Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
гкм, графического ядра. - Coggle Diagram
гкм
CAD-система
решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации.
подготовки и производства сложных промышленных изделий.
2D
● черчение,
● оформление конструкторской документации;
3D
● получение трехмерных моделей,
● метрические расчеты,
● реалистичная визуализация,
● взаимное преобразование 2D и 3D моделей.
Экспорт геометрических данных в CAM систему
универсальные
работа с базовыми графическими примитивами
параметрическое моделирование
создание 2д и 3д видов
оформление чертежей первичная визуализация
машиностроительные
твердотельное парампетрическое моделированик
оформление конструкторской документации
проверка кинматике, создание узлов механизмов
первичная визуализация
электронных плат
создание схемы контактных площадок для выводов компонентов
определение оптимального положения для каждого компонента печатной платы
строительно-архитектурная
работа с библиотеками графических примитивов
конструирование консткукции узлов из железо бетона и металла
выполнение расчетов
первичная визуализация строительных объектов
стандарты GKS в геометрическом моделировании и машинной графике.
базовые графические системы
интерфейсы виртуальных устройств;
.форматы обмена графическими данными.
цель:стандартизация интерфейса меду базовой графичесакой системой и прикладной программой , использующей функции графическокго ядра
Стандарт ISO 7942
Прикладной программист использует мировую систему координат, GKS переводит данные в нормированную систему, а устройство вывода выдает их на отображение в системе координат устройства.
создают двумерное машинное изображение на устройствах вывода построчной или растровой графики.
Стандарт включает функции, для хранения и передачи внешнего графического файла.
Стандарт ISO 8805
Поддерживается хранение и динамическая модификация изображения
определяет набор функций для программирования машинной графики трехмерного ядра графической системы (GKS -- 3D).
Функции вывода генерируют примеры трехмерных примитивов, которые ограничиваются для размещения на плоскости
Интерполяция
кубической сплайн-интерполяции.
первые и вторые производные кривой непрерывны в каждой точке.
образуется путем создания ряда кубических полиномов, проходящих через наборы из трех смежных точек. Кубические полиномы затем состыковываются друг с другом, чтобы образовать одну кривую
S(xi) = f(xi), i = от 0 до m.
На каждом сегменте [xi - 1, xi], i = от 0 до m функция S(x) является полиномом третьей степени
Функция S(x), а также ее первая и вторая производные непрерывны на отрезке [x0, xm]
Также, можно использовать граничные условия (т.е. задавать значения концов сплайна), от задания которых и зависит, какой именно сплайн получится.
линейная
заданные точки (xi,yi) при (i = от 0 до m) соединяются прямолинейными отрезками, и функция f(x) приближается ломаной с вершинами в данных точках. Чем больше отрезков, тем более плавной будет линия. То есть функция складывается из маленьких отрезков.
достоинства
Степень многочлена не зависит от числа точек;
Добавление точки требует пересчета 4х коэффициентов на двух соседних участках.
недостатки
кривая негладкая
метод построения кривых
Выберите параметры и создайте стили, слои, группы точек и ключи-описатели.
На панели найти функцию - Интерполяция.
Затем необходимо указать первую точку, либо выбрать её в чертеже, либо использовать прозрачные команды.
Затем нужно выполнить ряд последовательных щелчков мышью для создания определяющих точек.
достоинства
кривая пррходит через все точки
конструируемая функция сравнительно легко описывается
заданным массивом построенная функция определена однозначно;
заданным массивом построенная функция определена однозначно;
степень многочленов не зависит от числа узлов сетки и, следовательно, не изменяется при его увеличении;
используются только кубические функции
недостатки
К недостаткам кубических сплайнов является то, что они склонны осциллировать в окрестностях точки, существенно отличающейся от своих соседей.
Лагранж
без предварительного вычисления коэффициентов, т. е. без решения системы уравнений.
достоинства
Кривая проходит через все точки;
Кривая гладкая;
Кривая однозначна.
недостатки
Степень многочлена зависит от количества точек;
Если изменить положение одной точки, то необходимо изменить всю кривую;
Добавление новой точки требует полного пересчета и увеличения порядка кривой.
