Тема: “ Вступ. Роль графічної інформації в розвитку сучасних систем автоматизації та інформаційних систем.“
Мета уроку:
Навчальна: ознайомити студентів з основними особливостями компютерної графіки,
умовами їх правильного використання, адаптації до кокретних
інженерних задач.
Розвиваюча: розвивати практичні уміння і навички в області нових
інформаційних технологій.
Виховна: виховувати творче мислення, дбайливе відношення до
комп’ютерної техніки.
Тип уроку: лекція.
Устаткування:
1. Клас ПК
Хід уроку
І. Організаційний момент.
Перевірити готовність класу до уроку. Порядок і послідовність роботи на уроці.
Техніка безпеки. Список літератури.
ІІ Пояснення нового матеріалу.
План
1)Ознайомлення з літературої для данної дисципліни.
1. В.Є. Михайленко, В.В. Ванін, С.М. Ковальов. Інженерна та комп’ютерна графіка: підручник для вузів / – 3-е вид. – К : Каравела, 2004. – 344 с.
- Н. В. Жарков AutoCad 2006, Эффективный самоучитель, русская версія, – СПБ: Наука и Техника, -592 с.
3. Злобін Г.Г., Рикалюк Р.Є. Архітектура та апаратне забезпечення ПЕОМ, видавництво „Каравела”, 2006
4. Кравчук С.О., Шохін В. О. Основи комп’ютерної техніки, Київ, 2005, 340 с.
5. Електроний посібник: Иллюстрированный самоучитель по Adobe Photoshop.
6. Електроний посібник: Иллюстрированный самоучитель по Corel DRAW, інтерактивні уроки.
7. Електроний посібник: Иллюстрированный самоучитель по AutoCAD 2004 .
2) Вступ до комп’ютерної графіки.
На початку свого розвитку комп’ютерну графіку розглядали, як частину системного програмування для ЕОМ чи один з розділів систем автоматизованого проектування (САПР). Сучасна комп’ютерна графіка складає ряд напрямків і різноманітних застосувань. Для одних з них основою є автоматизація креслення технічної документації, для інших – проблеми оперативної взаємодії людини і комп’ютера, а також задачі числової обробки, розшифровки і передачі зображень. Сучасне розширення можливостей ЕОМ, створених для виконання обчислень, дає можливість комп’ютеру сприймати і наочно зображувати результати розрахунків, будувати необхідні комплексні креслення, схеми і т.п.. Зорове сприйняття графічної інформації для людини має важливе значення, обсяг і швидкість сприйняття зорових образів значні. Для представлення особливостей чи креслення будь-якого процесу досить декількох секунд, під час яких ми розглядаємо креслення, графік чи функції інше наочне зображення. Отже, важливість наочного представлення комп’ютером результатів числення важко переоцінити.
Однією з основних підсистем САПР, что забезпечує комплексне виконання проектних робіт на основі ЕОМ, є комп’ютерна графіка (КГ ).
Комп’ютерною чи машинною графікою називають наукову дисципліну, що розробляє сукупність засобів і прийомів автоматизації кодування, обробки і декодування графічної інформації. Іншими словами, комп’ютерна графіка розробляє сукупність технічних, програмних, інформаційних способів і методів зв’язку користувача з ЕОМ на рівні зорових образів для рішення різноманітних задач при виконанні конструкторської і технічної підготовки виробництва.
Ведеться інтенсивний пошук шляхів і способів рішення проблеми різкого підвищення продуктивності інженерної роботи під час виконання креслярсько-графічних робіт, конструкторської і технологічної підготовок виробництва. Це викликано потребою ліквідувати розрив, що утворився між відносно високою продуктивністю автоматизованого процесу основного виробництва і низкою продуктивністю ручного чи механізованого процесу конструкторської і технічної підготовки виробництва.
Вивчення комп’ютерної графіки обумовлено:
- широким упровадженням системи комп’ютерної графіки для забезпечення систем автоматизованого проектування, автоматизованих систем конструювання (АСК) і автоматизованих систем технометричної інформації, що складає 60…80 % загального обсягу інформації, необхідної для проектування, конструювання і виробництва літаків, кораблів, автомобілів, складних архітектурних споруджень і т.п.:
- необхідністю автоматизації виконання численних креслярсько-графічних робіт;
- необхідністю підвищення продуктивності і якості інженерної роботи.
