Компьютерная графика в машиностроении


П. Н. Учаев, К. П. Учаева












        КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА В МАШИНОСТРОЕНИИ



Учебник



Под общей редакцией профессора П. Н. Учаева
















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2021

УДК 514.18
ББК 22.151.3
     У90



Рецензенты:
доктор технических наук, профессор В. Н. Сызранцев;
доктор технических наук, профессор А. П. Фот


     Учаев, П. Н.

У90       Компьютерная графика в машиностроении : учебник / П. Н. Учаев,
     К. П. Учаева ; под общ. ред. проф. П. Н. Учаева. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. - 272 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-0714-4

     Приведены основы компьютерных технологий для обеспечения автоматизированного проектирования изделий машиностроения. Изложены сведения о CAD / CAM-системах. Рассмотрена структура графических систем для обеспечения технологии создания графических и текстовых документов. Изложены принципы конструирования на базе графических систем. Рассмотрены вопросы технического документооборота.
     Для студентов машиностроительных специальностей всех форм обучения. Может быть полезно преподавателям для обеспечения учебного процесса по инженерной графике и другим общетехническим дисциплинам, а также технологам.

                                                         УДК 514.18
                                                         ББК 22.151.3



ISBN 978-5-9729-0714-4

     © Учаев П. Н., Учаева К. П., 2021
                            © Издательство «Инфра-Инженерия», 2021
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

    Базовые термины инженерной и компьютерной графики........... 7
    ПРЕДИСЛОВИЕ................................................. 11
    Раздел I. ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ГРАФИКИ............................................... 13
       Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ГРАФИКУ............................................ 13
          1.1. Что такое компьютерная графика?.............. 13
          1.2. Краткие сведения об истории развития компьютерной графики........................................... 14
          1.3. Виды, возможности и области применения компьютерной графики........................................... 15
          1.4. Предмет, цель, задачи, методы и содержание компьютерной графики........................................... 20
          1.5. Компетенция студента в вопросах компьютерной графики ... 21
          1.6. Связь курса компьютерной графики с другими дисциплинами...................................... 22
          1.7. Организация учебного процесса по компьютерной графике... 22
       Глава 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ
       ПРОЕКТИРОВАНИИ ИЗДЕЛИЙ............................... 24
          2.1. Подготовка производства. Автоматизация проектных работ... 24
          2.2. Использование компьютерных технологий на производстве. 26
          2.3. Понятие о CAD / CAM/ CAE-системах............ 28
          2.4. Назначение и возможности компьютерных технологий в производстве...................................... 33
          2.5. Движение информации в процессе технической подготовки производства и изготовления изделия............... 36
       Глава 3. ПОНЯТИЕ О КОНСТРУИРОВАНИИ ИЗДЕЛИЙ............... 40
          3.1. Компьютерные технологии на производстве...... 40
          3.2. Виды, методы, задачи, параметры, этапы и содержание проектирования.................................... 42
          3.3. Виды и методы автоматизированного проектирования. 44
          3.4. Компьютерное моделирование в процессе технической подготовки производства........................... 46
          3.5. Функционирование базы данных и прикладных программ в системе автоматизированного конструирования....... 48
       Глава 4. СТРУКТУРА И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ............................................... 50
          4.1. Общие сведения о графических системах........ 50
          4.2. Графические системы, используемые в России... 54
          4.3. Способы и инструменты конструирования деталей и сборок.......................................... 66
          4.4. Виды обеспечения графических систем.......... 69
          4.5. Графическое обеспечение компьютерных технологий (геометрическое моделирование).................... 72
       Глава 5. НОРМАТИВНАЯ БАЗА ГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ............. 74
          5.1. Стандартизация в системах компьютерной графики... 74
          5.2. Стандарты ИСО обмена данными................. 75
       Глава 6. ТЕХНИКА СОЗДАНИЯ ДОКУМЕНТА В ГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ................................ 79

