Пристрої виведення графічної інформації

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.

Креслярсько-графічні автомати з цифро­вим програмним керуванням дають змогу автоматизувати найбільш трудомістку опе­рацію проектування — виготовлення тех­нічної документації і, крім того, одержува­ти результати в звичайній формі (у вигляді креслень, графіків, схем), креслити діагра­ми, виконувати контрольне зображення результатів розрахунку.

Розроблено найрізноманітніші за прин­ципом дії КГА, які працюють як в автоном­ному режимі від машинних носіїв інфор­мації, так і безпосередньо від ЕОМ за ке­рованими каналами зв'язку. Найбільш дос­коналими КГА планшетного та барабан­ного типів є ЄС-7051, ЄС-7052, ЄС-7053, ЄС-7054, АП-7251, АП-7052, АП-7053, які працюють в автономному режимі та з ЕОМ (табл.1.4).

Основним виготовлювачем КГА за кор­доном є фірма Саlіfоrnіа Соmрutег Рrоducts (США), яка випускає швидкодіючі авто­мати типу Саl Соmр.

Табл.1.4

Щифр графопобудовника	Країна	Точність, мм	Максимальна швидкість креслення	Тип КГА	Розміри поля, мм
В 3930	СНД	0,05	100	Барабанний	880 (ширина)
ЄС-7051	Те саме	0.05	50	Планшетний	1050 х 1000
СС-7052		0,10	200		380 (ширина)
		0,05	100
СС-7053		0,10	і 50		841 (ширина)
ЄС-7054		0,05	100		1600 у. 1500
Игекан-2		0,125	87		394 х 841
Итекан-3		0,10	80	Барабанний	420 (ширина)
		0.125	100
Aristomat 8310	ФPН	0,05	500	Планшетний	500 х 500
Aristomat 8320	Те саме	0.05	500	Те саме	І200х 1500
Aristomat 8340		0.04	500		1200 х 1500
Aristomat 8350		0,04	500		1600 х 2000
Aristomat 8360		0.04...0,08	500		2000 х 3000
Aristomat 8370		0,04..,0,08	500		2500 х 3000
Aristomat 8371		0,04..,0,08	500		3000 х 4000
Aristomat 8448		0,04...0,08	66		1200^ 1500
Benson 1 11	Франція	0,10	140	Барабанний	340 (ширина)
Benson 121	Те сяме	0,10	127	Те саме	740 (ширина)
Benson 210		0,10	87	Планінетннй	480 х 750
		0.10	85	Те саме	840 х 1500
Benson 23и		0,10	85		840 х 1500
		0.05	85		840^ 1500
		0.10	85		840 х 1500
		0.50	85		840 х 1500
		0,05	45		840 х 1500
		0,025	45		840 х 1500
Benson 112		0.10	150	Барабанний	340 (ширина)
Benson 122		0,10	150	Те саме	740 (ширина)
Benson 132		0,10	150		940 (ширина)
Benson 222		0,05	75	Планшетний	840 х 1200
Benson 232		0,05	75	Те саме	840 х 1200

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.

На рис. 25.10 подано класифікацію при­строїв виведення ГІ залежно від видів зоб­ражень, 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. Уздовж твірної барабана переміщують­ся три записувальних прилади, які ке­руються кроковим двигуном.

 

         

 

До цього часу не вирішена проблема пе­рових графопобудовників, пов'язана з появою клякс, засиханням туші, а також з обмеженими швидкостями креслення.

Електростатичні КГА не мають недолі­ків перових КГА. Функціональний прин­цип електростатичних КГА показано на рис.1.35. Над відтворювальною головкою з дуже тонкими голками (до 16 голок на І мм) протягують папір, який здатний від­творювати електростатичний заряд. За до­помогою нижнього та оборотного електродів з'являються короткі електростатичні імпульси на голках. Папір, який протягу­ється, дістає відповідний заряд і при пере­міщенні через фарбувальну ванну (тонер) на ньому осідає фарба. Після відсмоктуван­ня надлишку барвника і закріплення (фікса­ції) зображення, папір виводиться з КГА в сухому вигляді із зображенням, що не ви­тирається.

 

 

Електростатичні КГА мають досить висо­ку розрізняльну здатність. Швидкість виве­дення графічної інформації більша, ніж у пе­рового КГА, тому електростатичні КГА ши­роко застосовують в автоматизованому про­ектуванні. Проте через складність електро­статичних КГА їх досить рідко застосовують для одержання кольорових зображень.

