Компьютерная графика и геометрическое моделирование

Маркин Леонид Владимирович

• Профессор кафедры 904
• кандидат технических наук
• читаемые дисциплины:

- Инженерная и компьютерная графика;

- Информатика и программирование;

- Дизайн и виртуальное моделирование инфраструктуры авиационных комплексов;

- История дизайна, науки и авиационной техники;

- История и принципы функционирования транспортных систем;

- История и актуальные проблемы авиационной науки и техники.

1. "Компьютерная графика и геометрическое моделирование"
2.  

Задачи курса:

1. Познакомить учащихся с принципами компьютерной графики и геометрического моделирования.

2. Научить технике выполнения чертежей и построения геометрических моделей средствами компьютерной графики.

3. Показать роль проектной и конструкторской документации в проектировании современной авиационной техники.

4. Познакомить в современным аппаратным и програмным обеспечением автоматизированного проектирования авиационной техники.

5. Научиться реализовывать свои проекты с использованием средств геометрического моделирования и компьютерной графики.

Цель курса:

Заинтересовать слушателя в поступление в МАИ на кафедру 904 с целенаправленным обучением по направлению подготовки “Информатика в области компьютерного дизайна”

Общее содержание курса:

Основано на углубленном изучении учебника автора по черчению,  изданного издательством “Дрофа” и имеющим гриф Минобра как основной учебник по черчению для 9-го класса средней школы (его изображение на сайте издательства приведено на рисунке 1). Уникальной особенностью этого учебника является то, что в нем впервые систематически изложен курс компьютерной графики с большим объемом заданий с указанием их поэтапного выполнения (в стиле ”key-by-key” – “клавиша за клавишей”). При этом мзучаются как приемы выполнения плоских чертежей, так и различные приемы трехмерного моделирования. 

Проведение занятий с учащимися позволит им не только освоить работу средствами компьютерной графики, но и изучить черчению, которое в настоящее время перестало быть обязательным предметом и в большинстве школ просто не изучается, но тем не менее, не перестало быть языком техники. Убежден, что наиболее эффективное проведение курса связано с совмещением выполнения построений как средствами традиционной графики, так и компьютерной. Многолетний опыт преподавания этой дисциплины показывает, что если учащийся не умеет проводить линии на бумаге, то он не увидит их и на мониторе. Объем получаемых учащимися знаний определяется временем, отводимым на изучение этого курса.

Форма проведения занятий – несколько общих лекций по основным принципам компьютерной графики, ее видам, истории и аппаратным и программным средствам для ее реализации, а далее самостоятельное выполнение учащимися заданий под непосредственным наблюдением и помощью преподавателя. Примерное содержание занятий приведено ниже.

1. Система геометрического моделирования «КОМПАС» компании «АСКОН»

Термины и понятия, обязательные для изучения:

Система геометрического моделирования «КОМПАС», ограничения «КОМПАС-3D LT», запуск системы, открытие файла.

2. Основы интерфейса системы

Термины и понятия, обязательные для изучения:

Интерфейс, меню, стандартная панель, компактная панель, панель свойств, строка сообщений.

3. Рисование и черчение

Термины и понятия, обязательные для изучения:

Панель инструментов, рисование отрезка, рисование окружности, стиль линии, создание основной надписи.

Изучение этого материала завершается выполнением графической работы № 21 – «автопортрета». 

4. Приемы создания чертежные объектов

Термины и понятия, обязательные для изучения:

Привязки, фиксация положений курсора, координатная сетка, ввод параметров с клавиатуры, задание отрезка приращением координат.

5. Обеспечение точности геометрических построений

Термины и понятия, обязательные для изучения:

Настройка параметров чертежа, штриховка, размеры.

На этом этапе изучаются параметры настройки текущего листа чертежа – выбор формата чертежа, его ориентации, точности указания размерных чисел.

6. Редактирование объектов чертежа

Термины и понятия, обязательные для изучения:

Панель редактирования, основные операции редактирования.

Освоение операции редактирования геометрических объектов является чрезвычайно важным. Никакие сложные объекты не могут быть созданы в «КОМПАСе» без овладения этой операцией. Они не сложны и также основные из них (обрезка, удлинение, перенос, поворот и т.п.)  легко осваиваются учениками при выполнении графической работы № 23 «Орнамент». 

7. Пространственное (3D)  моделирование

Термины и понятия, обязательные для изучения:

Каркасная модель, поверхностная модель, твердотельная модель, грань, ребро, вершина, начало координат, моделирование выдавливанием, моделирование вырезом с вычитанием, дерево построения, параметризация.

Изучение пространственного (3D – моделирования) начинается с усвоения терминологии – ознакомления с видами модели (каркасная, поверхностная, твердотельная – в наших работах в «КОМПАСе» - только твердотельная)  и элементами самой твердотельной модели – грань, ребро, вершина).

Основными приемом формирования твердотельной модели в графической работе № 25 – построение детали с использованием операции выдавливания и выреза с вычитанием для формирования внутренних полостей детали.

8. Методы пространственного (3D)  моделирование

Термины и понятия, обязательные для изучения:

Моделирование операцией вращения, моделирование выдавливанием по траектории, моделирование по сечениям, многовидовые изображения, ассоциативные чертежи.