Метою комп’ютерної графіки є підвищення продуктивності інженерної роботи і якість проектів, зниження вартості проектних робіт, скорочення термінів виконання їх.
Задачею комп’ютерної графіки є звільнення людини від виконання трудомістких графічних операцій, які можна формалізувати: пошук оптимальних рішень, забезпечення природного зв’язку людини з ЕОМ на рівні графічних зображень.
Розвиток комп’ютерної графіки (КГ) почався з появою пристроїв графічного ведення. Становлення КГ і широке її використання зв’язане зі створенням засобів графічного введення — виводу і дисплеїв — пристроїв побудови зображень на електронно-променевій трубці. При взаємодії користувача з комп’ютером розрізняють три режими роботи: пакетний; пасивно-интерактивный; інтерактивний.
У пакетному режимі роботи графічна інформація формується і виводиться за допомогою заздалегідь написаного пакета прикладних програм — ППП (РИС 1.1). Формування і висновок простих зображень у пакетному режимі на пристроях одержання твердих копий (телетайп, АЧПП) здійснювалося ще до початку використання комп’ютерів.
У пасивно-інтерактивному режимі роботи графічна інформація формується і виводиться за допомогою заздалегідь написаних прикладних програм, у яких в яких передбачено багаторазові запити даних у користувача (Рис. 1.2).
В інтерактивному режимі роботи графічна інформація формується і виводиться в режимі оперативно графічної взаємодії користувача і комп’ютера (Рис.1.3).
Початком сучасної інтерактивної комп’ютерної графіки можна вважати дисертацию Сазерленда (1963 р.), присвячену графічній системі SKETCHPAD. Ця система могла відтворювати і перетворювати геометричні фігури за допомогою світлового пера. Робоче поле екрана поділяється на чотири частини для побудови проекцій об’єкта: вид перед, ліворуч, зверху й у перспективі. Будь-яка зміна однієї з проекцій автоматично визначала зміну всіх інших проекцій і зображення в перспективі. Отже, зрозуміло, наскільки широкі можливості комп’ютерної графіки
для автоматизації креслярсько-графічних робіт з великим обсягом графічного матеріалу при машинному проектуванні й автоматизації виробництва в багатьох областях промисловості.
У 60-роках виникає ряд дослідницьких проектів, з’являються розробки, придатні для комерційного поширення. Найбільш значними серед них були проекти фірми GENERAL MOTORS з використанням графічної системи з розподілом часу для багатьох етапів проектування автомобілів, система Digidraphic була створена фірмою для проектування лінз і дисплейна система ІВМ 2250, заснована на прототипі фірми GENERAL MOTORS.
В Україні перша інтерактивна графічна система автоматизованого проектування електронних схем була розроблена Київським політехнічним інститутом і Науково-дослідним інститутом автоматизованих систем керування і плануванні в будівництві (НДІАСК, Київ) і демонструвалася в 1969р.
Застосування КГ для формування різноманітної графічної інформації в різних областях людської діяльності свідчить про те, що комп’ютерна графіка і геометрія явища різноманітні і багатопланові. У рамках КГ зважуються такі проблеми:
- розробка нових методів математичного забезпечення;
- розробка програмних систем графічних мов;
- створення нових ефективних технічних засобів для проектувальників, конструкторів і дослідників;
- розвиток нових наукових дисциплін і навчальних предметів, що увібрало в себе аналітичну, прикладну і нарисну геометрію;
- програмування для ЕОМ, методи обчислювальної математики, приладобудування.
Комп’ютерна графіка складає цілий ряд напрямків і має різне застосування. За допомогою КГ вирішують багато графічних задач. У комп’ютері синтезуються прості і складні об’єкти: поверхні, тіла, структури. Без швидкого і точного рішення графічних і геометричних задач не можна освоювати космос, конструювати складні механізми і машини, будувати інженерні спорудження, розвивати медицину і т.п..
Комп’ютерну графіку широко застосовують при рішенні актуальної проблеми підвищення продуктивності і точності інженерної роботи. Цього досягають автоматизацією розрахунково-графічних робіт, вирішуючи різноманітні задачі в області машинобудування, літакобудування, профілювання складного різального інструмента і т.п..
