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».