Технічні характеристики КГА подано в табл. 1.4.

Такі технічні засоби, як центральні про­цесорні пристрої, пристрої введення ГІ, графічні дисплеїв трьох типів, автоматизо­вані робочі місця, пристрої виведення ГІ дають змогу створювати різноманітні кон­фігурації комп'ютерів.

Пакети прикладних програм

Пакет програм комп'ютерної графіки є засобом забезпечення взаємодії користува­ча з графічним терміналом. Він керує гра­фічним взаємозв'язком користувача та си­стеми, а також відіграє роль інтерфейсу між користувачем та прикладним програмним забезпеченням.

Розглянемо найбільш відомі пакети про­грам комп'ютерної графіки.

Широко застосовується система АutoCAD, розроблена в 1982 р. Вона використовуєть­ся в різних галузях (зокрема, в машинобуду­ванні, архітектурі, електроні), де потрібні побудова та підготовка креслень, планів, схем, ілюстрацій. Система АutoCAD пра­цює на різних типах персональних комп'ю­терів, підтримує велику кількість різних графічних периферійних обладнань. Ця си­стема настільки популярна, що створені різні об'єднання користувачів нею. Причи­на популярності — відкритість системи, мож­ливість розроблення на основі системи АutoCAD своїх власних прикладних паке­тів програм, в яких використовується інже­нерна графіка.

Застосування інтерактивних систем, в яких усі проектні та технологічні етапи робіт об'єднані загальною концепцією та технологією роботи, єдиним інтерфейсом та загальною структурою даних — це все реалізовано в інтегрованій системі автома­тизованого проектування САDdу, розроб­леній фірмою Ziegler-Instruments Gmbh, Система САDdу випереджає інші про­фесійні системи.

Інтеграція в пакеті САDdу досягається наявністю інтерфейсу для роботи з різни­ми базами даних (ОРUS, Оrасlе, dbase, Fох Ваsе), розрахунковими та експертними си­стемами, можливістю підключення до сис­тем різних прикладних модулів, розробле­них мовами Сі, Фортран, Паскаль, макро­асемблер.

Система САDdу забезпечує автоматиза­цію проектування в машинобудуванні, електротехніці, архітектурі та геодезії.

Система САDdу — "Електротехніка" включає базовий модуль САDdу, який є ядром системи і містить драйвери для прин­терів та плотерів, графічних відеоадап­терів, шрифти та загальні графічні функції, що використовуються в усіх модулях САDdу, модуль САDdу — "Електроніка-1" для про­ектування принципіальних та монтажних схем виробів електротехнічної промисло­вості. Модуль САDdу автоматично заван­тажує та підтримує специфічне для кон­кретного проекту графічне середовище, викреслює в потрібних місцях елементи, ко­ректно підписує та зв'язує їх відповідно до схеми та правил з'єднання.

Система САDdу — "Електротехніка-1" автоматично генерує креслення монтажної схеми, вводячи в неї за бажанням користу­вача резервні клеми у заздалегідь заданих вільних місцях креслення.

Модуль САDdу — ''Електротехніка-1 " забезпечує одержання належної для проек­ту технічної документації: автоматично генеруе по сторінках специфікації елементів, контактів та клем. Ці специфікації є дуже важливим джерелом інформації для проек­тувальників.

Система забезпечує виведення креслень і технічної документації на плотери й ла­зерні принтери у різних формах.

Система САDdу — "Архітектура" міс­тить такі модулі: для розробки поповерхових планів будинків; для створення тривимірної моделі будинку, що проектує­ться, проектування та розрахунку даху;

розрахунку кошторисної вартості будівництва.

Система САDdу — "Геодезія" призначе­на для обробки даних у таких галузях, як геодезія, топографія, проектування шляхів, землеустрій. Вона містить такі модулі: для перетворення даних польових вимірювань; інформації, здобутої за допомогою елек­тронних приладів; для будівництва то­пографічних карт та планів місцевості; для створення тривимірної цифрової моделі місцевості; для проектування шляхів, роз­бивки осей та розрахунку об'ємів виїмки грунту.