Комп’ютерну графіку широко застосовують також при рішенні актуальної проблеми підвищення продуктивності і якості виготовлення виробів основного виробництва. Цьому сприяє автоматизована система технологічної підготовки виробництва {АСТПВ}, під якою розуміють будь-який автоматизований виробничий процес, яким керує комп’ютер. Найважливішими автоматизованими виробничими комплексами АСТПВ є: верстати з числовим програмним керуванням (ЧПК), верстат з мини-еом, програмно-керовані роботи, гнучкі виробничі системи.
Усі види інженерної діяльності, керовані комп’ютерами, об’єднані за назвою автоматизованої системи інженерного забезпечення (АСІЗ), що включає:
- планування процесу проектування з використанням комп’ютерного програмного забезпечення;
- системи автоматизованого проектування різального інструмента і процесу обробки:
- процедури автоматизованої системи керування виробництвом (АСУП);
- процедури автоматизованої системи виробничого планування (АСВП)
- системи автоматизації проектування, розміщення, оснащення на виробництві, зокрема графічну імітацію робототехніки.
Цілковиту інтеграцію областей АСІЗ разом з економічними і бухгалтерськими системами називають комп’ютерно інтегрованим виробництвом (КІВ). КІВ ще тільки починає розвиватися на основі комп’ютерної графіки і, як правило, функціонує під керуванням головних комп’ютерів із загальною базою даних.
Розвиток комп’ютерної графіки почався з розробки пристроїв виведення графічної інформації. До таких пристроїв належать: екранні пристрої відображення в графічних дисплеях із запам’ятовуючою трубкою (екраном), з регенерацією зображення, з растровим екраном, креслярсько-графічні автомати (КГА), пристрої для одержання твердих копій. КГА з програмним керуванням мають також ряд недоліків: низьку порівняно з ЕОМ швидкодію; недостатню надійність роботи, зумовлену застосуванням механічних пристроїв реєстрації та переміщення; програмно-командну несумісність різних типів КГА. Досягнення в галузі оптоелектроніки, волоконної оптики, лазерної техніки, електроніки дають змогу підійти до створення КГА на основі принципіально нових рішень, які забезпечать високу швидкодію та оптимальну якість креслення як на звичайному, так і на спеціальному папері.
Є три великі класи КГА, які розрізняються за характером програмного керування: від ЕОМ, автономні та універсальні (рис. 1.32). Залежно від методу обробки вхідних сигналів бувають такі схеми керування: аналогові, цифро-аналогові та цифрові. За принципом дії виконавчого механізму бувають такі типи КГА:
- електромеханічні — з двох координатною системою відліку та графічними методами реєстрації;
- оптико-механічні – з електромеханічною розгорткою зображення та фотографічними методами реєстрації
- електронно-променеві — з кроковою або сканувальною розгорткою зображення (електростатичними фотографічними методами реєстрації);
- рядково-регістрові — з лінійною системою розгортки та комбінованими методами реєстрації.
Є також інші зображення:
- статичні та динамічні (як в кіно та на телебаченні);
- на постійному (папері, кальці, плівці) або тимчасовому носієві (екран ЕПТ дисплея);
- плоскі або стереоскопічні, які дають ефект об’єму,
Найпоширеніші КГА двох тилів: перові планшетного та барабанного типів; електростатичні.Креслярсько-графічний автомат план-щетного типу призначений для автоматичного креслення на паперових носіях графіків, діаграм машинобудівних та будівельних креслень, метеорологічних карт, функціональних та електричних схем, а також інших документів. Вихідні дані надходять від пристрою, який читає їх з перфострічки, магнітної стрічки або від інтерфейси введення — виведення ЄС ЕОМ.
Графічні реєструвальні пристрої барабанного типу призначені для креслення графіків деталей та конструкцій, які мають малі розміри по осі у і великі по осі х. Графічні пристрої планшетного типу дають змогу креслити ці документи, але в малих масштабах. За допомогою графічних пристроїв барабанного типу їх креслять з більшими розмірами по осі х і з більшою швидкістю, ніж пристроями планшетного типу (завдяки малим інерційним масам деталей, які обертаються і переміщуються). У графічних реєструвальних пристроях барабанного типу носієм інформації є рулонний папір з перфорацією або шорсткістю по краях, який переміщується по осі х завдяки обертанню транспортного барабана.
ІІІ Домашнє завдання: конспект, [1] – с.270-274
С.Р №1. Характеристика графічних пристроїв. [3] – с.215-259, [4] – с.184-263
ІV Підведення підсумків.