Начертательная геометрия и машинная графика

 

Так как предметом начертательной геометрии является изучение методов построения различных пространственных форм на той или иной поверхности, то ее возможности как науки значительно расширились с развитием вычислительной техники и систем программирования.

Широкое использование персональных компьютеров в инженерной практике привело буквально к перевороту в области выполнения чертежей и рождению новой дисциплины – машинной графики, занимающейся созданием, хранением и обработкой различных изображений при помощи электронно-вычислительных устройств.

Все графические форматы современных программ машинной графики можно разделить на две категории: растровые и векторные.

Элементами растровой графики являются небольшие точки, называемые пикселями. В память компьютера вводятся данные о цвете и яркости каждого пикселя. Изображения растровой графики хранятся с фиксированным разрешением, поэтому при увеличении изображения в нем возможны искажения. Растровой графикой лучше всего пользоваться для создания изображений, содержащих тонкие оттенки или очень мелкие детали.

В противоположность растровой графике, векторная графика хранится в виде команд, которые описывают размеры и форму каждого графического объекта (линии, окружности, многоугольника и т.д.), являющегося элементом изображения. Разрешение векторного изображения не фиксировано. Изображение можно увеличивать или уменьшать, не ухудшая его качества, поэтому векторной графикой пользуются, когда необходимо создавать контурные изображения, т.е. изображения, применяющиеся в основном в начертательной геометрии и инженерной графике.

Растровая графика требует значительно больше пространства на носителях информации (жестком или флоппи диске), так как для нее необходима информация о каждом пикселе, отображаемом на экране. С другой стороны, представление векторной графики на экране персонального компьютера занимает иногда больше времени, так как процессор должен еще нарисовать его, тогда как растровые изображения просто загружаются непосредственно в память.

В настоящее время на мировом рынке систем автоматизированного проектирования имеется большое количество чертежно-конструкторских и графических редакторов (табл. 5). Главным преимуществом отечественной разработки «Компас-График» является возможность компьютерного проектирования чертежей и сопутствующей документации в полном соответствии с российскими стандартами. Правда, при помощи этой программы невозможно объединять графические файлы с другими Windows-приложениями.

Зарубежные графические программы поддерживают стандарт OLE (Object Linking and Embedding), позволяющий импортировать или экспортировать графические объекты из одной программы в другую, связывая отдельные документы в один.

Иллюстрации настоящего конспекта лекций созданы при помощи графических средств, встроенных непосредственно в текстовый редактор Word. Основным понятием в этом редакторе является понятие объекта, под которым понимается элемент изображения наиболее распространенных геометрических форм (прямой, окружности, прямоугольника и т.д.).

Основной принцип создания изображений заключается в использовании простых объектов как элементов более сложной конфигурации путем их стыковки и взаимного наложения. Объекты группируются, что позволяет редактировать и перемещать всю группу изображений как единого объекта.

Техника рисования очевидна из следующего примера (рис. 92): сначала создана группа прямых линий (рис. 92, а), затем проведена дуга окружности и нанесены точки с заливкой белым цветом и (рис. 92, б), и в заключении проставлены надписи (рис. 92, в). После группировки рисунок можно перемещать, изменять его размеры, копировать, как единый объект.

 

Приведенные в заключении материалы дают, разумеется, лишь предварительное представление о больших возможностях интенсификации процесса обучения начертательной геометрии с использованием компьютерных графических систем. Более полное знакомство с созданием графических объектов на персональных компьютерах студенты имеют возможность получить в курсе «Машинной графики».

 

 

Библиографический список

Основной

1. Гордон В.О., Иванов Ю.Б., Солнцева Т.Е. Сборник задач по курсу начертательной геометрии. – Изд. 7-е, стер. – М.: Высшая школа, 2000. – 320 с.

2. Гордон В.О., Семенцов-Огиевский М.А. Курс начертательной геометрии: Учеб. пособие. – 24-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2000. – 272 с.

3. Никифоров И.В., Эйст Ю.А. Строительное черчение. Методические указания по выполнению

задания по строительному черчению. ЛГИ. Л., 1991. – 35 с.

4. Пашкевич В.М., Мураев Ю.Д. Перспективное проецирование: руководство по выполнению

практических заданий. - СПб: СПГГИ, 1997. – 20 с.

