GRAFICKÉ SYSTÉMY

A SYSTÉMY CAD

Obsah:

Plošná a vektorová grafika

CAD

Spôsoby objemového modelovania

CAx

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

2

POČÍTAČOVÁ GRAFIKA

V zásade sa plošná grafika pre

spracovanie na PC delí na plošnú a

vektorovú. Bitmapová grafika

predstavuje obrázky, ktoré sú

zložené z jednotlivých bodov, čo sú

malé štvorčeky (pixel) po celej

ploche obrázku. Vektorová grafika je

spôsob vytvárania obrázku s

použitím matematicky definovaných

vektorových objektov, ako napr.

štvorec, kružnica, krivka, polygón a

pod.)

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

3

Bitmapová grafika

Bitmapová grafika predstavuje obrázky, ktoré sú zložené z jednotlivých

bodov, čo sú malé štvorčeky (pixel) po celej ploche obrázku.

Pri úprave veľkosti obrázku dochádza k zmene kvality (hranatenie).

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

4

Rastrové formáty

Bitmapových (rastrových, pixelových) formátov je celý rad –

najznámejšie sú: PCX, BMP, TIFF, GIF alebo JPEG.

Pre vytváranie a úpravu rastrovej grafiky slúžia rastrové grafické

programy (Kreslenie vo Windows, Photoshop a ďalšie editory pre

úpravu digitálnych fotografií).

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

5

Vektorová grafika

@

@cca 10x

Vektorová grafika je spôsob

vytvárania obrázku s použitím

matematicky

definovaných

vektorových objektov, ako

napr. štvorec, kružnica, krivka,

polygón a pod.)

Základnou vlastnosťou takejto

grafiky je to, že zmenou jej

proporcií nedochádza k zmene

jej kvality.

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

6

Vektorové formáty

Najznámejšie vektorové formáty patria CDR (CorelDraw), CGM

(Computer Graphics Metafile), WMF (Windows Metafile).

Pre vytváranie a úpravu vektorovej grafiky slúžia vektorové grafické

programy. Špeciálnym prípadom vektorových systémov sú tzv. CAD

systémy.

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

7

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

8

Farebné rozlíšenie



Najjednoduchším rozlíšením je aplikácia čiernych a bielych

bodov (1 bit) – vhodné pre perové kresby



Pri použití 4-bitovej schémy možno zobraziť 16 farieb, čo

postačuje na popis napr. kruhového diagramu



8-bitový formát znamená použitie 256 farieb. Takáto paleta je

vhodná na zobrazenie ikon, grafických motívov. Zvláštnym

prípadom 8-bitového formátu je 256 stupňov sivej.



Pre fotorealistické zobrazenie potrebujeme minimálne 16-

bitové (High Color) alebo lepšie 24-bitové zobrazenie (True

Color).



V profesionálnej oblasti sa možno stretnúť s 32-bitovým

zobrazením (CMYK – azurová, purpurová, žltá a čierna).

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

9

Grafický modelár - základ systému

CAD

Ako prvotná informácia o výrobku alebo súčiastke sa používa

geometrická informácia, ktorá ich charakterizuje z hľadiska tvaru,

rozmerov, a topológie prvkov. Preto je grafická informácia základným

výrazovým prostriedkom na popísanie súčiastky alebo výrobku a preto

je základom systému CAD je grafický modelár. V zásade grafické

systémy pristupujú ku grafickému objektu dvoma spôsobmi: ako 2D

objektu alebo ako 3D objektu. V 2D sa modelovanie objektu realizuje

pomocou lomenej čiary (priamka, oblúk, .... Hranám sú pridelené

rôzne atribúty - farba čiary, hrúbka, kóta, alebo sprievodný text. Na 2D

modelovaní sú založené tzv. 2,5D systémy. Ich princíp je založený na

tom, že pomocou operácií translácie alebo rotácie sa z rovinného

útvaru vytvorí efekt 3D objektu. Pomocou operácií skladania relatívne

jednoduchých objektov sa môže vytvoriť komplexné teleso. 3D

modelovaním sa vytvára priestorový model objektu.

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

10

CAD

CAD (Computer Aided Design) - univerzálne grafické systémy

umožňujúce spracovanie grafiky v 2D (obrázky, výkresy náčrty ...) resp. v

3D (modely), často rozšírené o špecializované moduly: moduly pre

statické a dynamické modelovanie a katalógy normalizovaných prvkov,

resp. špecializované systémy ako DFM - Design for Manufacturing, DFA -

Design for Assembly DFC, - Design for Cost, DFE - Design for Ecology a

iné.

DWG Vlastný formát vypracovaný firmou Autodesk pre systém AutoCAD

na popis výkresu. Vzhľadom na počet aplikácií sa stal defacto výmeným

štandardom v oblasti CAD.