Пакет "Компас — 4.0", розроблений у Санкт-Петербурзі, дає змогу:

· виготовляти креслення, оформлені відповідно до ЄСКД;

· мати широкий вибір бібліотек пара­метричних елементів як для загального машинобудування, так і для проектування електричних, гідравлічних та пневматич­них схем;

· забезпечувати сумісність із система­ми АutoCAD;

· виводити креслення великих форматів на невеликі графопобудовники з наступ­ним склеюванням;

· проектувати оснастку та розробку операційних ескізів;

· розробляти керуючі програми та їхній графічний контроль з імітацією обробки для широкого набору обладнання з ЧПК безпосередньо за кресленнями, розроблени­ми за допомогою системи "Компас".

Пакет 'ТЕОМОД" (Москва) — об'єкт­но-орієнтовна бібліотека тривимірної гра­фіки та геометричного моделювання мови ТурбоПаскаль. Вона містить засоби для по­давання, обробки й відображення складної геометричної інформації про тривимірні об'єкти.

Пакет 'ТЕОМОД" дає змогу:

· виконувати наукові та технічні роз­рахунки на основі геометричних моделей тривимірних об'єктів;

· візуалізувати на екрані тривимірні об'єкти.

Пакет "ГЕОМОД" розрахований насам­перед на розв'язання нетрадиційних задач геометричного моделювання. Будучи біб­ліотекою процедур, цей пакет може бути доданий до існуючого програмного забез­печення користувача, "ГЕОМОД" застосовується у багатьох галузях: наукових дослідженнях; проекту­ванні в промисловості; робототехніці та штучному інтелекті; демонстраційних про­грамах та моделюванні в навчанні; ство­ренні комп'ютерних тренажерів; комп'ю­терних іграх.

Система проектування деталей тіл обер­тання RОТАТIОN — це комплекс програм­них та інформаційних засобів, які забезпе­чують проектування деталей типу: вал, втулка, фланець, зубчасте колесо в середо­вищі системи АutoСАD.

Система містить ряд програм, написаних мовою АutоLISP, систему екранних, слайдових та падаючих "меню", а також таб­лиці, які мають потрібні параметри для ге­нерації стандартних і нормалізованих еле­ментів тіл обертання.

Система дає змогу:

· генерувати зображення деталей типу тіл обертання в потрібному масштабі шля­хом послідовного вибору окремих еле­ментів з графічної о "меню" та автоматич­ним стискуванням їх;

· автоматично вибирати та генерувати зображення типових виглядів: розрізів і перерізів, включаючи канавки для виходу шліфувальних кіл, канавки для виходу; різьб, галтелі; перерізів шліцьових валів з прямокутним, евольвентним і трикутним профілями; канавок для виходу фрез або довбачів для нарізання зубчастих коліс; елементів шпонкових з'єднань;

· автоматично вимірювати стандартні елементи конструкції деталей типу тіл обер­тання;

· проставляти діаметральні розміри ступенів деталей, що проектуються як у ре­жимі замовчування, так і в режимі з зазна­ченням положення розмірних ліній. Значен­ня діаметральних вимірів мають посадки та допуски для гладких елементів валів, а та­кож діаметри різьб з зазначенням кроку різьби та ступеня точності для різьбових елементів.

 

Висновок

 На сьогодняшній день КГ віграє одну з найголовніших ролей в створюванні різноманітних речей, починаючи з архітектурних закінчуючи мікросхемами, грає головну роль в робототехніці від створення робота, його моделювання, до дістанційнаго керування ним. Дякуючи постійному вдосконаленню пристроїв вводу –виводу, розширенню роздільної здатності, градацій кольору – КГ все більш наближається до найточнішого проетування, модєлювання, більш наочного сприйняття об’єкта.

 

ЗМІСТ

 

1. Вступ.

2. Принципи модулювання.

2.1 Геометричне моделювання в площині.

2.2 Геометричне моделювання в просторі.

3. Програмне забезпечення J

 

Сама курсова робота була написана Ткаченко Артемом Ігоровичем,

 студент НТУУ ”КПІ”

Група ДЕ-72,

кафедра Електронних Приладив та Пристроїв,

 здана на п’ять (5) професору ДЕНБНОВЕЦЬКОМУ Станіславу Володимировичу 21.06.01 (завідуючий кафедри).

78 сторінок на УКРАЇНСЬКІЙ МОВІ.