Виды компьютерной графики в cad системах
Область применения компьютерной графики не ограничивается одними художественными эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для наглядного отображения разнообразной информации. Конструкторы, разрабатывая новые модели автомобилей и самолетов, используют трехмерные графические объекты, чтобы представить окончательный вид изделия. Архитекторы создают на экране монитора объемное изображение здания, и это позволяет им увидеть, как оно впишется в ландшафт.
Научная графика Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства - графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.
Деловая графика - область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.
Конструкторская графика используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.
Иллюстративная графика - это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.
Художественная и рекламная графика - ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и "движущихся картинок". Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объемом вычислений. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчетов, учитывающих законы оптики.
Компьютерная анимация - это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране рисунке начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.
В разработке представлена теоретическая информация об истории и видах компьютерной графики, рассказывается о технических средствах компьютерной графики.
Описание разработки
- Изучить историю и виды компьютерной графики; сформировать представление о технических средствах при работе с графическими объектами.
- Развить логическое мышление, внимание, у учащихся познавательный интерес. Уметь строить эффективные технологические цепочки для решения информационных задач.
- Воспитать дисциплинированность, вежливость и тактичность. Восприятие компьютера как инструмента обработки информационных объектов.
Ход урока по этапам.
I. Организационный момент.
1. Проверка готовности группы к уроку.
2. Проверка явки учащихся.
II. Актуализация опорных знаний, умений, навыков.
- Сообщаю тему урока «Компьютерная графика. Технические средства компьютерной графики».
- Сообщаю цель урока: изучить историю компьютерной графики и её основные виды, а так же изучить технические средства компьютерной графики.
III. Формирование новых понятий и способов профессиональной деятельности.
Объяснить новый материал:
История компьютерной графики.
В наше время многие люди смотрят фотографии и кинофильмы по компьютеру, хотя есть телевизор и DVD-проигрыватель, просматривают фотографии, хотя это фото лежит в альбоме, почему? Может ли кто из вас объяснить причину, кроме той, что телевизор смотрит кто-то другой и вам не уступают. Итак, я выслушала ваши ответы и могу сделать вывод следующий, что на современном компьютере изображение бывает более качественным, чем у телевизора.
Как же получаются все эти “картинки” на экране компьютера?
Вы уже хорошо знаете, что любую работу компьютер выполняет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию, в данном случае графическую информацию. Монитор лишь отображает, что хранится в памяти компьютера, значит, все изображения хранятся в памяти компьютера.
Итак, что мы будем назвать компьютерной графикой.
Компьютерная графика – это раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графической информации (изображений).
История компьютерной графикой.
1. Результатами расчётов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознавать полученные результаты, человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертёжные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными. Таково уж свойство человеческой психики: наглядность – важнейшее условие для понимания.
Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) получались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей.
С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения. В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.
2. Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу – графопостроители (другое название - плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.
3. Настоящая революция в компьютерной графике произошла с проявлением графических дисплеев. На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки, чертежи в таком виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок и чертежных инструментов.
Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Существуют принтеры цветной печати, дающие качество рисунков на уровне фотографий.
Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.
Виды компьютерной графики.
Это направление появилось самым первым. Назначение – визуализация (т.е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядными представлениями их результатов.
Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статические сводки – вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстрированные материалы.
Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц), с которыми мы познакомимся позже.
Она применяется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР). Графика в САПР используется для подготовки технических чертежей проектируемых устройств.
Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции. Наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные изображения.
Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей и других инструментов. Пакет иллюстрированной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.
Простейшие программные средства иллюстрированной графики называются графическими редакторами.
Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое.
Графические пакеты для этих целей требуется больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических (очень близких к естественным) изображений, а так же «движущихся картинок».
Для создания реалистичных изображений в графических пакетах этой категории используется сложный математический аппарат.
Получение рисунков трехмерных (пространственных) объектов, их повороты, приближения, удаления, деформация – всё это связано с геометрическими расчетами. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источников света, от расположения теней, от фактуры поверхности (глянцевая, матовая, пористая) требует расчётов, учитывающих законы оптики.
Получение движущихся изображений на мониторе компьютера называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».
В недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переносились на киноплёнку. Система компьютерной анимации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создавать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объекта, а все промежуточные состояния рассчитывает и изобразит компьютер. Такая работа связана с расчетами, опирающимися на математические описания данного типа движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюстрированные движения.
Технические средства компьютерной графики.
Монитор.
В 19 веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и на компьютерах. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр.
Одна точка носит название видеопиксель (далее будем говорить пиксель). Слово «пиксель» означает точка рисунка. Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения. Размер графической сетки обычно представляют в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк: M×N.
Размер монитора характеризуется длиной диагонали его экрана, выраженной в дюймах. 1дюйм = 2,54см.
Частота мерцания экрана должна быть 75-85 Гц. При такой частоте наше зрение не замечает мерцание изображения.
Каждый пиксель на цветном экране – это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленного и синего. Эти точки расположены так близко к друг другу, что нам они кажутся слившимися в одну точку.
Всё больше распространение получают жидкокристаллические мониторы – ЖК-мониторы. По сравнению с ЭЛТ-монитором они значительно меньше по весу, имеют плоскую форму. При работе с ЖК-монитором меньше устают глаза.
Видеопамять и дисплейный процессор.
Видеоадаптер – устройство, управляющее работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора.
В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана.
Видеопамять – это электронное энергозависимое запоминающее устройство.
Дисплейный процессор – вторая составляющая видеоадаптера.
Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.
Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный процессор периодически читает её и передает на монитор, на котором эта информация превращается в изображение.
Устройства ввода изображения в компьютера.
Сканер – это устройство ввода информации.
Работа сканера как бы противоположна работе видеоадаптера и монитора: видеоадаптер преобразует двоичный код в изображение на экране; сканер преобразует изображение на рисунке, чертеже, фотографии в двоичный код, который записывается в память компьютера. Сканер получил свое название в соответствии с принципом своей работы: световой луч построчно сканирует плоский рисунок подобно тому, как электронный луч сканирует экран дисплея.
С помощью сканера в компьютер можно вводить текст, напечатанный на листе бумаге.
В компьютер изображение можно вводить с цифрового фотоаппарата или с цифровой видеокамеры. На фотоаппарате фотография сохраняется в виде двоичного кода насменной флэш-карте, а фильм в видеокамере записывается на магнитную ленту. Затем они могут быть переписаны в компьютер для просмотра и обработки.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Видеолекции для
профессионалов
- Свидетельства для портфолио
- Вечный доступ за 120 рублей
- 311 видеолекции для каждого
ГРАФИКА В CAD СИСТЕМАХ
Компьютерная графика в настоящее время используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации.