3

          6.1. Начало работы в графической системе............... 79
          6.2. Типы документов и файлов.......................... 85
          6.3. Основные приёмы работы в графических системах... 87
          6.4. Механизм привязок................................. 89
          6.5. Использование сетки............................... 92
          6.6. Использование слоёв............................... 93
          6.7. Назначение линий и цвета.......................... 95
          6.8. Импорт и экспорт объектов......................... 95
          6.9. Подготовка и вывод документа на печать............ 95
    Раздел II. ДВУХМЕРНОЕ (2D) ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ....................................... 98
        Глава 7. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ПРИМИТИВОВ............. 98
          7.1. Общие сведения о графических примитивах и алгоритм их построения........................................... 98
          7.2. Построение базовых элементов..................... 100
          7.3. Построение линейных элементов.................... 103
          7.4. Построение криволинейных элементов............... 106
          7.5. Построение специальных элементов................. 111
        Глава 8. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ НА ПЛОСКОСТИ............ 114
          8.1. Приёмы создания 2D-объекта....................... 114
          8.2. Управление объектом (эскизом).................... 115
          8.3. Управление изображением.......................... 115
          8.4. Редактирование геометрии и свойств объектов...... 116
          8.5. Нанесение штриховки.............................. 120
          8.6. Нанесение размеров и условных обозначений........ 122
          8.7. Параметризация геометрических объектов (эскизов). 124
          8.8. Примеры выполнения 2D-объектов................... 128
    Раздел III. ТРЁХМЕРНОЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
    ДЕТАЛЕЙ И СБОРОК............................................ 131
        Глава 9. ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ 3 D-МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ......... 131
          9.1. Структура процесса создания модели детали........ 131
          9.2. Алгоритм создания твёрдотельной модели........... 135
          9.3. Формообразование элемента........................ 140
          9.4. Добавление элементов модели...................... 144
          9.5. Редактирование элементов модели.................. 149
          9.6. Визуализация 3 D-модели.......................... 151
          9.7. Параметризация модели............................ 152
          9.8. Оформление и использование модели................ 156
          9.9. Обобщённая схема алгоритма создания 3 D-модели детали.... 157
        Глава 10. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ КРИВЫЕ И ПОВЕРХНОСТИ.. 159
          10.1. Объектная привязка в пространстве............... 159
          10.2. Пространственные ломаные и кривые линии......... 159
          10.3. Создание и редактирование моделей поверхностей. 161
          10.4. Взаимное пересечение поверхностей геометрических тел.. 165
        Глава 11. СОЗДАНИЕ 3 D-МОДЕЛЕЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ТЕЛ
        И УЧЕБНЫХ ДЕТАЛЕЙ....................................... 167
          11.1. Последовательность создания 3D-моделей учебных деталей... 167
          11.2. Создание 3 D-моделей геометрических тел......... 167
          11.3. Создание моделей учебных деталей................ 168
        Глава 12. СОЗДАНИЕ 3 D-МОДЕЛЕЙ КОНСТРУКТИВНО        ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ.............. 173

