ComputerGrafic_Lecture13_4_prn1
.pdf2012
Комп’ютерна графіка
Бендюг В.І., Складанний Д.М.
Кафедра кібернетики хіміко-
технологічних процесів
21.12.2012
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ» Хіміко-технологічний факультет
Комп’ютерна графіка
Курс лекцій
для студентів напряму підготовки
6.051301 – «Хімічна технологія»
Рекомендовано Вченою Радою хіміко-технологічного факультету НТУУ «КПІ»
Київ – 2012
Комп’ютерна графіка: Курс лекцій для студентів напряму підготовки 6.051301 – «Хімічна технологія» [Електронний ресурс]/ [уклад. Бендюг В.І.,Складанний Д.М.]. – К: 2012. – 74 с. Систем. вимоги: Windows; Adobe
Acrobat Reader – Назва з екрану.
Гриф надано Вченою Радою ХТФ НТУУ «КПІ», протокол № 00 від 00.00.2012 р.
Електронне навчальне видання
КОМП’ЮТЕРНА ГРАФІКА
Курс лекцій
для студентів напряму підготовки 6.051301 – «Хімічна технологія»
Укладачі: Бендюг Владислав Іванович, канд. техн. наук, доцент Складанний Денис Миколайович, канд. техн. наук, доцент
Відповідальний редактор А.М. Шахновський, канд. техн. наук, доцент
Рецензент О.І. Букет, канд. техн. наук, доцент.
За редакцією укладачів
|
|
4 |
Зміст |
|
|
Л е к ц ія 1 . З а г а л ь н і в і д о м о с т і п р о с и с те му р о з р о б к и к о м п ’ ю те р н о ї |
|
|
к р е с л я р с ь к о ї д о к у ме н т а ц і ї ........................................................................................................... |
6 |
|
1. АВТОМАТИЗАЦІЯ РОЗРОБКИ ТА ВИКОНАННЯ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИХ |
|
|
ГРАФІЧНИХ ДОКУМЕНТІВ ........................................................................................................................... |
6 |
|
1.1 |
Мета і задачі курсу...................................................................................................................................... |
6 |
1.2 |
Типи графічних зображень......................................................................................................................... |
6 |
1.3 |
Система КОМПАС-ГРАФІК...................................................................................................................... |
8 |
1.4 |
Основні типи документів системи КОМПАС-ГРАФІК........................................................................ |
8 |
1.5 |
Основні елементи інтерфейсу системи .................................................................................................. |
9 |
1.6 |
Панелі інструментів КОМПАС............................................................................................................... |
11 |
1.7 |
Масштаб та зсув зображень .................................................................................................................. |
12 |
1.8 |
Одиниці вимірювання та системи координат ..................................................................................... |
13 |
Л е к ц ія 2 . О с но в н і п р и й о м и р о б о ти в с и с те м і К О М П А С ( ч а с ти н а 1 ) ....15 |
||
2. ОСНОВНІ ТА ДОПОМІЖНІ ПОБУДОВИ ............................................................................................ |
15 |
|
2.1 |
Побудова точок, відрізків, кіл, дуг, прямокутників та багатокутників ......................................... |
15 |
2.2 |
Допоміжні побудови .................................................................................................................................. |
19 |
Л е к ц ія 3 . О с но в н і п р и й о м и р о б о ти в с и с те м і К О М П А С .................................... |
21 |
|
( ч а с т и на 2 ) ................................................................................................................................................... |
21 |
|
2.3 |
Прив'язки і характерні точки .................................................................................................................. |
21 |
2.4 |
Виділення об'єктів ..................................................................................................................................... |
24 |
2.5 |
Побудова фасок і скруглень...................................................................................................................... |
25 |
Л е к ц ія 4 . О с но в н і п р и й о м и р о б о ти в с и с те м і К О М П А С .................................... |
27 |
|
( ч а с т и на 3 ) ................................................................................................................................................... |
27 |
|
2.6 |
Штрихування .............................................................................................................................................. |
27 |
2.7 |
Встановлення розмірів і технологічних позначень............................................................................... |
28 |
2.8 |
Редагування об'єктів ................................................................................................................................. |
30 |
Л е к ц ія 5 . П о б у д о в а р о б о ч и х к р е с л е нь в с и с те м і К О М П А С ( ч а с т и н а 1 ) |
||
................................................................................................................................................................................. |
|
34 |
3. ПОБУДОВА РОБОЧИХ КРЕСЛЕНЬ В СИСТЕМІ КОМПАС ......................................................... |
34 |
|
3.1 |
Настроювання системи для виконання робочих креслень.................................................................. |
34 |
3.2 |
Створення креслярського аркушу ........................................................................................................... |
36 |
3.3 |