5. Попова Г.Н., Алексеев С.Ю. Машиностроительное черчение: Справочник. – СПб: Политехника, 1999. – 453 с.

6. Талалай П.Г., Эйст Ю.А. Инженерная графика. Начертательная геометрия: Учебное пособие по решению контрольных задач. – СПб: СПГГИ, 2001.

Дополнительный

7. Горно-инженерная графика / Г.Г.Ломоносов, А.И.Арсентьев, И.А.Гудкова и др. – М.: Недра, 1976. – 263 с.

8. Иванов Г.С. Начертательная геометрия: Учеб. для вузов. – М.: Машиностроение, 1995. –

223 с.

9. Компас – график для Windows^TM. Версия 5.Х. Практическое руководство. – АО АСКОН, СПб, 27.01.1998. – 467 с.

10. Компас – график для Windows^TM. Версия 5.Х. Практическое руководство. Часть 2. –

АО АСКОН, СПб, 02.08.1999. – 468 с.

11. Компас – график 5.Х. Руководство пользователя. Часть 1.– АО АСКОН, СПб, 22.07.1999. – 406 с.

12. Компас – график 5.Х. Руководство пользователя. Часть 2.– АО АСКОН, СПб, 22.07.1999. – 335 с.

13. Лазариди К.Х. Начертательная геометрия (для иностранных учащихся): Учеб. для вузов. – М.: Росвузнаука, 1990. – 288 с.

14. Ломоносов Г.Г. Инженерная графика: Учеб. пособие для студентов горных специальностей вузов. – М.: Недра, 1984. – 287 с.

15. Мураев Ю.Д., Пашкевич В.М. Начертательная геометрия: Курс лекций. – СПб: СПГГИ, 1998.– 36 с.

16. Ребрик Б.М., Сироткин Н.В., Калиничев В.Н. Инженерно-геологическая графика: Учеб. для вузов. – М.: Недра, 1991. – 318 с.

17. Справочное руководство по черчению / В.Н.Богданов, И.Ф.Малежик, А.П.Верхола и др. – М.:: Машиностроение, 1989. – 864 с.

18. Фролов С.А. Начертательная геометрия: Учеб. для машиностроительных специальностей вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1983. – 240 с.

19. Фролов С.А. Сборник задач по начертательной геометрии: Учеб. пособие для машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов. – М.: Машиностроение, 1986. – 175 с.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Лекция 1. Введение. Из истории предмета. Методы проецирования. Орто-

гональный чертеж. Проецирование точки. Октанты ……………… 3

Лекция 2. Проецирование прямой линии. Точка на прямой. Прямые частного

положения. Определение натуральной величины отрезка прямой

общего положения методом прямоугольного треугольника............. 12

Лекция 3. Следы прямой. Взаимное положение двух прямых. Проецирование

плоских углов. Проецирование плоскости. Плоскости частного

положения.......................………………………………………………..17

Лекция 4. Взаимное положение прямой и плоскости. Прямые частного поло-

жения в плоскости. Линия наибольшего ската плоскости. Прямая,

параллельная плоскости. Точка в плоскости........................................25

Лекция 5. Взаимное положение плоскостей. Пересекающиеся плоскости.

Прямая, пересекающая плоскость. Определение взаимной видимости

геометрических элементов. Проецирование плоских фигур.

Пересечение плоских фигур. Прямая, перпендикулярная плоскости.

Взаимно перпендикулярные плоскости.........................………………29

Лекция 6. Линейная перспектива. Сущность метода. Система плоскостей линей-

ной перспективы. Перспективы точек, расположенных в различных

частях пространства. Перспектива прямой линии. Взаимное положение

прямых: параллельные прямые, пересекающиеся и скрещивающиеся

прямые. Выбор точки и угла зрения, ориентировка картины. Методы

построения перспективы: радиальный метод, метод архитекторов…40

Лекция 7. Аксонометрические проекции. Вместо заключения: начертательная геомет-

рия и машинная графика............................................................................59

Библиографический список ……………………………………………………………...63

 

[1] Кабинетная проекция относится к числу косоугольных аксонометрических проекций.

1 При помощи конкурирующих точек определяется взаимная видимость прямых и плоскостей относительно друг друга (см. Лекцию 5).

1 См. лекцию 3 (раздел «Взаимное положение двух прямых»).