4

          12.1. Общие сведения о конструктивно-технологических элементах деталей.................................. 173
          12.2. Формообразование шпоночных пазов и шлицев.... 175
          12.3. Кинематическое формообразование элементов по винтовой линии.............................................. 178
          12.4. Формообразование зубьев цилиндрических и конических зубчатых колёс..................................... 179
        Глава 13. ПРИМЕРЫ СОЗДАНИЯ 3 D-МОДЕЛЕЙ ТИПОВЫХ
        ДЕТАЛЕЙ.............................................. 182
          13.1. Создание 3 D-модели опоры.................... 182
          13.2. Модели крепёжных деталей..................... 186
          13.3. Модели деталей вращения...................... 188
          13.4. Модели зубчатых и червячных колёс............ 192
          13.5. Модели вала-шестерни и вала-червяка.......... 193
          13.6. Модели корпусных деталей..................... 197
          13.7. Модели шкивов................................ 198
        Глава 14. СОЗДАНИЕ 3 D-МОДЕЛЕЙ ПОДСБОРОК И СБОРКИ.... 200
          14.1. Структура сборки и порядок работы при создании её
              3 D -модели.................................... 200
          14.2. Основные этапы создания 3 D-модели сборки.... 205
          14.3. Примеры создания параметрических моделей подсборок и сборки........................................... 206
    Раздел IV. СОЗДАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ И ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ НА БАЗЕ 3 D-МОДЕЛЕЙ........................... 215
        Глава 15. СТРУКТУРА ГРАФИЧЕСКОГО ДОКУМЕНТА.............. 215
          15.1. Структурные составляющие рабочего и сборочного чертежей........................................... 215
          15.2. Формат чертежа и основная надпись............ 217
          15.3. Изображения.................................. 217
          15.4. Технические требования....................... 218
          15.5. Таблицы...................................... 220
        Глава 16. СОЗДАНИЕ АССОЦИАТИВНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
        ПО 3 D -МОДЕЛЯМ. ОФОРМЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖА И СПЕЦИФИКАЦИЙ....................................... 222
          16.1. Алгоритм создания чертежа.................... 223
          16.2. Ассоциативные виды........................... 228
          16.3. Общий алгоритм создания ассоциативного чертежа.. 229
          16.4. Алгоритм создания чертежа детали на базе модели. 230
          16.5. Нанесение условных обозначений при оформлении чертежа............................................ 231
          16.6. Процедуры работы с текстом на чертеже........ 231
          16.7. Таблицы на чертеже и в текстовом документе... 232
          16.8. Создание спецификации........................ 233
        Глава 17. ПРИМЕРЫ СОЗДАНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ
        И СПЕЦИФИКАЦИЙ....................................... 236
          17.1. Пример создания чертежа и аксонометрии учебной детали... 236
          17.2. Пример создания рабочего чертежа типовой детали. 237
          17.3. Пример выполнения сборочного чертежа и спецификации подсборки.......................................... 240
          17.4. Пример выполнения сборочного чертежа и спецификации редуктора.......................................... 245

5

    Раздел V. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ИКГ................... 248
       Глава 18. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ И ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ........................ 248
         18.1. Задания для самостоятельной работы студентов. 248
             18.1.1. Задание первое «Вентиль запорный»...... 248
             18.1.2. Задание второе «Шестеренный насос»..... 249
             18.1.3. Задание третье «Приводной вал ременной передачи» 249
         18.2. Пример выполнения задания «Приводной вал ременной передачи»...................................... 250
             18.2.1. Алгоритм выполнения задания............ 250
             18.2.2. Создание 3 D-моделей деталей........... 251
             18.2.3. Выполнение 3 D-модели сборки........... 254
             18.2.4. Построение сборочного чертежа.......... 255
             18.2.5. Выполнение спецификации................ 256
       Глава 19. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ИКГ......... 259
         19.1. Особенности применения ИКГ на современном этапе. 259
         19.2. Основные направления развития ИКГ............ 260
         19.3. Компьютерная графика на предприятии.......... 260
    ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................. 262
    ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СТАНДАРТОВ...................... 264
    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................... 265
    АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.......................... 267

6

        Базовые термины инженерной и компьютерной графики


     База данных - информация, необходимая для проектирования изделия.
     Булевы операции - объединение, вычитание и пересечение объемных элементов (геометрических тел) в процессе моделирования.
     Визуализация - получение фотореалистичного изображения создаваемой модели заданием освещения и построением теней, присвоением поверхностям моделей свойств материалов, установкой фона.
     Графика векторная - метод представления изображения в виде совокупности отрезков, дуг и других графических примитивов.
     Графика компьютерная - совокупность методов и средств для преобразования данных в графическую форму представления и из графической формы представления в технический документ с помощью .
     Графика растровая - представление изображения матрицей из точек.
     Дерево построения модели - представленная в графическом виде последовательность формообразования элементов, составляющая модель.
     Деталь типовая - изделие, встречающееся во многих машинах и выполняющее одни и те же функции.
     Драйвер - компьютерная программа, с помощью которой другие программы (обычно ОС) получают доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства.
     ЕСДП - Единая система допусков и посадок.
     ЕСКД - Единая система конструкторской документации.
     Импорт - использование информации из другой графической системы.
     Интерфейс - способ организации взаимодействия пользователя с графической системой.
     ИСО (ISO) - Международная организация по стандартизации.
     Клавиатура QWERTY - стандартная клавиатура пишущей машинки или компьютера, на которой символы QWERTY находятся в верхнем ряду буквенных клавиш.
     Компетенция - способность специалиста (для учебного процесса - студента) решать вопросы в определенной области деятельности (применительно к рассматриваемому курсу - с помощью средств КГ).
     КОМПАС 3D - графическая система, разработанная АО АСКОН, позволяющая выполнять 3 D-моделирование.