Обложки журналов, рекламная печатная продукция, газеты, рекламные ролики по телевидению, фильмы, корпоративные презентации, CD-ROM носители, сеть Интернет – все это области применения компьютерной графики, основу которой составляет работа с цифровыми изображениями. Это связано с тем, что цифровые изображения проще хранить, тиражировать, улучшать и компоновать с текстами или другими информационными средствами.
На сегодняшний день создано большое количество программ, позволяющих создавать и редактировать трехмерные сцены и объекты, существует множество специализированных программных пакетов, охватывающих практически все стороны человеческой жизни.
1. Применение CAD систем
Программы CAD (computer-aided desigh – компьютерная поддержка проектирования) представляют собой векторные программные средства, которые нашли широкое применение в различных сферах человеческой жизни. Более привычно эти системы именуются системами автоматизированного проектирования – САПР.
Одно из главных применений составляет их использование в различных областях инженерной конструкторской деятельности – от проектирования микросхем до создания самолетов.
Другой важной областью применения САПР является архитектура. Использование машинной графики позволяет визуально воспроизводить двухмерные изображения и трехмерные модели.
САПР используется и в медицине. Например, автоматизированное проектирование имплантатов, особенно для костей и суставов, позволяет минимизировать необходимость внесения изменений в ходе операции.
2. Программный пакет ArchiCAD
ArchiCAD – программный пакет для архитекторов, основанный на технологии информационного моделирования (Building Information Modeling – BIM),созданный фирмой Graphisoft. Предназначен для проектирования архитектурно-строительных конструкций и решений, а также элементов ландшафта, мебели и т.п.
Первая версия программы ArchiCAD была создана в 1984 году под названием Radar CH. Она работала на компьютерах Apple Lisa и представляла собой программу для проектирования водопроводов.
Все версии до 4.16 выпускались под ОС Apple Macintosh. Версия 4.16 была выпущена под Windows 3.1. Все последующие версии, кроме 4.5, выпускались под ОС семейства Windows и MacOS X.///
При работе в пакете используется концепция Виртуального Здания. Суть её состоит в том, что проект ArchiCAD представляет виртуальную модель реального здания, существующую в памяти компьютера. Для её выполнения проектировщик на начальных этапах работы с проектом фактически «строит» здание, используя при этом инструменты, имеющие свои полные аналоги в реальности: стены, перекрытия, окна, лестницы, разнообразные объекты и т. д.
Завершив этап моделирования, пользователь может извлечь из «виртуального здания» все необходимые данные для создания проектной документации: планы этажей, фасады, разрезы, экспликации, спецификации, визуализации и пр.///
Инструменты:
– Стены – аналог реальных стен. В плане могут быть прямые, трапецеидальные, многоугольные (произвольной формы). Вертикальное сечение может быть прямым, наклонным, с двухсторонним наклоном (трапецевидное), а также сложным профилем. Возможно моделирование деревянных стен из бревен или сруба. Могут иметь композитный (многослойный) состав. При построении стен они бесшовно сопрягаются друг с другом (опционально допустимо отключение данной возможности).
– Колонны – вертикальные или наклонные стержни прямоугольного, круглого или произвольного сечения. Сечение постоянно по всей колонне. Состоят из ядра и облицовки (при указании нулевой толщины облицовки — только из ядра).
– Балки – прямолинейные, горизонтальные или наклонные элементы прямоугольного или профильного сечения. Сечение постоянно по всей длине балки. В балках могут быть устроены отверстия прямоугольной или круглой формы.
– Перекрытия – прямоугольные призматические конструкции, расположенные в горизонтальной плоскости. В плане могут иметь любую форму. Могут иметь композитный состав. Ближайшим аналогом в реальности являются монолитные перекрытия.
– Крыши – наклонные элементы покрытия. Возможно моделирование простого ската, многоскатной крыши, сводчатой крыши, купола. При пересечении друг с другом автоматически бесшовно не сопрягаются. Могут иметь композитный состав.
– Перегородки – новый, появившийся в 12 версии, инструмент, позволяющий проектировать и документировать сложные конструкции, содержащие перегородки и навесные стены на плане этажа, в разрезах и 3D-окне.– Объекты
– Источники света – элементы дополнительного (помимо солнца) освещения. Параметры источников света в основном идентичны параметрам объектов. Отличие заключается в наличии ряда уникальных управляющих элементов (параметров): выключателя, регулятора цвета светового потока и его яркости.
– Окна и двери – специализированные параметрические элементы для вставки в стены соответственно окон и дверей. Стандартная библиотека ArchiCAD включает в себя прямоугольные, треугольные, многоугольные, арочные окна и двери, а также пустые проёмы разнообразных форм. Возможно устройство окон с четвертями различного вида. Окна могут быть угловыми. Ниши в стенах и пилястры в ArchiCAD тоже относятся к этому классу объектов.
– Световые люки – в основном аналогичны окнам, но размещаются не в стенах, а в крышах. При установке автоматически привязываются к поверхности крыши, воспринимают её уклон и создают проём в крыше.
– Лестницы – объекты, представляющие собой аналог реальных лестниц.
Преимущества и недостатки
– Основным преимуществом программы является естественная взаимосвязь между всеми частями проекта. Технология «виртуального здания» (BIM) позволяет работать не с отдельными, физически никак не связанными между собой чертежами, а со всем проектом в целом. Любые изменения, сделанные, например, на плане здания, автоматически отобразятся. Такой подход обеспечивает значительное сокращение времени проектирования. Кроме того, при правильной работе с виртуальным зданием гарантировано обнаружение и устранение большинства проблем, которые обязательно проявились бы на более поздних этапах проектирования или, что ещё хуже, уже на строительной площадке.
– Благодаря большому количеству настроек стандартных инструментов, объекты настраиваются в соответствии с пожеланиями пользователя.
– Начиная с 12 версии ArchiCAD разработчик выпускает дополнительные приложения, призванные расширить функциональность базового продукта. Среди этих приложений:
– MEP Modeler, предназначенный для создания, редактирования и импорта 3D-моделей инженерных коммуникаций в среде ArchiCAD;
– EcoDesigner, позволяющий проводить энергетические расчёты здания силами архитекторов;
– Virtual Building Explorer, предназначенный для создания интерактивной презентации созданного в ArchiCAD проекта.
– Недостатком программы можно считать ограниченные возможности по созданию объектов со сложной, нестандартной геометрией (например, поверхности NURBS, скульптурное моделирование), что зачастую не позволяет проектировщику стандартными средствами реализовать все свои идеи в полной мере. Для решения такой проблемы можно воспользоваться импортом из сторонних программ наподобие Cinema 4D, 3ds Max.