Створення видів ......................................................................................................................................... |
37 |
3.4 |
Загальні рекомендації по введенню геометрії креслення .................................................................... |
38 |
Л е к ц ія 6 . П о б у д о в а р о б о ч и х к р е с л е нь в с и с те м і К О М П А С ( ч а с т и н а 2 ) |
||
................................................................................................................................................................................. |
|
40 |
3.5 |
Заповнення основного напису ................................................................................................................... |
40 |
3.6 |
Введення шорсткості ............................................................................................................................... |
42 |
5 |
|
|
3.7 |
Введення технічних вимог ........................................................................................................................ |
42 |
3.8 |
Друк робочих креслень............................................................................................................................... |
44 |
Л е к ц ія 7 . П о б у д о в а ск ла д а л ь ни х к р е с ле н ь в с и ст е м і К О М ПА С ................ |
47 |
|
4. СТВОРЕННЯ ЗБІРНИХ КРЕСЛЕНЬ ТА СПЕЦИФІКАЦІЙ ............................................................ |
47 |
|
4.1 |
Побудова збірних креслень ....................................................................................................................... |
47 |
4.2 |
Створення специфікацій ........................................................................................................................... |
49 |
Л е к ц ія 8 . П о б у д о в а п а р а м е тр и ч н и х к р е с ле н ь і сх е м в с и с те м і |
|
|
К О М П А С ............................................................................................................................................................ |
53 |
|
5 ПОБУДОВА ПАРАМЕТРИЧНИХ КРЕСЛЕНЬ В СИСТЕМІ КОМПАС ....................................... |
53 |
|
5.1 |
Особливості параметричного креслення............................................................................................... |
53 |
5.2 |
Автоматичне накладання зв'язків та обмежень ................................................................................. |
54 |
5.3 |
Автоматичне накладання асоціацій....................................................................................................... |
55 |
5.4 |
Параметричні розміри .............................................................................................................................. |
55 |
Л е к ц ія 9 . Т ве р д о т і л ь не м о д е л ю в а н н я в си с т е м і К О М П А С ............................. |
57 |
|
6 ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ІНТЕРФЕЙСУ ПРИ 3D МОДЕЛЮВАННІ............................................... |
57 |
|
6.1 |
Рядок поточного стану ............................................................................................................................ |
57 |
6.2 |
Інструментальна панель .......................................................................................................................... |
57 |
6.3 |
Панелі розширених команд ....................................................................................................................... |
58 |
6.4 |
Панель спеціального керування ................................................................................................................ |
58 |
6.5 |
Дерево побудов ........................................................................................................................................... |
58 |
6.6 |
Керування зображенням деталі .............................................................................................................. |
59 |
6.7 |
Керування орієнтацією деталі ................................................................................................................ |
59 |
6.8 |
Керування режимом відображення деталі ........................................................................................... |
62 |
6.9 |
Як створюються об'ємні елементи ........................................................................................................ |
65 |
6.10 Ескізи й операції....................................................................................................................................... |
66 |
|
6.11 Основні терміни тривимірної моделі ................................................................................................... |
68 |
|
6.12 Основи моделі ........................................................................................................................................... |
68 |
|
6.13 Робота в режимі редагування ескізу ................................................................................................... |
69 |
|
6.14 Перетин довільним ескізом .................................................................................................................... |
71 |
|
ЛІТЕРАТУРА ...................................................................................................................................................... |
74 |
6 |
Ле кц ія 1. За галь ні в ідомості про си стему розробки |
к омп ’ю те рної креслярсь к ої доку ме нтац ії |
1. АВТОМАТИЗАЦІЯ РОЗРОБКИ ТА ВИКОНАННЯ ПРОЕКТНО- |
КОНСТРУКТОРСЬКИХ ГРАФІЧНИХ ДОКУМЕНТІВ |
1.Мета і задачі курсу.
2.Типи графічних зображень.
3.Система КОМПАС-ГРАФІК.
4.Основні типи документів системи КОМПАС-ГРАФІК.
5.Основні елементи інтерфейсу системи.
6.Панелі інструментів КОМПАС.
