: 11 октября 2024.
  11. ↑ Страница 'Learn it' на Algodoo. Algodoo.
  12. ↑ Changelog on Algodoo.com. Дата обращения: 10 октября 2009. Архивировано из оригинала 7 октября 2009 года.
  13. ↑ Dahlberg, Emanuel (1 января 2011). Electricity in a 2D mechanicssimulator for education (Thesis).
  14. ↑ Koreš, Jaroslav (12 апреля 2012). Using Phun to Study "Perpetual Motion" Machines. The Physics Teacher. 50 (5): 278—279. Bibcode:2012PhTea..50..278K. doi:10.1119/1.3703542. ISSN 0031-921X.
  15. ↑ Hirca, N.; Bayrak, N. (2013). Sanal fizik laboratuarı ile üstün yeteneklilerin eğitimi: kaldırma kuvveti konusu [Training of gifted students with virtual physics laboratory: buoyant force concept]. Journal for the Education of Young Scientist and Giftedness (тур.). 1 (1): 16—20. doi:10.17478/JEYSG.201318999 (inactive 2025-07-01).{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (DOI неактивен с июля 2025) (ссылка)
  16. ↑ Çelik, Harun; Sarı, Uğur; Harwanto, Untung Nugroho (2015). Evaluating and Developing Physics Teaching Material with Algodoo in Virtual Environment: Archimedes' Principle. International Journal of Innovation in Science and Mathematics Education. 23 (4): 40—50.
  17. ↑ Černý, Michal (2013). Počítačové simulace a modelování ve výuce fyziky v programu Algodoo [Computer simulation and modeling in physics education program Algodoo]. Matematika Fyzika Informatika (чеш.). 22 (3): 216—223.
  18. ↑ Nakamura, Yasuyuki. Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12) / Yasuyuki Nakamura, Jun-Ichiro Yasuda, Tetsuro Konishi … [и др.]. — Journal of the Physical Society of Japan, 2014-03-19. — Vol. 1. — P. 017037. — doi:10.7566/jpscp.1.017037.
  19. ↑ da Silva, Samir L.; da Salva, Rodrigo L.; Guaitolini Jr., Judismar T.; Gonçalves, Elias; Viana, Emilson R.; Wyatt, Joao B. L. (2014). Animation with Algodoo: a smile tool for teaching and learning physics. Exatas Online. 5 (2): 28—39.
  20. ↑ Vliora, Eleni; Mouzakis, Charalambos; Kalogiannakis, Michail (2014). Αξιοποίηση του Λογισμικού Algodoo στη Διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση: Μελέτη Περίπτωσης για τη Διδασκαλία της Διάθλασης του Φωτός [Utilisation of Software Algodoo in the Teaching of Science in Primary Education: A case study on Light Refraction]. Teaching of Natural Sciences: Research and Practice Double Issue (греч.). 50—51: 7—21.
  21. ↑ Wenzel, Michael; Wilhelm, Thomas (16 декабря 2016). Schülerlabor zu Anwendungen der Totalreflexion. PhyDid B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung (нем.).
  22. ↑ Gregorcic, Bor (2015). Exploring Kepler's laws using an interactive whiteboard and Algodoo. Physics Education. 50 (5): 511—515. Bibcode:2015PhyEd..50..511G. doi:10.1088/0031-9120/50/5/511. S2CID 118385501.
  23. ↑ Gregorcic, Bor; Bodin, Madelen (20 декабря 2016). Algodoo: A Tool for Encouraging Creativity in Physics Teaching and Learning. The Physics Teacher. 55 (1): 25—28. Bibcode:2017PhTea..55...25G. doi:10.1119/1.4972493. ISSN 0031-921X.
  24. ↑ By. Creating Art In A Robot That Tastes With Its Feet (амер. англ.). Hackaday (8 декабря 2015). Дата обращения: 10 февраля 2020.
  25. ↑ Phunbox1’s full scene directory
  26. ↑ Software, Doobox. Doobox Software | Rapidweaver Stacks (англ.). Doobox Software. Дата обращения: 11 апреля 2020.
  27. ↑ Chronos. Doobox discussion on the Algodoo forums. Algodoo (31 августа 2009).
  28. ↑ Dahlberg, Emanuel. 2.2.0 beta. Algodoo (23 сентября 2024). Дата обращения: 11 октября 2024.

Ссылки

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.