Некоторым недостатком можно считать достаточно высокую (около 118,5 тыс. руб.) стоимость ArchiCAD. Однако, начиная с 2006 года компания «Graphisof» предлагают начинающим пользователям урезанную версию программы ArchiCAD StarT Edition.
Имеется три типа лицензий ArchiCAD: триал (коммерческая), учебная (для студентов, преподавателей и учебных заведений) и испытательная. Все лицензии, кроме триала, абсолютно бесплатные. Также имеется демонстрационная версия.//
2. Система автоматизированного проектирования и черчения
AutoCAD – двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Первая версия системы была выпущена в 1982 году. AutoCAD и специализированные приложения на его основе нашли широкое применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности. Программа выпускается на 18 языках. Уровень локализации варьирует от полной адаптации до перевода только справочной документации. Русскоязычная версия локализована полностью, включая интерфейс командной строки и всю документацию, кроме руководства по программированию.
Функциональные возможности
Ранние версии AutoCAD оперировали небольшим числом элементарных объектов, такими как круги, линии, дуги и текст, из которых составлялись более сложные. Однако на современном этапе возможности AutoCAD весьма широки и намного превосходят возможности «электронного кульмана».
В области двумерного проектирования AutoCAD по-прежнему позволяет использовать элементарные графические примитивы для получения более сложных объектов. Кроме того, программа предоставляет весьма обширные возможности работы со слоями и аннотативными объектами (размерами, текстом, обозначениями). В версии 2014 появилась возможность динамической связи чертежа с реальными картографическими данными (GeoLocation API).
Специализированные приложения на основе AutoCAD
AutoCAD Architecture — версия, ориентированная на архитекторов и содержащая специальные дополнительные инструменты для архитектурного проектирования и черчения, а также средства выпуска строительной документации.
AutoCAD Electrical разработан для проектировщиков электрических систем управления и отличается высоким уровнем автоматизации стандартных задач и наличием обширных библиотек условных обозначений.
AutoCAD Civil 3D — решение для проектирования объектов инфраструктуры, предназначенное для землеустроителей, проектировщиков генплана и проектировщиков линейных сооружений. Помимо основных возможностей, AutoCAD Civil 3D может выполнять такие виды работ, как геопространственный анализ для выбора подходящей стройплощадки, анализ ливневых стоков для обеспечения соблюдения экологических норм, составление сметы и динамический расчет объёмов земляных работ.
AutoCAD MEP ориентирован на проектирование инженерных систем объектов гражданского строительства: систем сантехники и канализации, отопления и вентиляции, электрики и пожарной безопасности. Реализовано построение трехмерной параметрической модели, получение чертежей и спецификаций на её основе.
AutoCAD Map 3D создан для специалистов, выполняющих проекты в сфере транспортного строительства, энергоснабжения, земле- и водопользования и позволяет создавать, обрабатывать и анализировать проектную и ГИС-информацию.
AutoCAD Ecscad позволяет инженерам-электрикам создавать схемы электротехнического оборудования с помощью сценариев и библиотек условных обозначений.
AutoCAD Mechanical предназначен для проектирования в машиностроении и отличается наличием библиотек стандартных компонентов (более 700 тысяч элементов), генераторов компонентов и расчётных модулей, средств автоматизации задач проектирования и составления документации, возможностью совместной работы.///
3. Семейство систем автоматизированного проектирования «Компас»
«Компас» — семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации.
Разрабатывается российской компанией «Аскон». Название линейки является акронимом от фразы «комплекс автоматизированных систем». В торговых марках используется написание заглавными буквами: «КОМПАС». Первый выпуск «Компаса» (версия 1.0) состоялся в 1989 году. Первая версия под Windows — «Компас 5.0» — вышла в 1997 году.
Возможности
Программы данного семейства автоматически генерируют ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.
Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели. Имеется возможность связи трёхмерных моделей и чертежей со спецификациями, то есть при «надлежащем» проектировании спецификация может быть получена автоматически; кроме того, изменения в чертеже или модели будут передаваться в спецификацию, и наоборот.
«Компас» выпускается в нескольких редакциях: «Компас-График», «Компас-СПДС», «Компас-3D», «Компас-3D LT», «Компас-3D Home». «Компас-График» может использоваться и как полностью интегрированный в «Компас-3D» модуль работы с чертежами и эскизами, и в качестве самостоятельного продукта, предоставляющего средства решения задач 2D-проектирования и выпуска документации. «Компас-3D LT» и «Компас-3D Home» предназначены для некоммерческого использования, «Компас-3D» без специализированной лицензии не позволяет открывать файлы, созданные в этих программах. Такая специализированная лицензия предоставляется только учебным заведениям.///
« Компас - 3D »
Система «Компас-3D» предназначена для создания трёхмерных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе проектированного ранее прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства.
Система «Компас-3D» включает следующие компоненты: система трёхмерного твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования «Компас-График» и модуль формирования спецификаций. Ключевой особенностью «Компас-3D» является использование собственного математического ядра и параметрических технологий.//
«Компас-График»
Система «Компас-График» входит в состав «Компас-3D» и предназначена для автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности (машиностроение, архитектура, строительство) при создании чертежей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы, схем, спецификаций, таблиц, инструкций, расчётно-пояснительных записок, технических условий, текстовых и прочих документов.//
«Компас-Строитель»
Система «Компас-Строитель» предназначена для автоматизации проектно-конструкторских работ в строительной отрасли. Она позволяет создавать рабочую документацию согласно стандартам СПДС.
Некоммерческие версии
Файлы, созданные или отредактированные в некоммерческих версиях, имеют специальный тип и их можно открывать только в «Компас-3D LT», «Компас-3D Home», «Учебной версии Компас-3D» и в учебных комплектах вузов. При этом на распечатываемых чертежах ставится пометка «Не для коммерческого использования».
«Компас-3D LT»
Система «Компас-3D LT» является бесплатной упрощенной версией «Компас-3D» (без возможности моделирования сборок) и предназначена для использования в школах, кружках, а также в личных образовательных целях. В её состав, помимо упрощенной версии «Компас-3D», также входит система автоматизированного проектирования «Компас-График».
«Компас-3D Home»
Выпущенная в 2011 году бесплатная система «Компас-3D Home» предназначена для использования в домашних и образовательных целях. В состав системы по состоянию на 2013 год входило свыше 50 приложений для машиностроения, приборостроения и строительства. В поставку с системой «Компас-3D Home» входит встроенное в неё интерактивное учебное пособие «Азбука КОМПАС» с уроками по освоению 3D-технологии. Функционально «Компас-3D Home» отличается от «Компас-3D» отсутствием некоторых библиотек и приложений.