7.Масштаб та зсув зображень.
8.Одиниці вимірювання та системи координат.
1.1 Мета і задачі курсу
Отже, шановні студенти ми переходимо для вивчення безпосередньо курсу “Комп’ютера графіка”. Хоча, якщо бути абсолютно точним варто було б назвати курс “Комп’ютерна інженерна графіка”. В межах нашого курсу ви одержите знання, вміння і навички, необхідні для виконання комп'ютерних інженерних креслень. Наш курс буде вивчатися в цьому семестрі, в його складі ви прослухаєте 9 лекцій, виконаєте 10 комп'ютерних практичних робіт, домашню контрольну роботу (ДКР), модульну контрольну роботу (МКР). Вивчення курсу закінчиться диференційованим заліком.
Перше що ми зробимо на сьогоднішній лекції – я ознайомлю вас з рейтинговою системою оцінювання ваших знань, відповідно до розпорядження під розпис.
/ознайомити з РСО і видати листи для розпису/.
На комп’ютерних практичних заняттях ви будете виконувати завдання з використанням програмного пакету КОМПАС-ГРАФІК. В учбовій лабораторії встановлено спеціальну навчальну версію програми. Виходячи з того, що версія навчальна, її можливості в порівнянні з професійною версією дещо урізані, проте їх цілком достатньо не лише для виконання всіх ваших завдань, а й для одержання навичок роботи з професійними кресленнями.
На наших лекціях ви будете одержувати теоретичні знання. Ми почнемо з елементів інтерфейсу системи КОМПАС-ГРАФІК, потім навчимося будувати в цій системі найпростіші геометричні об'єкти, так звані графічні примітиви, навчимося правильно з'єднувати, виділяти і редагувати об'єкти на комп’ютернім кресленнях, навчимося виконувати робочі креслення деталей, збірні креслення, креслення деталювання та специфікації до них. На останніх лекціях ми ознайомимося зі спеціальними можливостями системи інженерної комп'ютерної графіки КОМПАСГРАФІК.
Сьогоднішня наша лекція буде мати вступний характер. Ми ознайомимося з загальними питаннями комп'ютерної графіки, особливостями формування зображень, типи зображень, тощо.
1.2 Типи графічних зображень
Перш за все ми розберемося з базовими поняттями комп'ютерної графіки. Почнемо ми з поняття растрової графіки.
7 |
Растровим називається зображення, що складається з масиву точок, які |
|
|
|
називаються пікселями. Головною властивістю пікселя є його однорідність та |
|
неподільність. Тобто піксель не може складатися з більш дрібних елементів, він є |
|
мінімальним елементом дискретизації в растровому зображенні. |
|
В растровому зображенні явним чином описується кожен піксель, тобто |
|
вказуються його положення і колір. Піксель являє собою також мінімальну одиницю |
|
зображення, що доступна для редагування. Зазвичай піскелі настільки малі, що |
|
виділити на екрані кожен з них не вдається. Пікселі зливаються для ока в єдине |
|
зображення, яке ми і бачимо на екрані. Зрозуміло, що чим менші пікселі і чим більша |
|
їх кількість в одиниці площі зображення, тим якісніше саме зображення. Якість |
|
зображення визначається поняттям розподільної заданості. |
|
Розподільна здатність зображення це параметр, який визначає якість зображення |
|
при його відображенні на екрані чи виведенні на друкуючий пристрій (принтер, |
|
плотер та ін.). Вона вимірюється в кількості пікселів в одному лінійному дюймі |
|
зображення (ppi). |
|
В пікселях також вимірюється розподільна здатність моніторів і принтерів. |
|
Розподільна здатність монітора вимірюється в ррі – pixel per inch, принтерів в dpi – |
|
dot per inch. |
|
Таким чином, можна підсумувати, що будь-яке растрове зображення є фактично |
|
набором точок – пікселів. І кожен з пікселів має певний колір і займає певне |
|
положення. Тому для збереження файлу растрового зображення необхідно |
|
щонайменше вказати для кожного пікселя параметри – координати відносно початку |
|
і колір. Як ми вже сказали якість растрового зображення залежить від кількості |
|
пікселів у ньому. Тому файли растрових зображень мають великий розмір, причому з |
|
покращенням якості самих зображень він зростає в геометричній прогресії. Це є |
|
основним недоліком растрових зображень. Крім того, растрові зображення мають ще |
|
один суттєвий недолік. Вони дуже суттєво втрачають свою якість при збільшенні, |
|
