自由課題について

課題の内容

「OpenGLによるアニメーション，グラフ化」を用いて，数学，物理に基づく事象を可視化するプログラムを作成する．アニメーションでも，グラフ表示でもよい．

諸注意

自由課題に合格することは，単位取得の条件となっています．自由課題が不合格となった場合は，単位はつきません．
課題を考え，こちらのファイルに記入し，教員もしくはTAのチェックを受けてください．
確認を受けたファイルは，ファイル名を学生番号に変更して，メールで提出してください．
自由課題作成の最初授業で，チェックを受けた後，プログラムの作成に入ってください．
課題内容チェックは17時00分までに終了してください．授業中に図書館などへ移動して調べ物をしてもかまいません．
課題内容チェック後，難易度が上がるのであれば，設定課題を変えてもらってもかまいません．

採点基準

合格したプログラムに対しては，1〜20点の幅広い範囲で得点をつけます．

独創性
簡単なものでもいいので人と違う事が重要．難易度が高くても他人と同じでは，点数が低いです．それぞれのプログラミングのレベルで独創的なもの考えましょう．

おもしろさ，難易度
当然，おもしろく，難易度が高い方が点数が高いです．

提出方法，採点について

7月14日に各自，全員の前でプログラムを動作させ，説明をしてもらいます．
担当教員3名 + TA3名の合計6名で，課題設定の紙を片手に実行ファイル見て点数をつけます．

自由課題の内容例

多連のバネ＋ダッシュポッドが典型的な課題例

ひもの変形：「ひも」を多連のバネ＋ダッシュポッド＋質点で近似し，その運動の様子をシミュレーションする．ひもの両端は固定されており，画面下向きに重力がかかる．ひもの初期状態は，プログラム開始時にマウスで５個の点を指定することで，ラグランジェ補間により定められる．シミュレーションを実行すると，ひも（の中央部）が落下しながら振動し，最終的に懸垂曲線ができあがる．
ボールの変形：ボール（の周囲と内部）を多数のバネ＋質点で近似し，その運動の様子をシミュレーションする．地面にボールを落下させ，ボールの変形ならびにバウンドの様子を可視化する．

マウスで操作できるインタラクティブな課題例

マウスポインタにバネと質点がつらなっていて，マウスを動かすと，質点がそれにつられて運動する．
マウスポインタと質点の間に斥力が働く．

授業で習っていることを応用した課題例

電荷をもつおもりのばね振動計算　さらに電荷が時間変動する
はりのたわみ，ひずみ計算
光学の光線追跡計算

複雑な数学の計算の課題例

マウスで範囲を指定すると面積や体積や軌跡の長さを計算してくれる．
メビウスの帯を3次元表示

そのほかの例

ジェットコースター？（コースをマウスで設定して走らせる）
倒立振子（←難しいかも）
月面着陸ゲーム？
ビリヤード
紙飛行機ゲーム？
盤面を傾けてボールを転がすゲーム

自由な発想で考えましょう．ゲームのようなものでもいいですが，数学もしくは物理法則を入れてください．ウケねらい「のみ」は，だめです．それぞれのレベルでよいので，世の中に一つしかないプログラムを作りましょう．

発表について

時間は一人5分以内でお願いいたします．短くても構いませんが，作成した課題の内容が最低限分かるような説明と，プログラムのデモを盛り込んでください．

発表の手順の例

「私の作成したプログラムのタイトルは「・・・・・・・」です．」
「その内容は・・・・・・・となっており，工夫した点は・・・・・・・です．」
「それでは実行します．」
実行しながら内容を詳しく説明
発表後，質疑応答