«Учебная версия Компас-3D»
Система «Учебная версия Компас-3D», являющаяся полнофункциональной бесплатной версией «Компас-3D», предназначена для использования школьниками, студентами и аспирантами на домашних компьютерах в учебных целях, доступна для загрузки после регистрации на сайте образовательной программы Аскон. Использование в образовательном процессе в учебных заведениях не предусмотрено. Функционально «Учебная версия Компас-3D» ничем не отличается от профессиональной и обладает полным комплектом библиотек и приложений.
Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика ) — область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза (создания) изображений , так и для обработки визуальной информации , полученной из реального мира.
Палитра цветов (рис. 2)
Если палитра отсутствует на экране, вызовите её командой Вид – Палитра (рис. 2). Найдите область, которая отражает текущий цвет . Верхний квадрат – это текущий цвет, т.е. цвет которым рисуем, он выбирается левой кнопкой мыши, а цвет фона (нижний квадрат) – правой кнопкой мыши. Для изменения оттенков цветов нужно зайти в меню Палитра – Изменить палитру.
Векторная графика
Векторная графика используется для создания иллюстраций. Используется в рекламе, дизайнерских бюро, редакциях, конструкторских бюро. С помощью векторной графики могут создаваться высокохудожественные произведения, но их создание очень сложно. Элементарный объект векторной графики – линия. Все в векторной иллюстрации состоит из линий. Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экранных точек в изображении. Объем памяти, занимаемый линией, не зависит от её размеров, так как линия представляется в виде формулы, а векторную графику называют вычисляемой графикой
Как и все объекты линии имеют свойства. К ним относятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т.д.).
Свойства векторной графики
- Замкнутые линии имеют свойства заполнения цветом, текстурой, картой.
- В векторной графике легко решаются вопросы масштабирования. Если линии задана толщина 0,15 мм, то как бы не увеличивали или уменьшали рисунок, эта линия будет иметь такую толщину. При распечатке изображения толщина линий сохраняется. Увеличивая изображение, можно подробно рассмотреть его детали, при этом качество не ухудшается.
Векторный редактор, встроенный в текстовый редактор MS Word
В текстовом редакторе VS Word создание векторных рисунков производится с использованием панели инструментов Рисование .
Для того, чтобы панель Рисование отображалась необходимо выполнить команду Вид/Панели инструментов/Рисование.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
- Действия
- Выбор объектов
- Свободное вращение
- Автофигуры
- Линия
- Стрелка
- Прямоугольник
- Овал
- Надпись
- Добавить объект WordArt
11 Вставка картинок
12 Цвет заливки
- Цвет линий
- Цвет шрифта
- Тип линии
- Тип штриха
- Вид стрелок
- Тень
- Объем
Основные операции
Основные операции над векторными изображениями – копирование, вырезка, вставка, удаление и перемещение – выполняются так же, как и для текстовых фрагментов. Единственное различие с растровыми изображениями – это выделение графического объекта, которое выполняется щелчком левой кнопкой мыши по этому объекту.
Изменение размеров объекта
- Выделить объект
- Удерживая указатель на ключевой точке (белые точки), изменить размеры объекта
- Для копирования необходимо выделить объект
- Выбрать в меню команд – Копировать
- Выбрать в меню команд – Вставить
- Для удаления необходимо выделить объект
- Нажать клавишу delete
Вращение и наклон
- Выделить объект
- Удерживая указатель Вращения повернуть объект (зеленая точка свободного вращения)
- Удерживая точки Наклона (желтые точки), изменить положение объекта
- Выделить объект
- Выбрать в меню команду – Рисование – Повернуть/ Отразить:
- Отразить слева направо
- Отразить сверху вниз
Можно сначала объект вращать, а затем отразить
- Выделить объект
- Выбрать в меню команд – Рисование – Повернуть/ Отразить:
- Повернуть влево на 90°
- Повернуть вправо на 90°
Поворот и Отражение можно выполнить и Свободным вращением
Группирование
Группировка – это объединение нескольких графических объектов в одну целостную группу.
- Нажать кнопку Выбор объекта
- Выделить все объекты
- Рисование → Группировать
Разгруппирование
Разгруппирование– это разделение одного графического объекта на несколько графических.
- Выделить объект
- Рисование → Разруппировать (Необходимо, например, чтобы выполнить заливку разных фрагментов)
Порядок расположения объектов
Для создания различного расположения объектов используется команда
Рисование — Порядок (или щелчком правой кнопки вызвать контекстное меню):
- На задний план
- На передний план
- Переместить вперёд
- Переместить назад
Порядок расположения объектов и текста
Для создания различного расположения объектов и текста используется команда
Рисование — Порядок (или щелчком правой кнопки вызвать контекстное меню):
- Поместить перед текстом
- Поместить за текстом
Описание разработки
- Изучить историю и виды компьютерной графики; сформировать представление о технических средствах при работе с графическими объектами.
- Развить логическое мышление, внимание, у учащихся познавательный интерес. Уметь строить эффективные технологические цепочки для решения информационных задач.
- Воспитать дисциплинированность, вежливость и тактичность. Восприятие компьютера как инструмента обработки информационных объектов.
Ход урока по этапам.
I. Организационный момент.
1. Проверка готовности группы к уроку.
2. Проверка явки учащихся.
II. Актуализация опорных знаний, умений, навыков.
- Сообщаю тему урока «Компьютерная графика. Технические средства компьютерной графики».
- Сообщаю цель урока: изучить историю компьютерной графики и её основные виды, а так же изучить технические средства компьютерной графики.
III. Формирование новых понятий и способов профессиональной деятельности.
Объяснить новый материал:
История компьютерной графики.
В наше время многие люди смотрят фотографии и кинофильмы по компьютеру, хотя есть телевизор и DVD-проигрыватель, просматривают фотографии, хотя это фото лежит в альбоме, почему? Может ли кто из вас объяснить причину, кроме той, что телевизор смотрит кто-то другой и вам не уступают. Итак, я выслушала ваши ответы и могу сделать вывод следующий, что на современном компьютере изображение бывает более качественным, чем у телевизора.
Как же получаются все эти “картинки” на экране компьютера?
Вы уже хорошо знаете, что любую работу компьютер выполняет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию, в данном случае графическую информацию. Монитор лишь отображает, что хранится в памяти компьютера, значит, все изображения хранятся в памяти компьютера.
Итак, что мы будем назвать компьютерной графикой.
Компьютерная графика – это раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графической информации (изображений).