коли пікселі, що їх складають, стають вже видимі оку. У таких випадках кажуть |
|
“зернисте зображення”. |
|
До переваг растрових зображень слід віднести те, що вони можуть |
|
використовуватись в художній комп’ютерній графіці, для виконання елементів |
|
декоративного оформлення, тощо. |
|
Іншим підходом до побудови зображень є векторі зображення. Векторною |
|
графікою називають зображення, що складається з окремих графічних об'єктів. Таким |
|
об'єктом може бути точка, відрізок, пряма, крива, коло, тощо. Кожен об'єкт |
|
векторного зображення внутрішньо реалізований за допомогою математичних |
|
рівнянь. Всі більш складні зображення будуються на основі елементарних кривих, що |
|
побудовані на основі деяких формул. Таким чином досягається те, що всі об'єкти |
|
векторного рисунка пропорційно змінюються при зміні розміру самого зображення. |
|
При виведенні всі лінії залишаються пологими, незалежно від масштабу. Це особливо |
|
важливо у випадках коли потрібні чіткі, однозначно визначені зображення. |
|
Будь-яке векторне зображення можна представити у вигляді ієрархічного дерева. |
|
На вершині його буде саме зображення. Наступним рівнем ієрархії будуть об'єкти – |
|
елементи з яких складається зображення. Самі об'єкти при цьому є векторними |
|
формами і складаються з одного чи декількох векторних контурів. Самі контури |
складаються з сегментів. Початок і закінчення кожного сегменту являє собою вузол, |
8 |
|
|
або якірну точку. |
|
Так, наприклад, для описання лінійного сегменту задають дві точки, для |
|
криволінійних сегментів крім вузлових точок задають також додаткові параметри. |
|
Найбільш загальним видом кривої, що використовується у векторній графіці є крива Без'є. Така крива задається вісьмома параметрами. Чотири параметри визначають положення вузлових точок, а ще чотири – так званих керуючих точок. Всі об'єкти двомірної векторної графіки будуються на основі кривих Без'є. Відрізки і взагалі прямолінійні елементи є окремими випадками таких кривих. Головна відмінність від растрової графіки на основі пікселів полягає в тому, що криві Без'є складаються з опорних точок (вузлів), керуючих точок і сегментів, що розраховуються математично.
Векторні зображення мають недоліки, пов'язані з тим, що вони не дозволяють одержати рисунки з фотографічною якістю. Проте векторні зображення мають ряд суттєвих переваг. Перш за все те, що вони зберігають якість при масштабуванні. Крім того, файли векторних зображень зазвичай невеликі за розміром. В інженерній комп'ютерній графіці, яку ми з вами будемо вивчати використовуються саме векторні зображення.
1.3 Система КОМПАС-ГРАФІК
Система КОМПАС-ГРАФІК розроблена російською компанією АСКОН і є на даній час однією з широко розповсюджених комп'ютерних програм для розробки і редагування комп'ютерних інженерних креслень на території колишнього СРСР. Поряд з системою КОМПАС-ГРАФІК та за кордоном використовується система AutoCAD американської компанії Autodesk. Система AutoCAD має ширший набір можливостей та більше варіантів використання. Проте система КОМПАС-ГРАФІК краще зорієнтована на використання існуючих у нас та в Російській Федерації стандартів, що використовуються при побудові інженерних креслень. Також система КОМПАС-ГРАФІК має простіший вигляд і більш зручна при застосуванні в навчальних цілях.
Система КОМПАС-ГРАФІК розроблена для операційної системи Windows і, отже, має всі основні властивості, що притаманні Windows-програмам. Проте, виходячи зі специфіки виконуваних задач, система має свої особливості, які ми розглянемо детально.
1.4 Основні типи документів системи КОМПАС-ГРАФІК
Перш за все звернемо увагу на те, що у системі КОМПАС-ГРАФІК існує ДВА основних типи документів: креслення і фрагмент.
Креслення – це основний тип документа, що створюється в КОМПАС-ГРАФИК. Він повністю відповідає листу креслення, який конструктор креслить на кульмані, і складається з рамки, штампа, технічних вимог, позначень шорсткості поверхонь, що не вказані і одного чи декількох видів. Деякі з цих елементів на кресленні можуть бути відсутніми, проте, саме головне, для них зарезервовано місце і вони можуть бути створені в будь-який момент. Крім того розмір креслення обмежено встановленим для нього форматом.