функции программ 3Д компьютерной графики
Геометрическое моделирование на основе библиотек базовых форм
Редактирование геометрии модели с применением различных эффектов и алгоритмов, возможностью создавать новые виды материалов.
Организация освещения сцены
Тонирование фотореалистического качества,
Интеграция с CAD системами.
САМ (запомни: PowerMill, sprutCAM
расчеты траекторий движения инструмента для обработки на станках с ЧПУ(числовым программным управлением), и обеспечивают выдачу УП при помощи компьютера..
изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства
расчет норм времени обработки
Разработка технологических процессов обработки модели
3) Генерация постпроцессоров для конкретного типа оборудования с ЧПУ
4) Синтез управляющих программ для оборудования с ЧПУ
классификацию программ геометрического компьютерного моделирования по их назначению
1) Программы компьютерной 3D графики - Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, Blender, Cinema 4D, Houdini, Modo, LightWave 3D;
) Программы, ориентированные на чертеж, CAD-системы: AutoCAD, КОМПАС, NanoCAD, VariCAD, T-flex, FreeCAD, ProfiCAD
Программы, ориентированные на производство, CAМ-системы: PowerMill, sprutCAM, MasterCAM
4) Программы инженерного анализа, CAE-системы : ANSYS, Lira, SCAD, SCIA.
Программы, ориентированные на управление жизненным циклом объекта, PLM-системы (САD/CAM/CAE/PDM): САТIA, Pro/Engineer, T-flex PLM
кривая сглаживания
Процедура построения
эрмит
Одним из способов задания параметрического кубического сплайна является указание координат
начальной и конечной точек, а также векторов касательных в них.
Такой способ задания называется формой Эрмита.
Безье
Кривые Безье описываются в параметрической форме:
x=Px(t), y=Py(t).
Используются в системах автоматизированного проектирования
пакетах рисования и живописи
степень кривой безье определяется числом контрльных точек
триангуляция
на множестве точек на плоскости задана триангуляция, если некоторые пары точек соединены ребром, любая конечная грань в получившемся графе образует треугольник, ребра не пересекаются, и граф максимален по количеству ребер.
жадный алгоритм триангуляции
Шаг 1. Генерируется список всех возможных отрезков, соединяющих пары исходных точек, и он сортируется по длинам отрезков.
Шаг 2. Начиная с самого короткого, последовательно выполняется вставка отрезков в триангуляцию. Если отрезок не пересекается с другими ранее вставленными отрезками, то он вставляется, иначе он отбрасывается.
Трудоемкость работы жадного алгоритма при некоторых его улучшениях составляет ~O(N2logN)
Триангуляция Делоне
Триангуляцией Делоне называется такая триангуляция, в которой для любого треугольника верно, что внутри описанной около него окружности не находится точек из исходного множества.
Замечание: для заданного множества точек, в котором никакие 4 точки не находятся на одной окружности, существует ровно одна триангуляция Делоне.
Стереоскопия
представления проектируемых объектов, а
также создания не существующей виртуальной реальности.
Расстояние между точками съемки левого и правого кадра называется базисом стереосъемки(60–70 мм)
B = 0,03 * D
B – базис стереосъемки;
D – расстояние до ближайшего объекта фотографируемой сцены;
при помощи цветового кодирования изображений, предназначенных для левого и правого глаза.
Прямой метод.
Он заключается в непосредственной съемке трехмерного объекта с
двух точек, соответствующих глазам наблюдателя.
Для съемки 3D компьютерных моделей используются программы компьютерной
графики, в которых устанавливается пара специально направленных и
синхронизированных камер. (Cinema 4D)
Метод квазистереоизображения.
анаглифный
(MovaviVideoConvertor, AdobePhotoshop и SonyVegasPro.
)
преобразовании уже имеющегося 2D изображения в 3D стерео.
производится на компьютере с помощью программ кодеров
сдвига между двумя цветами
NURBS кривые
это математические представления,
которые позволяют точно смоделировать любую форму: от простого двумерного отрезка, окружности, дуги
или прямоугольника до сложнейшей трехмерной кривой произвольной формы.
графического ядра.