История компьютерной графикой.
1. Результатами расчётов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознавать полученные результаты, человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертёжные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными. Таково уж свойство человеческой психики: наглядность – важнейшее условие для понимания.
Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) получались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей.
С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения. В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.
2. Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу – графопостроители (другое название - плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.
3. Настоящая революция в компьютерной графике произошла с проявлением графических дисплеев. На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки, чертежи в таком виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок и чертежных инструментов.
Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Существуют принтеры цветной печати, дающие качество рисунков на уровне фотографий.
Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.
Виды компьютерной графики.
Это направление появилось самым первым. Назначение – визуализация (т.е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядными представлениями их результатов.
Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статические сводки – вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстрированные материалы.
Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц), с которыми мы познакомимся позже.
Она применяется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР). Графика в САПР используется для подготовки технических чертежей проектируемых устройств.
Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции. Наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные изображения.
Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей и других инструментов. Пакет иллюстрированной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.
Простейшие программные средства иллюстрированной графики называются графическими редакторами.
Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое.
Графические пакеты для этих целей требуется больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических (очень близких к естественным) изображений, а так же «движущихся картинок».
Для создания реалистичных изображений в графических пакетах этой категории используется сложный математический аппарат.
Получение рисунков трехмерных (пространственных) объектов, их повороты, приближения, удаления, деформация – всё это связано с геометрическими расчетами. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источников света, от расположения теней, от фактуры поверхности (глянцевая, матовая, пористая) требует расчётов, учитывающих законы оптики.
Получение движущихся изображений на мониторе компьютера называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».
В недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переносились на киноплёнку. Система компьютерной анимации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создавать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объекта, а все промежуточные состояния рассчитывает и изобразит компьютер. Такая работа связана с расчетами, опирающимися на математические описания данного типа движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюстрированные движения.
Технические средства компьютерной графики.
Монитор.
В 19 веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и на компьютерах. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр.
Одна точка носит название видеопиксель (далее будем говорить пиксель). Слово «пиксель» означает точка рисунка. Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения. Размер графической сетки обычно представляют в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк: M×N.
Размер монитора характеризуется длиной диагонали его экрана, выраженной в дюймах. 1дюйм = 2,54см.
Частота мерцания экрана должна быть 75-85 Гц. При такой частоте наше зрение не замечает мерцание изображения.
Каждый пиксель на цветном экране – это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленного и синего. Эти точки расположены так близко к друг другу, что нам они кажутся слившимися в одну точку.
Всё больше распространение получают жидкокристаллические мониторы – ЖК-мониторы. По сравнению с ЭЛТ-монитором они значительно меньше по весу, имеют плоскую форму. При работе с ЖК-монитором меньше устают глаза.
Видеопамять и дисплейный процессор.
Видеоадаптер – устройство, управляющее работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора.
В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана.
Видеопамять – это электронное энергозависимое запоминающее устройство.
Дисплейный процессор – вторая составляющая видеоадаптера.
Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.
Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный процессор периодически читает её и передает на монитор, на котором эта информация превращается в изображение.
Устройства ввода изображения в компьютера.
Сканер – это устройство ввода информации.
Работа сканера как бы противоположна работе видеоадаптера и монитора: видеоадаптер преобразует двоичный код в изображение на экране; сканер преобразует изображение на рисунке, чертеже, фотографии в двоичный код, который записывается в память компьютера. Сканер получил свое название в соответствии с принципом своей работы: световой луч построчно сканирует плоский рисунок подобно тому, как электронный луч сканирует экран дисплея.
С помощью сканера в компьютер можно вводить текст, напечатанный на листе бумаге.
В компьютер изображение можно вводить с цифрового фотоаппарата или с цифровой видеокамеры. На фотоаппарате фотография сохраняется в виде двоичного кода насменной флэш-карте, а фильм в видеокамере записывается на магнитную ленту. Затем они могут быть переписаны в компьютер для просмотра и обработки.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Видеолекции для
профессионалов
- Свидетельства для портфолио
- Вечный доступ за 120 рублей
- 311 видеолекции для каждого
ГРАФИКА В CAD СИСТЕМАХ
Компьютерная графика в настоящее время используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации.
Обложки журналов, рекламная печатная продукция, газеты, рекламные ролики по телевидению, фильмы, корпоративные презентации, CD-ROM носители, сеть Интернет – все это области применения компьютерной графики, основу которой составляет работа с цифровыми изображениями. Это связано с тем, что цифровые изображения проще хранить, тиражировать, улучшать и компоновать с текстами или другими информационными средствами.
На сегодняшний день создано большое количество программ, позволяющих создавать и редактировать трехмерные сцены и объекты, существует множество специализированных программных пакетов, охватывающих практически все стороны человеческой жизни.
1. Применение CAD систем
Программы CAD (computer-aided desigh – компьютерная поддержка проектирования) представляют собой векторные программные средства, которые нашли широкое применение в различных сферах человеческой жизни. Более привычно эти системы именуются системами автоматизированного проектирования – САПР.
Одно из главных применений составляет их использование в различных областях инженерной конструкторской деятельности – от проектирования микросхем до создания самолетов.
Другой важной областью применения САПР является архитектура. Использование машинной графики позволяет визуально воспроизводить двухмерные изображения и трехмерные модели.
САПР используется и в медицине. Например, автоматизированное проектирование имплантатов, особенно для костей и суставов, позволяет минимизировать необходимость внесения изменений в ходе операции.
2. Программный пакет ArchiCAD
ArchiCAD – программный пакет для архитекторов, основанный на технологии информационного моделирования (Building Information Modeling – BIM),созданный фирмой Graphisoft. Предназначен для проектирования архитектурно-строительных конструкций и решений, а также элементов ландшафта, мебели и т.п.
Первая версия программы ArchiCAD была создана в 1984 году под названием Radar CH. Она работала на компьютерах Apple Lisa и представляла собой программу для проектирования водопроводов.
Все версии до 4.16 выпускались под ОС Apple Macintosh. Версия 4.16 была выпущена под Windows 3.1. Все последующие версии, кроме 4.5, выпускались под ОС семейства Windows и MacOS X.///
При работе в пакете используется концепция Виртуального Здания. Суть её состоит в том, что проект ArchiCAD представляет виртуальную модель реального здания, существующую в памяти компьютера. Для её выполнения проектировщик на начальных этапах работы с проектом фактически «строит» здание, используя при этом инструменты, имеющие свои полные аналоги в реальности: стены, перекрытия, окна, лестницы, разнообразные объекты и т. д.