9 |
Фрагмент КОМПАС-ГРАФИК, на відміну від креслення, повністю позбавлений |
|
|
|
усіх елементів оформлення і являє собою пустий електронний аркуш, необмеженій |
|
розмірами На ньому можна виконувати креслення повністю вільно в будь-яку |
|
сторону, не звертаючи уваги на межі. |
|
При виборі типу документу слід користуватися наступними правилам: |
|
Якщо потрібно розробити серйозний документ, який далі буде передаватися на |
|
підпис керівнику, у відділ нормоконтролю, в інші відділи, і т. ін. то потрібно обирати |
|
тип креслення. |
|
Якщо розроблюється звичайних ескіз, або просто проводиться обмірковування |
|
за комп'ютером планованої конструкції, чи пророблюються ескізні прорисовки то |
|
краще підходить фрагмент. |
|
Обрання типу документу не є серйозною задачею. Навіть якщо на початковому |
|
етапі роботи тип документу обрано невірно, то в майбутньому побудоване |
|
зображення можна вільно перемістити з креслення на фрагмент і навпаки. |
|
Не давлячись на видиму обмеженість фрагменти широко використовуються в |
|
комп'ютерному кресленні. Наприклад для зберігання створених раніше типових |
|
рішень, коли треба однакові частини вставити в декілька креслень. |
|
Креслення і фрагменти систем КОМПАС-ГРАФИК це різні типи файлів. Тип |
|
файлу креслення має розширення *.CDW, а фрагменти *.FRW. При записування |
|
файлів під певним іменем, розширення задавати не потрібно. Система присвоює його |
|
автоматично в залежності від типу створюваного документу. |
|
1.5 Основні елементи інтерфейсу системи |
|
На наших практичних заняттях ми будемо користуватися системою КОМПАС- |
|
ГРАФІК версії 5.11, яка є офіційно безкоштовно ліцензована для навчальних цілей. |
|
Цю версію можна назвати базовою і першою вдалою. Всі подальші версії КОМПАС- |
|
ГРАФІК є розвитком версії 5.11. В них добавлені нові, більш широкі і в основному |
|
спеціальні та сервісні можливості. Проте самі прийоми створення і редагування |
|
комп'ютерних креслярських документів при цьому залишились незмінними. |
|
Таким чином, почнемо вивчення з зовнішнього виду, або як прийнято говорити |
|
інтерфейсу програми. Відкрийте будь ласка рисунок 1.1 на першому аркуші |
|
ілюстративного матеріалу. Зараз перед вами назви основних елементів інтерфейсу |
|
КОМПАС-ГРАФІК. |
|
Частина елементів інтерфейсу є типовими для Windows-програмам і мають бути |
|
вам відомі. Просто перерахуємо їх /перерахувати з короткими поясненнями/: |
|
Зупинимо основну увагу на елементах інтерфейсу, що є специфічними для |
|
системи КОМПАС-ГРАФІК. |
|
Вікно документу – це те вікно, де безпосередньо відбувається креслення. |
|
Рядок поточного стану – це рядок в якому показано інформацію про стан |
|
системи в даний момент (рис. 1.2), а саме: |
рядок повідомлень – повідомлення про активні команди і операції;
поточний крок курсору – параметр, що показує зміщення курсору у вікні документу при управлінні ним за допомогою клавіатури;
|
поточний масштаб – показує масштаб зображення на екрані. Зверніть увагу |
10 |
|
||
|
на те що не слід плутати масштаб зображення на екрані з масштабом |
|
|
креслення. На нашій лекції ми ще більш детально зупинимося на |
|
|
масштабуванні та зсуві зображень; |
|
поточні координати курсору – показує, відповідно, значення координат х та у курсору на екрані креслення в даній момент;
керування шарами (управление слоями) – це досить цікава команда, зупинимося на ній детальніше.
Рис. 1.1. Інтерфейс КОМПАС-ГРАФІК
Рис. 1.2. Рядок поточного стану
Шар (слой) можна назвати рівнем, на якому розміщено частину об'єктів фрагменту і виду креслення. Робота з шарами в КОМПАС є повною аналогією використання накладених одна на одну креслярських плівок (російською мовою калька) при звичайному проектуванні на кульмані. Система КОМПАС дозволяє створювати в кожному фрагменті чи виді до 255 шарів. Кожен шар може мати