La simulazione al computer ha tre significati. La simulazione al computer può fare riferimento a un programma per computer che simula un modello astratto in modo che possa essere studiato e analizzato. Può anche fare riferimento a un modello di computer grafica 3D realizzato per rappresentare un oggetto tridimensionale attraverso l’uso di software specializzati. Infine, la simulazione al computer può fare riferimento alla pratica chiamata emulazione in cui le funzioni di un particolare sistema sono riprodotte su un secondo sistema.
Un modello informatico, noto anche come modello computazionale, è una simulazione al computer ampiamente utilizzata nelle scienze e nelle scienze sociali come estensione della modellazione matematica. Una simulazione al computer di questo tipo crea un campionamento di esiti rappresentativi o sequenze di eventi in situazioni in cui riprodurre tutte le possibili conseguenze del modello è proibitivo ei modelli possono essere più o meno astratti. I modelli informatici sono utilizzati in biologia, chimica e fisica, nonché in economia e psicologia. La tipologia dei modelli informatici li classifica in base a un insieme di quattro variabili. Sono stocastici o deterministici? stazionario o dinamico? continuo o discreto? locale o distribuito?
Le simulazioni al computer sotto forma di modelli 3D sono utilizzate nell’assistenza sanitaria, nelle scienze, nell’architettura e, più comunemente, nei film, nei giochi per computer e nei videogiochi. La maggior parte dei modelli 3D adotta uno dei due approcci. Da un lato, possono mostrare un oggetto come un solido, definendolo dal suo volume. L’alternativa è mostrare il confine o il guscio di un oggetto. Questo è il modello predominante per giochi e film.
I modelli 3D possono essere formati in modi diversi. Come alcuni libri per imparare a disegnare, possono essere basati interamente su forme geometriche molto semplici. Mentre i quaderni da disegno utilizzano cerchi, quadrati, triangoli e altri modelli 2D, la modellazione al computer utilizzerà, ad esempio, palline, cubi e piramidi. Questo stile di modellazione è chiamato primitive perché è limitato all’uso di forme primitive o fondamentali.
Esistono altri tre tipi di formazione del modello. Uno è NURBS (Nonuniform razionale B-spline), che è stato creato da due ingegneri che hanno lavorato per le case automobilistiche francesi, Pierre Bézier e Paul de Casteljau. La scelta di Bézier di pubblicare il suo lavoro ha portato il suo nome ad essere strettamente associato alle curve. I NURBS vengono utilizzati nei programmi CAD (Computer Aided Design), nonché nei programmi per la produzione, l’ingegneria e l’animazione.
La modellazione di spline e patch è simile a NURBS, con la superficie definita da linee curve. La modellazione poligonale forma una mesh poligonale utilizzando segmenti di linea per collegare i vertici. Sono utilizzati in molti modelli 3D, ma possono approssimare solo superfici curve, poiché ogni poligono è planare.
Il tipo di simulazione al computer noto come emulazione può consentire a un dispositivo di imitarne un altro. Ciò è utile, ad esempio, nel caso in cui un particolare marchio di periferiche per computer abbia una posizione dominante sul mercato e le periferiche di altre marche possano emulare il dispositivo dominante per facilità d’uso. Gli emulatori di software per eseguire il software Apple su altre piattaforme e il software Windows su computer Apple Macintosh sono un altro uso per questo tipo di modellazione.