Завершив этап моделирования, пользователь может извлечь из «виртуального здания» все необходимые данные для создания проектной документации: планы этажей, фасады, разрезы, экспликации, спецификации, визуализации и пр.///
Инструменты:
– Стены – аналог реальных стен. В плане могут быть прямые, трапецеидальные, многоугольные (произвольной формы). Вертикальное сечение может быть прямым, наклонным, с двухсторонним наклоном (трапецевидное), а также сложным профилем. Возможно моделирование деревянных стен из бревен или сруба. Могут иметь композитный (многослойный) состав. При построении стен они бесшовно сопрягаются друг с другом (опционально допустимо отключение данной возможности).
– Колонны – вертикальные или наклонные стержни прямоугольного, круглого или произвольного сечения. Сечение постоянно по всей колонне. Состоят из ядра и облицовки (при указании нулевой толщины облицовки — только из ядра).
– Балки – прямолинейные, горизонтальные или наклонные элементы прямоугольного или профильного сечения. Сечение постоянно по всей длине балки. В балках могут быть устроены отверстия прямоугольной или круглой формы.
– Перекрытия – прямоугольные призматические конструкции, расположенные в горизонтальной плоскости. В плане могут иметь любую форму. Могут иметь композитный состав. Ближайшим аналогом в реальности являются монолитные перекрытия.
– Крыши – наклонные элементы покрытия. Возможно моделирование простого ската, многоскатной крыши, сводчатой крыши, купола. При пересечении друг с другом автоматически бесшовно не сопрягаются. Могут иметь композитный состав.
– Перегородки – новый, появившийся в 12 версии, инструмент, позволяющий проектировать и документировать сложные конструкции, содержащие перегородки и навесные стены на плане этажа, в разрезах и 3D-окне.– Объекты
– Источники света – элементы дополнительного (помимо солнца) освещения. Параметры источников света в основном идентичны параметрам объектов. Отличие заключается в наличии ряда уникальных управляющих элементов (параметров): выключателя, регулятора цвета светового потока и его яркости.
– Окна и двери – специализированные параметрические элементы для вставки в стены соответственно окон и дверей. Стандартная библиотека ArchiCAD включает в себя прямоугольные, треугольные, многоугольные, арочные окна и двери, а также пустые проёмы разнообразных форм. Возможно устройство окон с четвертями различного вида. Окна могут быть угловыми. Ниши в стенах и пилястры в ArchiCAD тоже относятся к этому классу объектов.
– Световые люки – в основном аналогичны окнам, но размещаются не в стенах, а в крышах. При установке автоматически привязываются к поверхности крыши, воспринимают её уклон и создают проём в крыше.
– Лестницы – объекты, представляющие собой аналог реальных лестниц.
Преимущества и недостатки
– Основным преимуществом программы является естественная взаимосвязь между всеми частями проекта. Технология «виртуального здания» (BIM) позволяет работать не с отдельными, физически никак не связанными между собой чертежами, а со всем проектом в целом. Любые изменения, сделанные, например, на плане здания, автоматически отобразятся. Такой подход обеспечивает значительное сокращение времени проектирования. Кроме того, при правильной работе с виртуальным зданием гарантировано обнаружение и устранение большинства проблем, которые обязательно проявились бы на более поздних этапах проектирования или, что ещё хуже, уже на строительной площадке.
– Благодаря большому количеству настроек стандартных инструментов, объекты настраиваются в соответствии с пожеланиями пользователя.
– Начиная с 12 версии ArchiCAD разработчик выпускает дополнительные приложения, призванные расширить функциональность базового продукта. Среди этих приложений:
– MEP Modeler, предназначенный для создания, редактирования и импорта 3D-моделей инженерных коммуникаций в среде ArchiCAD;
– EcoDesigner, позволяющий проводить энергетические расчёты здания силами архитекторов;
– Virtual Building Explorer, предназначенный для создания интерактивной презентации созданного в ArchiCAD проекта.
– Недостатком программы можно считать ограниченные возможности по созданию объектов со сложной, нестандартной геометрией (например, поверхности NURBS, скульптурное моделирование), что зачастую не позволяет проектировщику стандартными средствами реализовать все свои идеи в полной мере. Для решения такой проблемы можно воспользоваться импортом из сторонних программ наподобие Cinema 4D, 3ds Max.
Некоторым недостатком можно считать достаточно высокую (около 118,5 тыс. руб.) стоимость ArchiCAD. Однако, начиная с 2006 года компания «Graphisof» предлагают начинающим пользователям урезанную версию программы ArchiCAD StarT Edition.
Имеется три типа лицензий ArchiCAD: триал (коммерческая), учебная (для студентов, преподавателей и учебных заведений) и испытательная. Все лицензии, кроме триала, абсолютно бесплатные. Также имеется демонстрационная версия.//
2. Система автоматизированного проектирования и черчения
AutoCAD – двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Первая версия системы была выпущена в 1982 году. AutoCAD и специализированные приложения на его основе нашли широкое применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности. Программа выпускается на 18 языках. Уровень локализации варьирует от полной адаптации до перевода только справочной документации. Русскоязычная версия локализована полностью, включая интерфейс командной строки и всю документацию, кроме руководства по программированию.
Функциональные возможности
Ранние версии AutoCAD оперировали небольшим числом элементарных объектов, такими как круги, линии, дуги и текст, из которых составлялись более сложные. Однако на современном этапе возможности AutoCAD весьма широки и намного превосходят возможности «электронного кульмана».
В области двумерного проектирования AutoCAD по-прежнему позволяет использовать элементарные графические примитивы для получения более сложных объектов. Кроме того, программа предоставляет весьма обширные возможности работы со слоями и аннотативными объектами (размерами, текстом, обозначениями). В версии 2014 появилась возможность динамической связи чертежа с реальными картографическими данными (GeoLocation API).
Специализированные приложения на основе AutoCAD
AutoCAD Architecture — версия, ориентированная на архитекторов и содержащая специальные дополнительные инструменты для архитектурного проектирования и черчения, а также средства выпуска строительной документации.
AutoCAD Electrical разработан для проектировщиков электрических систем управления и отличается высоким уровнем автоматизации стандартных задач и наличием обширных библиотек условных обозначений.
AutoCAD Civil 3D — решение для проектирования объектов инфраструктуры, предназначенное для землеустроителей, проектировщиков генплана и проектировщиков линейных сооружений. Помимо основных возможностей, AutoCAD Civil 3D может выполнять такие виды работ, как геопространственный анализ для выбора подходящей стройплощадки, анализ ливневых стоков для обеспечения соблюдения экологических норм, составление сметы и динамический расчет объёмов земляных работ.
