Лекция № 9

Возможности машинной графики

Машинная графика - метод создания, хранения и обработки геометрических моделей объектов и их изображений с помощью ЭВМ.

Первым примером бытового применения машинной графики стали телевизионные игры. Машинная графика нашла применение и как средство художественного оформления и в частности для синтеза заставок, появляющихся перед началом телевизионных передач, при изготовлении рекламы и даже при производстве анимационных и художественных фильмов

Применение ЭВМ позволяет переложить часть трудоемких чертежные и других графических работ на автоматические устройства, способные выполнять их с большой точностью, скоростью и высоким качеством.

Автоматизация практически незаменима для точного вычерчивания изображении чрезвычайно насыщенных однотипными- хотя и простыми элементами, т к для человека такой труд крайне длителен и мучителен. С помощью ЭВМ облегчается оформление конструкторских документов - чертежей, схем и др. насыщенных изображениями стандартных, унифицированных и типовых составных частей.

Машинная графика позволяет решать технические задачи, реализация которых другими способами потребовала бы чрезмерно больших расходов материальных средств и времени. Например, количество компонентов в стандартной интегральной электронной схеме типа тех, что используется в ЭВМ, столь велико, что инженеру потребуется несколько недель, чтобы вычертить ее вручную. Не меньше времени уходит и на перечерчивание, если в схему вносятся серьезные изменения. За счет внедрения интерактивной графической системы   затраты времени на получение чертежей сокращаются во много раз. С помощью ЭВМ инженер может, кроме того, осуществлять проверку спроектированной схемы и вносить необходимые коррективы, причем эти операции занимают считанные минуты.

Таким образом, проектировщик, имея возможность взаимодействия с ЭВМ, может быстро внести требуемые изменения и вновь вынести на экран скорректированный

чертеж схемы.

Существуют три режима работы с ЭВМ:

1. пакетный;

2. диалоговый;

3. интерактивный.

Рассмотрим каждый из режимов в отдельности.

Пакетный режим

Пакетный режим предполагает выполнение чертежа по готовой программе. Пользователь не может влиять на ход ее отработки, что осложняет процесс редактирования. Поэтому этот метод применяется в основном, при получении твердых копни и тиражирования чертежей.

В программном обеспечении для выполнения графических работ различают следующие разновидности:

—Общий пакет программ;

— Специальный или прикладной пакет программ.

В общем пакете собраны графические подпрограммы, которые могут быть использованы при решения различных задач. Подпрограммы, входящие в общий пакет, могут, например, вычерчивать графические примитивы, выполнять преобразования, осуществлять ввод-вывод графической информации и др. примером такого пакета может служить графическое расширение алгоритмического языка ПАСКАЛЬ.

Специальный или прикладной пакет подпрограмм разрабатывается в том случае, когда программист должен составить подпрограмму с сокращенным набором функции, например, чертежей электронных плат и т.д. Такой пакет позволяет увеличивать быстродействие программы, сократить объем требуемой памяти.

Блок-схема работы в пакетном режиме

 

Диалоговый режим

Методы создания графического изображения в диалоговом режиме: вариантное конструирование, генерирование изображения из конструктивных технических элементов.

Диалоговый режим предполагает выполнение чертежей в диалоге - пользователь и ЭВМ. ЭВМ предполагает необходимые рабочие ходы и запрашивает у пользователя соответствующие данные. В отличие от пакетного режима, где устранение ошибок возможно только после выполнения всей программы и получения чертежа, при графическом диалоге обеспечивается быстрая реакция человека на действия, выполняемые ЭВМ. Ошибочное направление или ошибка ввода данных распознается и устраняются немедленно. При графическом диалоге человек и ЭВМ взаимно дополняют друг друга. Большинство графических диалоговых систем не требуют знания программирования, т.к пользователь работает отвечая только на вопросы компьютера, или производит привязку предварительно созданных технических элементов на экране дисплея, В последних диалоговых разработках кроме визуальных средств начинают использовать другие средства общения, такие как речь.

 

 

 

 

 

 

 

Блок-схемы работы в диалоговом режиме

Многократные запросы данных.

 

Графический интерактивный  режим

Графический интерактивный режим реализуется определенным набором команд, ЭВМ извещает пользователя через экран дисплея о своей готовности к приему команды и обработке данных. Работа ведется с использованием экранного меню. Пользователь выбирает из меню нужную команду и сообщает ее ЭВМ после получения команд ЭВМ запрашивает данные. Этими данными могут быть значения координат точек, радиусы тексты. масштаб и др. Команды для ЭВМ оформляются в виде полных или сокращенных слов. Ввод команд н данных производится с клавиатуры или из меню Команда и результат ее выполнения немедленно появляются на экране. Это позволяет пользователю

производить необходимые измерения непосредственно на экране, что в значительной степени упрощает процесс конструирования. Для работы в графическом интерактивном режим, который сегодня является наиболее популярным, создаются специальные программные средства, получившие названия CADы. Они могут быть проблемно -ориентированные ( направленные на решение какой - ли6o узкой задачи ) или универсальные. Но все эти программные средства должны удовлетворять целому ряде требований:

1.      Вычерчивать примитивы и формировать из них изображения.

2.      Осуществлять быстрый поиск в памяти машины сведений об уже созданных и находящихся на экране графических примитивов и опознавать их.

3.      Находить на графических примитивов опорные точки и осуществлять объектную привязку к ним других примитивов.

4.      Редактировать форму, размеры и положение примитивов.

5.      Работать с фрагментами изображении с помощью окон.

6.      Выводить полученное изображение на принтер.

Операции редактирования позволяют производить различные действия с изображениями. Можно стереть полученное изображение, сдвинуть его, повернуть на любой угол получить зеркальное изображение, изменить масштаб, изменить цвет, толщину линий и тип, мультиплицировать и т.п.

Возможность создавать изображения непосредственно на экране дисплея является для пользователя одним из наиболее  привлекательных элементов интерактивной машинной графики. Для того, чтобы сделать данный вид взаимодействия в ЭВМ максимально доступным и удобным, разработан целый ряд различных устройств ввода графической информации, в том числе «мышь», световое перо и т.п.

 

Блок-схема работы в интерактивном режиме

 

 

Литература

1.      Гордон и др. Курс начертательной геометрии. М.: «Высшая школа», 1987.

2.      Чекмарев А.А. Инженерная графика. М.: «Высшая школа», 1988.

3.       Власов М.П. Инженерная графика. М.: Машиностроение, 1979.

4.       Лагерь А.И., Колесникова 3-А. Инженерная графика, М,: «Высшая школа», 1985.

5.      Локтев Д.В. Краткий курс по начертательной геометрии. 1985.

6.      Атабаев Б.А. Преподавание начертательной геометрии и инженерной графики с применением ПЭВМ в технических Вузах 1994