7

     Компонент - составная часть чего-нибудь.
     Компьютер - электронно-вычислительная машина.
     Меню - перечень команд, обеспечивающих работу графической системы.
     Моделирование твердотельное - создание и использование трехмерной геометрической модели объекта.
     Монитор (дисплей) - аппаратное средство, на экране которого изображается рисунок и предоставляются команды для создания, изменения, просмотра и выполнения документа (например, чертежа).
     Мышь - устройство ввода, являющееся неотъемлемой частью любого компьютера и состоящее из шарика и механизма отслеживания горизонтального и вертикального перемещения, а также двух или трех кнопок.
     Панорамирование - операция просмотра любой части рисунка без изменения масштаба, как бы передвигая экран монитора по плоскости рисунка.
     Параметризация - процесс конструирования, при котором используются значения варьируемых параметров деталей для задания ее геометрической формы и размеров.
     Подход системный - совокупность методов и средств исследования объектов, ориентированных на выявление многообразных типов связей и сведение их в единую теоретическую схему (модель).
     Пользователь - человек, использующий пакет прикладных программ для машинной реализации графического документа.
     Приложение - программное обеспечение, рассчитанное на конечного потребителя (например, текстовый процессор, электронная таблица, база данных, графический редактор, игра, web-браузер и др.).
     Редактирование - изменение геометрии и свойств уже созданного 3D-объекта.
     САПР - система автоматизированного проектирования изделия (более подробно см. гл. 2).
     Слой - слой в графической системе подобен листу прозрачной кальки, на котором может располагаться какая-либо часть рисунка, причем число слоев не ограничено.
     Сплайн - гладкая кривая, проходящая через точки заданного набора.
     Средства аппаратные — устройства, обеспечивающие функционирование компьютера: процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), внешнее запоминающее устройство, монитор и т. д. (более подробно см. гл. 4).
     Средства программные (пакет прикладных программ) - совокупность программ для выполнения проектных процедур.

8

      Станция рабочая - виртуальные (абстрактные) устройства, которые представляют прикладной программе набор графических функций независимо от их реализации в конкретных физических устройствах.
      Технология компьютерная - выполнение процедур создания объекта (например, документа, изделия и т. п.) с использованием электронно-вычислительных средств и соответствующего обеспечения.
      Устройство внешнее - устройство, подключаемое вне корпуса компьютера.
      Устройство графическое - периферийное устройство компьютера: графопостроитель или графический дисплей.
      Файл - определенная информация, представленная в цифровом виде, идентифицируемая именем и записанная на носителе. Внутренняя структура этой информации определяется исключительно ее создателем.
      Файл чертежа - файл ГС, в котором создается чертёж.
      Чертёж ассоциативный - чертёж, созданный на базе модели, с взаимно связанными элементами (компонентами), т. е. изменение модели приводит к изменению изображения на чертеже.
      Экспорт - передача информации другой системе.
      Эскиз - плоская фигура, на основе которой образуется тело тем или иным способом.
      CAD (Computer Aided Design) - компьютерные (автоматизированные) средства конструирования.
      САЕ - системы (Computer Aided Engineering - поддержка инженерных расчётов) - класс систем, каждая из которых позволяет решать определённую расчётную задачу (группу задач). В САЕ-системах также используется трёхмерная модель изделия, созданная в CAD-системе. CAE-системы ещё называют системами инженерного анализа.
      CAM (Computer Aided Manufacture) - компьютерные (автоматизированные) средства производства.
      Программирование - процесс разработки программы.
      Графическая система - пакет прикладных программ, позволяющий выполнять автоматизированное компьютерное черчение и проектирование.
      Графическая система нижнего уровня - система, ориентированная на выпуск рабочей документации и работающая, как правило, в двухмерном пространстве.

