Разработка моделей с использованием систем трехмерного проектирования
Лекция 4
Перечислите виды САПР. Охарактеризуйте один вид.
Вопросы и задания
Требования к САПР
В зависимости от области применения требования к САПР сильно отличаются, но можно выделить основные:
1. Система должна быть открытой, т.е. пользователь должен иметь возможность настраивать и надстраивать систему в зависимости от своих нужд. Например, пользователь может подключать свои программные модули, написанные на языках программирования высокого уровня.
2. Система должна работать со стандартными протоколами обмена и хранения информации. Обязательна поддержка ГОСТ и ЕСКД (для конструкторских САПР). Крайне желательно наличие функций моделирования и параметрического проектирования.
3. Желательно, чтобы система функционировала на различных аппаратных и программных платформах.
4. Системой должна поддерживаться работа над проектом в многопользовательском режиме.
5. Необходима интеграция САПР в единую систему электронного документооборота и архива предприятия.
2. Перечислите типы САПР. Охарактеризуйте один тип.
3. Перечислите требования к САПР
4.Подготовьте сообщение по одной из двумерной автоматизированных систем.
1. Основы трехмерного моделирования
3. История развития трехмерного моделирования
4. Системы моделирования
5. Вопросы и задания.
Трёхмерная графика (3D Graphics, Три измерения изображения) — раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов.
Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ (однако, с созданием и внедрением 3D-дисплеев и 3D-принтеров, трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость). При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).
Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в науке и промышленности, например в системах автоматизации проектных работ (САПР; для создания твердотельных элементов: зданий, деталей машин, механизмов), архитектурной визуализации (сюда относится и так называемая «виртуальная археология»), в современных системах медицинской визуализации.
Самое широкое применение — во многих современных компьютерных играх. Также как элемент кинематографа, телевидения, печатной продукции.
Трёхмерная графика обычно имеет дело с виртуальным, воображаемым трёхмерным пространством, которое отображается на плоской, двухмерной поверхности дисплея или листа бумаги. В настоящее время известно несколько способов отображения трехмерной информации в объемном виде, хотя большинство из них представляет объёмные характеристики весьма условно, поскольку работают со стереоизображением. Из этой области можно отметить стереоочки, виртуальные шлемы, 3D-дисплеи, способные демонстрировать трехмерное изображение. Несколько производителей продемонстрировали готовые к серийному производству трёхмерные дисплеи[1]. Однако и 3D-дисплеи по-прежнему не позволяют создавать полноценной физической, осязаемой копии математической модели, создаваемой методами трехмерной графики. Развивающиеся с 1990-х годов технологии быстрого прототипирования ликвидируют этот пробел. Следует заметить, что в технологиях быстрого прототипирования используется представление математической модели объекта в виде твердого тела (воксельная модель).
Для получения трёхмерного изображения на плоскости требуются следующие шаги:
· Моделирование — создание трёхмерной математической модели сцены и объектов в ней;
· Текстурирование — назначение поверхностям моделей растровых или процедурных текстур (подразумевает также настройку свойств материалов — прозрачность, отражения, шероховатость и пр.);
· Освещение — установка и настройка источников света;
· Анимация (в некоторых случаях) — придание движения объектам;
· Динамическая симуляция (в некоторых случаях) — автоматический расчёт взаимодействия частиц, твёрдых/мягких тел и пр. с моделируемыми силами гравитации, ветра, выталкивания и др., а также друг с другом;
· Рендеринг (визуализация) — построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью;
· вывод полученного изображения на устройство вывода — дисплей или принтер.
