Общие положения. Развитие возможностей вычислительной техники, систем программирования и технических средств отображения графи­ческой информации привело к созданию средств

МАШИННАЯ ГРАФИКА В НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ И ЧЕРЧЕНИИ

Развитие возможностей вычислительной техники, систем программирования и технических средств отображения графи­ческой информации привело к созданию средств автоматизи­рованного конструирования, выполнения чертежей, генерации наглядных изображений — машинной графики.

Принято считать, что машинная графика — это создание, хранение и обработка математических и графических моделей объектов и формирование их изображений с помощью ЭВМ.

При работе на дисплеях, графопостроителях и печатающих устройствах (технических средствах отображений графической информации) трехмерная графическая информация преобразует­ся в двумерную проекцию объекта на плоскости. При этом ис­пользуются как параллельные аксонометрические и ортогональные проекции, так и центральные проекции (перспективы) с одним или двумя центрами проецирования. Математическое описание технических объектов участвует в создании программ генера­ции изображений. Для создания реалистических изображений учитывают оптические законы прохождения, отражения и рас­сеивания света и передачи цвета. Параметры геометрической и физической информации в ЭВМ обрабатываются в основном методами вычислительной математики, в том числе — вычис­лительной геометрии.

Развитие машинной графики позволило создать специали­зированные системы автоматизированного выполнения чер­тежей. Современные персональные ЭВМ (ПЭВМ) более просты и удобны в пользовании, обеспечивают достаточную точность, необходимое качество чертежей и легкость внесе­ния изменений.

Для реализации процесса автоматизированного изготовления чертежей на ЭВМ конструктор создает «электронный» эквива-

лент чертежа, используя вместо карандаша и бумаги экран гра­фического дисплея и устройство ввода. Подготовленный чер­теж записывается на магнитный диск, а затем вычерчивается графопостроителем.

В двумерных графических системах плоские объекты описывают с помощью координат Хи Y, а в трехмерных систе­мах — X, У и Z, что позволяет записывать в памяти объемные изображения и с различных направлений наблюдения воспро­изводить их проекции на экране монитора.

ПЭВМ с развитой системой машинной графики позволя­ют создать системы, повышающие качество обучения осно­вам начертательной геометрии и черчению. Построение одной проекции можно сопровождать автоматическим синхронным построением второй (третьей) или второй и третьей проекций и аксонометрического изображения. Можно быстро постро­ить большое число изображений геометрических объектов при изменении размеров элементарных пересекающихся поверх­ностей и исследовать выявляющиеся закономерности. При­менение способа вспомогательных секущих плоскостей можно показывать на примерах построения линий пересечения лю­бых математически заданных поверхностей с любым их вза­имным расположением в пространстве. При этом будут демонстрироваться различные виды кривых линий, получаю­щихся в сечениях. Можно вызвать на экран фрагменты на­глядного аксонометрического изображения для консультации (подсказки) или изображения сечения в интересующей нас зоне детали.

Возможна демонстрация кинематических способов образо­вания поверхностей как на ортогональных проекциях, так и в аксонометрии с изменением параметров определителя поверх­ности. Возможна демонстрация фрагментов технологических процессов формообразования поверхностей и различных эле­ментов деталей.

Применение цвета повышает наглядность изображений, позволяет одновременно изображать различные фрагменты де­талей, слои или сечения.

Примечание. Индивидуальное применение различных дидактичес­ких указаний на экране в процессе обучения, а также индивидуальный кон­троль хода освоения материала, учет ошибок и оценка результатов обучения повышают эффективность обучения.

Возможно применение специальных упражнений игрового типа для раз­вития пространственных представлений и активизации обучения.

Современные возможности при использовании средств машинной гра­фики позволяют ожидать интенсификации процесса обучения основам на­чертательной геометрии и черчения.

Некоторые из указанных новых возможностей рассмотрены ниже на прак­тических примерах.

Дата добавления: 2014-11-06