9

     Графическая система среднего уровня - система, нацеленная на решение трехмерных задач и выступающая в роли базовой, дополняемой разнообразными приложениями.
     Графическая система высокого уровня - система или комплекс систем, которые представляются одним разработчиком и строятся по модульному принципу.
     Интегрированная операционная система (ИОС) - ОС, позволяющая различным приложениям (например, ГС), работающим под управлением такой ОС, обмениваться друг с другом данными.
     Структура графической системы - ее структурные составляющие: ядро, языковая оболочка, проблемно ориентированная оболочка, прикладные программы и т. п.
     Ядро графической системы - пакет прикладных программ, разработанный создателем графической системы и предназначенный для работы пользователя в процессе создания графических документов с помощью данной системы.
     Autodesk - английская фирма - разработчик ГС AutoCAD, Inventor и др.
     AutoCAD - графическая система, являющаяся стандартным средством автоматизации проектно-конструкторских работ.
     Autodesk Inventor - графическая система более высокого уровня (по сравнению с AutoCAD).
     CAPP (Computer Aided Process Planning) - автоматизированная технологическая подготовка производства.
     Solidworks Russia - русифицированная графическая система гибридного параметрического моделирования, предназначенная для проектирования деталей и сборок в трехмерном пространстве с одновременным проведением различных видов экспресс-анализов, а также оформления КД в соответствии с требованиями ЕСКД.
     T-Flex - российский комплекс программ, разработанный АО «Топ-системы».
     3D -модель - трехмерная модель объекта.

10

        ПРЕДИСЛОВИЕ


      На любом современном предприятии инженер в своей повседневной деятельности использует графические системы для решения конструкторских или технологических задач. Начальные знания и умения по созданию технической документации на указанной основе студент должен приобрести при изучении курса «Инженерная и компьютерная графика».
      Цель настоящего издания - ознакомление с процессом создания конструкторских графических и текстовых документов и техникой их выполнения на базе компьютерных инструментариев - графических систем.
      Рассматриваемый учебник является второй книгой дисциплины «Инженерная и компьютерная графика».
      В нем приведены основы компьютерного моделирования для обеспечения автоматизированного проектирования изделий машиностроения. Изложены сведения о CAD / CAM-системах и возможностях компьютерных технологий. Рассмотрена структура графических систем для обеспечения технологии создания графических и текстовых документов. Приведены сведения о современных графических системах. Особое внимание уделено изложению принципов конструирования типовых деталей машин на базе графических систем.
      Учебник является базовым, т. е. раскрывает методологию компьютерных технологий и графики. Он соответствует требованиям программы, утвержденной Методическим управлением по высшему образованию.
      Здесь представлены примеры реализации двух-трех основных способов построения указанных объектов. При этом предполагаем, что на соответствующих кафедрах имеются методические указания-инструкции, в которых даются рекомендации по технике построения геометрических объектов различными способами. Более того, имеются известные работы [2 ... 5, 7 и др.], в которых рассмотрены эти вопросы применительно к конкретным ГС.
      В отличие от существующих изданий в нем:
      1.      В качестве базовой графической системы принят КОМПАС V10, и SolidWorks, базирующиеся на отечественной нормативно-технической документации.
      2.     Материал увязан с другими изданиями авторов.