AutoCAD MEP ориентирован на проектирование инженерных систем объектов гражданского строительства: систем сантехники и канализации, отопления и вентиляции, электрики и пожарной безопасности. Реализовано построение трехмерной параметрической модели, получение чертежей и спецификаций на её основе.
AutoCAD Map 3D создан для специалистов, выполняющих проекты в сфере транспортного строительства, энергоснабжения, земле- и водопользования и позволяет создавать, обрабатывать и анализировать проектную и ГИС-информацию.
AutoCAD Ecscad позволяет инженерам-электрикам создавать схемы электротехнического оборудования с помощью сценариев и библиотек условных обозначений.
AutoCAD Mechanical предназначен для проектирования в машиностроении и отличается наличием библиотек стандартных компонентов (более 700 тысяч элементов), генераторов компонентов и расчётных модулей, средств автоматизации задач проектирования и составления документации, возможностью совместной работы.///
3. Семейство систем автоматизированного проектирования «Компас»
«Компас» — семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации.
Разрабатывается российской компанией «Аскон». Название линейки является акронимом от фразы «комплекс автоматизированных систем». В торговых марках используется написание заглавными буквами: «КОМПАС». Первый выпуск «Компаса» (версия 1.0) состоялся в 1989 году. Первая версия под Windows — «Компас 5.0» — вышла в 1997 году.
Возможности
Программы данного семейства автоматически генерируют ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.
Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели. Имеется возможность связи трёхмерных моделей и чертежей со спецификациями, то есть при «надлежащем» проектировании спецификация может быть получена автоматически; кроме того, изменения в чертеже или модели будут передаваться в спецификацию, и наоборот.
«Компас» выпускается в нескольких редакциях: «Компас-График», «Компас-СПДС», «Компас-3D», «Компас-3D LT», «Компас-3D Home». «Компас-График» может использоваться и как полностью интегрированный в «Компас-3D» модуль работы с чертежами и эскизами, и в качестве самостоятельного продукта, предоставляющего средства решения задач 2D-проектирования и выпуска документации. «Компас-3D LT» и «Компас-3D Home» предназначены для некоммерческого использования, «Компас-3D» без специализированной лицензии не позволяет открывать файлы, созданные в этих программах. Такая специализированная лицензия предоставляется только учебным заведениям.///
« Компас - 3D »
Система «Компас-3D» предназначена для создания трёхмерных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе проектированного ранее прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства.
Система «Компас-3D» включает следующие компоненты: система трёхмерного твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования «Компас-График» и модуль формирования спецификаций. Ключевой особенностью «Компас-3D» является использование собственного математического ядра и параметрических технологий.//
«Компас-График»
Система «Компас-График» входит в состав «Компас-3D» и предназначена для автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности (машиностроение, архитектура, строительство) при создании чертежей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы, схем, спецификаций, таблиц, инструкций, расчётно-пояснительных записок, технических условий, текстовых и прочих документов.//
«Компас-Строитель»
Система «Компас-Строитель» предназначена для автоматизации проектно-конструкторских работ в строительной отрасли. Она позволяет создавать рабочую документацию согласно стандартам СПДС.
Некоммерческие версии
Файлы, созданные или отредактированные в некоммерческих версиях, имеют специальный тип и их можно открывать только в «Компас-3D LT», «Компас-3D Home», «Учебной версии Компас-3D» и в учебных комплектах вузов. При этом на распечатываемых чертежах ставится пометка «Не для коммерческого использования».
«Компас-3D LT»
Система «Компас-3D LT» является бесплатной упрощенной версией «Компас-3D» (без возможности моделирования сборок) и предназначена для использования в школах, кружках, а также в личных образовательных целях. В её состав, помимо упрощенной версии «Компас-3D», также входит система автоматизированного проектирования «Компас-График».
«Компас-3D Home»
Выпущенная в 2011 году бесплатная система «Компас-3D Home» предназначена для использования в домашних и образовательных целях. В состав системы по состоянию на 2013 год входило свыше 50 приложений для машиностроения, приборостроения и строительства. В поставку с системой «Компас-3D Home» входит встроенное в неё интерактивное учебное пособие «Азбука КОМПАС» с уроками по освоению 3D-технологии. Функционально «Компас-3D Home» отличается от «Компас-3D» отсутствием некоторых библиотек и приложений.
«Учебная версия Компас-3D»
Система «Учебная версия Компас-3D», являющаяся полнофункциональной бесплатной версией «Компас-3D», предназначена для использования школьниками, студентами и аспирантами на домашних компьютерах в учебных целях, доступна для загрузки после регистрации на сайте образовательной программы Аскон. Использование в образовательном процессе в учебных заведениях не предусмотрено. Функционально «Учебная версия Компас-3D» ничем не отличается от профессиональной и обладает полным комплектом библиотек и приложений.
Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика ) — область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза (создания) изображений , так и для обработки визуальной информации , полученной из реального мира.
Инструменты, представляемые редактором Paint (рис. 1):
Выделение и Выделение произвольной области – выделяют весь рисунок или его фрагмент, для последующих операций.
Ластик/Цветной ластик – стирает либо все подряд (Ластик), либо только выбранный цвет.
Заливка – закрашивает выбранным цветом замкнутый участок рисунка.
Выбор цветов – позволяет уточнить тот или иной цвет в рисунке.
Масштаб – позволяет увеличить или уменьшить рисунок.
Карандаш – имитирует карандаш любого цвета.
Кисть – имитирует кисть любого цвета и формы.
Распылитель (аэрозольный баллончик) – имитирует распылитель любого цвета.
Надпись – позволяет вводить текст, который затем становится рисунком.
Линия, Кривая линия – позволяет рисовать прямые линии (Линия), и кривые (Кривая линия).
Прямоугольник, Многоугольник, Эллипс, Скругленный прямоугольник – эти инструменты позволяют рисовать соответствующие фигуры любого цвета и размера.
Чтобы воспользоваться инструментом, необходимо щелкнуть мышкой по значку с инструментом, затем перевести курсор мышки на поле для рисования, нажать и удерживать левую кнопку мышки.
Инструмент выбирается щелчком левой кнопки мыши по изображению инструмента (значку). Признак выбранного инструмента — «утопленная» кнопка с его изображением.
Фрактальная графика
Фрактальная графика основана на автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальных изображений основано не в рисовании, а в программировании. Фрактальная графика редко используется в печатных или электронных документах.
Фрактальная графика, как и векторная — вычисляемая, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Все изображение строится по уравнению, поэтому ничего, кроме самого уравнения, в памяти хранить не надо.
Фигура, элементарные части которой повторяют свойства своих родительских структур, называется фрактальной. Простейшим фрактальным объектом является треугольник.
