В настоящее время общепризнанным является представление о реальности, размещенной в четырёхмерном пространстве - времени. Это пространство - время представляет собой совокупность трёх пространственных координат и одной временной, которая включена в эту совокупность со своими специфическими особенностями.
Для системы координат главным признаком, видимо, следует считать ортогональность этих координат. Объекты в трёхмерном пространстве можно изобразить в виде проекций на три пространственные плоскости. Для трёхмерного мира этих плоскостей именно три. Для трёхмерного мира - это плоскости xy, xz, yz. В четырёхмерном пространстве добавляется ещё одна координата. Отсюда сразу же становится видна ещё одна категория проекций, характерная лишь для четырёхмерного (и выше) пространства: трёхмерная проекция. Такая проекция для четырёхмерного мира, очевидно, может быть лишь одна - трёхмерный объект. Четвертая координата фактически представляет собой 'ось', на которую 'нанизаны' трёхмерные объекты. Смысл четырёхмерного 'нанизывания' состоит в эволюционном изменении трёхмерного объекта при движении по четвёртой пространственной (эволюционной) координате. То есть, перемещение по этой оси приводит, в определённом смысле, к поочерёдному появлению в трёхмерном пространстве нанизанных на неё объектов. Объекты (трёхмерные проекции) могут быть как дискретными, то есть каждой координате по четвёртой оси с некоторым фиксированным шагом соответствует вполне определённый трёхмерный объект - проекция. Например, можно нанизать на такую ось сложный четырёхмерный объект 'Яйце-Курица'. По четвертой координате даны дискретные обобщенные изображения (трёхмерные проекции). На самом деле четырёхмерный объект является монолитным, и между двумя соседними проекциями пространственных разрывов нет.
Если четырёхмерный объект состоит их этих четырёх конкретных проекций, то переход от одной из них к другой будет происходить скачкообразно. Если же четвёртую пространственную координату 'привязать' к оси времени, то она становится эволюционной осью, а между каждыми из двух трёхмерных объектов - проекций добавим все их промежуточные (эволюционные) значения. В этом случае при движении по четвёртой координате (не обязательно связанной со временем) такого 'яйце-куриного объекта' в трёхмерном пространстве будет наблюдаться плавное эволюционное преобразование 'яйцо - цыплёнок - курица'.
Как правило, любое перемещение объектов по координатным осям связано с течением времени. То есть, собственно перемещение зависит от времени. Очевидно, что время при этом относится одинаково к любой из четырёх координат, само при этом не являясь пространственной координатой. Перемещение по четвертой координате вызывает изменение формы, структуры объекта или каких-либо других его свойств, причём удивительным образом, как если бы объект делал это самопроизвольно, без участия кого-либо, без каких бы то ни было воздействий на него изнутри трёхмерного пространства.
Группе учёных под началом профессора Зевали впервые на практике удалось реализовать идею где четвёртое измерение – время, представлено специальным электронным микроскопом с очень высоким разрешением. Отображение процесса в таком микроскопе производится с помощью сверхбыстрого "одноэлектронного" излучения, при этом строгим образом контролируется траектория каждого электрона во времени и пространстве. В результате информация о наблюдаемом объекте, получаемая с помощью каждого электрона, отображает момент с дискретностью фемтосекунды. Благодаря полученным "движущимся картинкам" удалось впервые произвести визуальное наблюдение "эластичных" движений наноструктуры графита и определить порядок силы, удерживающих слои графита – это свойство растяжения-сжатия материи называют "модулем упругости Юнга". Именно благодаря "4D фильму" удалось впервые воочию наблюдать изменения такого рода в пространстве и времени.
4D с точки зрения разработчиков - это прогрессия жизни во времени, когда каждый материальный объект в игровом мире живет и непрерывно изменяется с помощью динамической обработки процедурных текстур. Процедурные текстуры - это текстуры, связанные с алгоритмом. Вместо того, чтобы отрисовывать новую текстуру пиксель за пикселем, вы определяете способ, как пиксели старой должны измениться, чтобы создать итоговую текстуру.
Когда процедурная текстура помещена куда-либо, движок отвечает за её обновление. У неё есть жизнь. Со временем текстура изменяется тем способом, который Вы для неё определяете. При этом можно создавать текстуры высокого разрешения, размер которых составит несколько килобайт. Если вы внимательно посмотрите ролик, то увидите, что дерево портится буквально с каждой каплей дождя, попадающей на него. Столбы ржавеют, стекло ламп мутнеет... Каюта стареет на глазах, в то время, как поле снаружи медленно гниет, кафель трескается и рассыпается, ванна ржавеет, зеркало разбивается... осколки падают и, затем, медленно начинают мутнеть, искажая отражение. И дело не только в изменении структуры зеркала, но и в потери красоты самого отражения. Это все и есть 4D.
PLANT-4D — это система автоматизированного проектирования объектов нефтяной, нефтехимической, газовой, химической, пищевой, целлюлозно-бумажной, фармацевтической промышленности, объектов топливно-энергетического комплекса, коммунального хозяйства, специального назначения, судов различного назначения, металлургических комбинатов и других объектов с разветвленной сетью трубопроводов.
Модуль 4D-Explorer стал настоящим прорывом в области использования современных технологий - позволяет в любой момент получать текущую и самую достоверную информацию о технологических процессах, составе и состоянии объектов, плановых задачах (в режиме реального времени).
Autodesk Navisworks Simulate – решение уровня 4D, позволяет объединять в единую 3D модель проектные данные, независимо от их формата и размера, и связывать существующие проектные данные и ведомости строительных материалов, чтобы просматривать, применять и изменять материалы. Визуализация и проверка проектов выполненных по технологии информационного моделирования здания (BIM) в реальном времени, а также календарное планирование строительства помогает в поиске решений и прогнозировании.
При 4D-моделировании геометрия модели связывается с временем возведения или сноса соответствующих объектов. Это позволяет проверять, насколько технологичны эти операции.
Основное назначение Cinema 4D — создавать реалистичные трехмерные сцены и объекты для дизайна и анимации.
Встраиваемый модуль, Dynamics, управляет физическими процессами, посредством его моделируются гравитация, ветер, столкновение, жесткость и упругость материалов. Игра в бильярд, где учитывается столкновение шаров, падение предмета на натянутую сетку, прогибающуюся под его тяжестью, удар пули о стенку с последующим ее расплющиванием, колыхание ткани — подобное моделирование не вызывает особых сложностей в Cinema 4D с установленным модулем Dynamics.
На сегодняшний день технология 4D активно применяется в следующих сферах:
морская сейсморазведка;
строительство;
ультразвуковые исследования;
компьютерная томография.