11

      3.     Раскрываются в основном методология и общие приемы работы в графических системах с соответствующими примерами и заданиями студентов по настоящему курсу.
      Учебник состоит из пяти разделов.
      Раздел I «Введение в компьютерные технологии и графику». В данном разделе приводятся сведения о современной системе автоматизированного проектирования, которая, в свою очередь, входит в систему автоматизированного производства. Ведущей технологией в области автоматизации на данный момент являются CALS-технологии. Кроме того, приводятся основы компьютерной графики, а также общие сведения о современных графических системах трехмерного моделирования.
      Раздел II «Двухмерное (2D) параметрическое моделирование объектов». В нем рассмотрены особенности создания 2 D-моделей деталей и создание чертежей на их основе.
      Раздел III «Трёхмерное параметрическое моделирование деталей и сборок» . Рассмотрены принципы и особенности создания 3 D-моделей деталей, подсборок и сборки. Приведена обобщенная схема алгоритма трехмерного моделирования и показаны примеры создания моделей изделий.
      Раздел IV «Создание графических и текстовых документов на базе 3D-моделей». В ней дано понятие о системе автоматизированного проектирования на основе графических систем. Приведены примеры создания чертежей и спецификаций.
      Раздел V «Самостоятельнаяработа студентов и перспективы применения и развития ИКГ». Сформулированы задания по инженерной компьютерной графике для самостоятельной работы студентов и рассмотрен пример выполнения одного из них. Показаны перспективы применения и развития инженерной компьютерной графики на производстве.
      Учебник предназначен для приобретения студентами первого курса знаний и навыков владения компьютерной графикой, что весьма ценно для последующей конструкторско-технологической подготовки студентов машиностроительных специальностей всех форм обучения.

12

            Раздел I


            ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ГРАФИКИ


     В данном разделе приводятся сведения о современных системах автоматизированного проектирования, которые, в свою очередь, входят в систему автоматизированного производства. Ведущей технологией в области автоматизации на данный момент являются CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support). Поэтому достаточно актуально рассматривать САПР как элемент CALS-технологий.
     CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support) являются современным подходом к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоемкой продукции, заключающейся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия.
     CALS- технологии осуществляют информационную поддержку всех этапов существования промышленного изделия. Одним из основных этапов жизненного цикла является проектирование, основной инструмент которого - геометрическое моделирование и компьютерная графика (CAD-системы), являющиеся подсистемой по отношению к вышеперечисленным системам. Поэтому CAD-системы, как составная часть САПР и CALS-технологий, в целом являются объектом изучения в настоящем курсе.
     В соответствии с изложенным ниже указаны цель и задачи данного курса.

Глава 1

        ВВЕДЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ГРАФИКУ

    1.1. Что такое компьютерная графика?

     Компьютерная графика (КГ) является совокупностью методов и средств для преобразования данных в графическую форму представления и из графической формы представления в технический (конструкторско-технологический) 13

документ с помощью, как правило, персонального компьютера (рис. 1.1). С КГ тесно связаны компьютерные технологии, позволяющие выполнять процедуры создания объекта (например, документа, изделия и т. п.) с использованием электронно-вычислительных средств и соответствующего обеспечения (см. гл. 4).


Рис. 1.1. Структурная схема создания документа:
ИД - исходные данные; 1, 3 - устройства ввода и вывода;
2 - ПК; ТД - технический документ


    1.2. Краткие сведения об истории развития компьютерной графики

     Отправной точкой развития компьютерной графики можно считать изобретение в 1930 году электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), впервые позволившей получать изображения на экране без использования механических движущихся частей.
     В связи с развитием вычислительной техники в 1951 году появился первый дисплей для компьютера «Вихрь» (США), что можно считать началом эры собственно компьютерной графики.
     В 1962 году была создана первая программа компьютерной (ранее так называемой машинной) графики, позволявшая рисовать простейшие геометрические фигуры на дисплее компьютера.
     Затем была разработана первая электронная чертежная машина, а в 1964 году - первая система автоматизированного проектирования DAC -1, созданная совместно с фирмой IBM.
     В 1968 году группой под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка», который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер.
     Важным этапом развития компьютерных технологий и графики является создание в 1977 году первых персональных компьютеров (ПК) и развитие

14