Фрактальными свойства обладают многие объекты живой и неживой природы. Фрактальным объектом является многократно увеличенная снежинка. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений.
Двухмерная графика
Двухмерная (2D — от англ. two dimensions — «два измерения») компьютерная графика классифицируется по типу представления графической информации, и следующими из него алгоритмами обработки изображений. Обычно компьютерную графику разделяют на векторную и растровую, хотя обособляют ещё и фрактальный тип представления изображений.
Векторная графика
Векторная графика представляет изображение как набор геометрических примитивов. Обычно в качестве них выбираются точки, прямые, окружности, прямоугольники, а также как общий случай, кривые некоторого порядка. Объектам присваиваются некоторые атрибуты, например, толщина линий, цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих набор примитивов. При воспроизведении перекрывающихся объектов имеет значение их порядок.
Изображение в векторном формате даёт простор для редактирования. Изображение может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитация трёхмерности в векторной графике проще, чем в растровой. Дело в том, что каждое такое преобразование фактически выполняется так: старое изображение (или фрагмент) стирается, и вместо него строится новое. Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов. При преобразовании растровой картинки исходными данными является только описание набора пикселей, поэтому возникает проблема замены меньшего числа пикселей на большее (при увеличении), или большего на меньшее (при уменьшении). Простейшим способом является замена одного пикселя несколькими того же цвета (метод копирования ближайшего пикселя: Nearest Neighbour). Более совершенные методы используют алгоритмы интерполяции, при которых новые пиксели получают некоторый цвет, код которого вычисляется на основе кодов цветов соседних пикселей. Подобным образом выполняется масштабирование в программе Adobe Photoshop (билинейная и бикубическая интерполяция).
Вместе с тем, не всякое изображение можно представить как набор из примитивов. Такой способ представления хорош для схем, используется для масштабируемых шрифтов, деловой графики, очень широко используется для создания мультфильмов и просто роликов разного содержания.
Растровая графика
Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение — яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов.
Без особых потерь растровые изображения можно только лишь уменьшать, хотя некоторые детали изображения тогда исчезнут навсегда, что иначе в векторном представлении. Увеличение же растровых изображений оборачивается «красивым» видом на увеличенные квадраты того или иного цвета, которые раньше были пикселями.
В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании.
Фрактальная графика
Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.
Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых требуется относительно мало памяти. С другой стороны, фракталы слабо применимы к изображениям вне этих классов.
Трёхмерная графика (3D — от англ. three dimensions — «три измерения») оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию. Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.
В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются как набор поверхностей или частиц. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают треугольники.
Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют матрицы (см. также: аффинное преобразование в линейной алгебре). В компьютерной графике используется три вида матриц:
Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет 3 вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (x, y, z). Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, повёрнутый/сдвинутый/масштабированный относительно исходного.
Ежегодно проходят конкурсы трехмерной графики, такие как Magick next-gen или Dominance War.
Реальная сторона графики
Любое изображение на мониторе, в силу его плоскости, становится растровым, так как монитор это матрица, он состоит из столбцов и строк. Трёхмерная графика существует лишь в нашем воображении, так как то, что мы видим на мониторе — это проекция трёхмерной фигуры, а уже создаем пространство мы сами. Таким образом, визуализация графики бывает только растровая и векторная, а способ визуализации это только растр (набор пикселей), а от количества этих пикселей зависит способ задания изображения.
Компьютерная графика — раздел информатики, предметом которого является работа на компьютере с графическими изображениями (рисунками, чертежами, фотографиями, видеокадрами и пр.).
Графический редактор — прикладная программа, предназначенная для создания, редактирования и просмотра графических изображений на компьютере.
Виды компьютерной графики:
- Растровая
- Векторная
- Фрактальная
Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.
Растровая графика
Применяется при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Для этого сканируют иллюстрации, фотографии, вводятся изображения с цифровых фотоаппаратов.
Растровое изображение – это своего рода мозаика, только вместо кусочков мозаики точки.
Основной элемент растрового экранного изображения – точка, называемая пикселем. Чтобы увидеть эти точки, нужно многократно увеличить изображение.
Растр (от англ. raster) – представление изображения в виде двумерного массива точек (пикселов), упорядоченных в ряды и столбцы
Для каждой точки изображения отводится одна или несколько ячеек памяти. Чем больше растровое изображение, тем больше памяти оно занимает.
Свойства растровой графики:
- Большие объемы данных, которые нужно хранить и обрабатывать.
- Невозможность увеличения изображения для рассмотрения деталей. Этот эффект называется пикселизацией
Важная характеристика экранного изображения – разрешение (resolution).
Разрешение – это количество пикселей, приходящихся на данное изображение. Оно измеряется в пикселях на дюйм (dots per inch) – dpi. Чем выше разрешение, тем качественнее изображение, но больше его файл. За норму принимается 72 пикселя на дюйм (экранное разрешение). Экран и печатающее устройство имеют свои собственные разрешения.
Файлы с форматами растрового типа: имеют расширения: *.bmp, *.pcx, *.jpg , *.msp , *.img
Графический редактор Paint
Главные функции редактора:
- создание графических изображений;
- их редактирование.
Под редактированием понимают ввод изменений, исправлений и дополнений. Редактировать можно созданные изображения, а также готовые, в том числе и сканированные. Можно редактировать и изображение, скопированное через буфер обмена из другого приложения. Изображения можно масштабировать, вращать, растягивать. Их также можно сохранять в виде обоев рабочего стола.
Запуск Графического редактора Paint:
Стандартные | Графический редактор Paint
CGI графика
Представление цветов в компьютере
Для передачи и хранения цвета в компьютерной графике используются различные формы его представления. В общем случае цвет представляет собой набор чисел, координат в некоторой цветовой системе.
Стандартные способы хранения и обработки цвета в компьютере обусловлены свойствами человеческого зрения. Наиболее распространены системы RGB для дисплеев и CMYK для работы в типографском деле.
Иногда используется система с большим, чем три, числом компонент. Кодируется спектр отражения или испускания источника, что позволяет более точно описать физические свойства цвета. Такие схемы используются в фотореалистичном трёхмерном рендеринге.
Основные области применения
Научная графика — первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства — графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.
Деловая графика — область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.
Конструкторская графика используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.
Иллюстративная графика — это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.
Художественная и рекламная графика — ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и «движущихся картинок». Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объёмом вычислений. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчетов, учитывающих законы оптики.
Компьютерная анимация — это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране рисунке начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.
Мультимедиа — это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.
По способам задания изображений графику можно разделить на категории:
Читайте также: