10.1.2. Техническое обеспечение компьютерной графики

Не будем углубляться в классификацию существовавших ранее и существующих сегодня технических средств ввода-вывода графической информации, методы и принципы их работы. Коротко рассмотрим только современные и наиболее часто применяемые из них.

В состав комплекса технических средств компьютерной графики входят, как правило, ПЭВМ (системный блок, монитор), устройства ввода (сканер, клавиатура, мышь) и устройства вывода графического изображения (принтер, плоттер или графопостроитель).

Монитор, представляющий собой устройство отображения информации, предназначен для организации зрительной связи пользователя с ЭВМ. С помощью алфавитно-цифровой клавиатуры и мыши пользователь формирует на экране монитора (дисплея) команды для ЭВМ, после чего, как правило, появляются запросы на ввод дополнительной уточняющей информации. Таким образом осуществляется диалог пользователя с ЭВМ.

При помощи сканера можно ввести в компьютер любую графическую (в том числе фотографию или картину) и текстовую информацию. После этого при помощи соответствующих программных средств эту информацию можно редактировать (изменять, править, дополнять) и сохранять как самостоятельный файл.

Клавиатура удобна для ввода текста, знаков и чисел (координат точек). Кроме того, можно с ее помощью перемещать курсор монитора.

Устройство ввода «мышь» удобно при работе с графическими программами. Мышь позволяет не только указывать положение точек, но и помогает при выборе объектов, их трансформации и переносе. В современных программах чаще всего приходится работать параллельно с клавиатурой и мышью.

Устройством вывода графической информации для форматов бумаги А4 или А3 вполне могут служить струйный или лазерный принтеры, дающие достаточно четкое, точное и качественное изображение. Применение матричных принтеров дает худшие результаты. При необходимости вывода на печать чертежей большего формата желательно использовать плоттер или графопостроитель.

10.1.3. Программное обеспечение компьютерной графики

Программное обеспечение компьютерной (машинной) графики разрабатывалось параллельно развитию техники. Начальные графические пакеты программ были ориентированы на двухмерную графику и не были интерактивными. Например, для выполнения чертежа в ранее широко известном графическом пакете ГРАФОР, необходимо было вначале написать программу для ЭВМ, ввести программу в машину, и только после этого можно было увидеть результат работы программы на экране монитора. Если при написании программы была допущена ошибка, то необходимо было после просмотра результата на мониторе внести исправления в программу.

Современные программные средства (например упоминавшиеся выше AutoCAD и КОМПАС) выгодно отличаются от прежних графических пакетов, таких как ГРАФОР, ГРАФ-СМ, ФАП-КФ и других. Они предназначены не просто для вычерчивания изображений и нанесения элементов оформления чертежа (размеров, надписей). Последние версии современных программных продуктов позволяют конструктору выполнять геометрическое трехмерное моделирование создаваемого объекта.

Изменилась сама «технология» создания чертежа. Вычерчивать плоские (двухмерные) изображения имеет смысл только для простых деталей, для изображения которых достаточно одного вида. Для более сложных объектов, требующих нескольких изображений, вначале создается твердотельная модель детали (или сборочной единицы), на основе которой, пользуясь специальными средствами выполнения чертежей, можно получить любые необходимые изображения – виды, разрезы, сечения и аксонометрические проекции.

Создание твердотельной модели при некотором навыке не вызывает особых затруднений. Для удобства их создания имеется набор основных геометрических форм: параллелепипед, сфера, цилиндр, конус, усеченный конус, пирамида. Если требуется создать тело более сложной формы, то возможно получить его «выдавливанием» или «вращением» замкнутой линии любой конфигурации. При этом направление выдавливания (путь) или ось вращения задаются конструктором по своему усмотрению. После создания всех основных элементарных твердотельных объектов, этаких «кирпичиков» будущей модели, при помощи операций сложения, вычитания или пересечения получаем единую твердотельную модель оригинала.

Чем она удобна? Дело в том, что в указанных программах имеется возможность визуализировать эту модель, т.е. раскрасить ее в любой цвет, удалить невидимые линии. С учетом выбранного освещения и падающих при этом теней получается очень наглядное изображение объекта. Его можно вращать в любых направлениях, как бы рассматривая с разных сторон, оценивая удачность конструкторского решения. При необходимости можно внести нужные изменения в геометрические формы объекта.

Полученную твердотельную модель можно экспортировать в другие программы (например, для прочностных расчетов), после чего вернуть модель в графическую программу и вновь внести изменения в геометрию детали, если в этом есть необходимость.

Получив таким образом удовлетворяющую конструктора модель объекта, можно заняться оформлением ее чертежа. Для этого в AutoCAD-2000, например, есть несколько приемлемых способов.

Комплексный чертеж детали или сборочной единицы, как правило, предусматривает использование нескольких проекций, т.е. нам придется создать несколько так называемых «видовых экранов». Иными словами - в AutoCAD-2000 имеется возможность создавать макет чертежа.

При этом, во-первых, можно просто ограничиться самостоятельно расположенными видовыми экранами с различными проекциями твердотельной модели, удалить невидимые линии, построить необходимые сечения. При этом имеется возможность согласовать изображения в разных видовых экранах (проекциях).

Во-вторых, и это более важно, специально для твердотельных объектов имеется ряд возможностей, облегчающих создание чертежа. В этом случае конструктор сам создает и располагает в нужном месте чертежа несколько видовых экранов (проекций) с изображением в них плоскостных проекций видов, разрезов, аксонометрических проекций, дополнительных видов.

Достаточно просто производится простановка на чертеже размеров различных типов (линейных, угловых, радиусов, диаметров, цепочкой и т.д.). Так же просто наносятся предельные отклонения (допуски) формы, расположения и размеров деталей. В готовый чертеж можно добавить любую текстовую информацию, например технические требования.

Имеются готовые шаблоны оформления всех форматов (рамки чертежа с основной и дополнительными надписями), которые можно наложить на имеющийся чертеж.

Таким образом, мы видим, что современное программное обеспечение позволяет как бы создать макет объекта и легко оформить его чертеж.