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

11

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

12

Geometrické modely 3D

K vytvoreniu 3D modelu sa používa niekoľko

prístupov: Drôtový model, Plošný model,

Objemový model

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

13

Objemové modely

K vytvoreniu objemového modelu sa používa niekoľko prístupov.

Obr. Modelovacia technika CSG

Obr. Modelovacia technika pomocou B-rep

modelu

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

14

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

15

Rendering

Vizualizovaný

solid model

vytvorený v

Pro/Engineer.

Modelovanie

umožňuje posúdiť

desing výrobku

este pred jeho

výrobou.

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

16

Rapid Prototyping

Súčasné

navrhovanie

je

charakteristické

plnohodnotným

navrhovaním technického objektu ako

3D objektu. 3D model je jadrom

komplexného informačného systému

strojárskeho podniku. Návrh sa

realizuje s ohľadom na funkčnosť

budúceho

technického

objektu

(Concurrent

Engineering).

Počas

návrhu

sa

používajú

metódy

vizualizácie založené na virtuálnej

realite (Virtual Prototyping). 3D objekt

sa môže rýchle vyrobiť na 3D

tlačiarňach (Rapid Prototyping) alebo je

vyrábaný priamo z 3D modelu na

výkonných CNC strojoch (CAM).

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

17

CAD/CAM

CAD/CAM (Computer Aided

Design /Computer Aided

Manufacturing) - systémy pre

komplexný návrh výrobku a jeho

výrobu v rámci určitej technológie,

najmä obrábanie na viacosích

obrábacích centrách.

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

18

CAD/CAE

CAE (COMPUTER AIDED

ENGINEERING) - počítačové

systémy na analýzy,

optimalizáciu konštrukcie

výrobku. Príkladom CAE je

napr. metóda konečných

prvkov (FEA = Finite Element

Analysis), simulácia

tekutinových mechanizmov a

pod.

Kliknite na obrázok, zobrazí sa objekt v WMP

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

19

Neutrálne výmenné formáty

DXF (Data Exchange File Tento formát vznikol ako výmenný súbor pre

aplikácie ako AutoCAD a stal sa neutrálnym výmenným formátom. Ide o

ASCII súbor, ktorý je z hľadiska zápisu pomerne neúsporný.

IGES (Initial Graphics Exchange Specification Všeobecne uznávaný

neutrálny výmenný grafický formát na prenos geometrických dát o

objekte návrhu, vyvinutý pre ANSI. Podporuje prenos 3D modelov.

STEP (Standard for the Exchange of product Model Data Formát STEP

bol normalizovaný normou ISO a predstavuje neutrálny výmenný fomát

určený pre CAD, CAD/CAM, CAPP ale aj na integráciu Cax systémov do

podnikových informačných systémov. Predstavuje ideálnu formu pre

popis súčiastky vo všetkých fázach jej životného cyklu.

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

20

CAD/plánovanie výroby

MRPII. Hlavná plánovacia metóda

založená na myšlienke rozkladu

finálneho výrobku na komponenty,

výpočte potreby materiálu a

termínov dokončenia dávok

(súčiastok. Typicky strojárske

systémy typu MRP sú postavené na

výrobnom kusovníku (BOM, ktorý

vzniká v procese vývoja výrobku v

CAD systéme ako súčasť modelu

výrobku. BOM, CAD/CAM model a

zákazka/plán finálnej výroby sú

hlavné plánovacie vstupy,

výstupom je plán výroby. Preto

CAD model výrobku považujeme za

jadro IS strojárskeho podniku.

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

21

Forecasting

Material Resource

Planning

Capacity Planning

Orders

Monitoring

CAM

Manufacturing

assembly

CAPP

Technology

CAD

R&D

C

A

Q

CAD/CAM

PPS

CIM

Koncept of CIM by AWF (Ausschuß für Wirtschaftliche Fertigung

)

Data

base

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

22

Virtuálna realita

VRML. (Virtual Reality

Modeling Language) -

popisuje 3D scénu

úspornou formou ako

ASCII text s hierarchickou

štruktúrou. Zdrojový súbor

možno pomocou

doplňujúcich modulov

(plug-in) do WWW

prehliadačov dekódovat a

vďaka tomu potom

prezerať technické objekty

z ľubovoľného uhla a

pozície alebo s nimi volne

manipulovat.

Kliknite na snímok, zobrazí sa objekt v prehliadači (potrebné nainstalovať VERL plug-in -

http://www.parallelgraphics.com/products/cortona/download/iexplore/

29. 3. 2006

INFORMATIKA & PC

23

Ďakujem za pozornosť!