Основное внимание в пособии уделено описанию методов компьютерной графики и геометрического моделирования как основе современных систем САПР в машиностроении. Описывается создание, обработка и воспроизведение изображений с использованием средств вычислительной техники, дается введение в САПР и знакомство с теоретическими основами компьютерной графики.



Пособие предназначено для обучения бакалавров всех технических специальностей и соответствует по содержанию образовательным программам ФГОС третьего поколения по инженерной и компьютерной графике, а также представляет интерес для аспирантов и ИТР, связанных в своей практической деятельности с применением компьютерной графики и методов геометрического моделирования в САПР.

ПРЕДИСЛОВИЕ
ПОНЯТИЕ ОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ
ПРОЕКТИРОВАНИИ. СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР
САПР в машиностроении
Составные части и базовые подсистемы САПР
Составные части процесса проектирования
Нисходящее и восходящее проектирование
Средства двумерного черчения
Обобщение основных геометрических построений
на плоскости
Некоторые простые алгоритмы геометрических
построений
Основные базовые функции графического
редактора чертежей
Пример построения графического
пользовательского интерфейса
3D системы
Полное электронное описание изделия (ПЭОИ),
поддерживающее процесс проектирования
и эксплуатации
Протокол CALS
Основные факторы, влияющие на выбор САПР
2. ОБЩИЕ СВЕД ЕНИЯ О КОМПЬЮТЕРНОЙ
ГРАФИКЕ
Области применения компьютерной графики
Виды графики по типу представления графических
данных
Растровая графика
Векторная графика
Фрактальная графика
Web-графика
3. ПОЛУЧЕНИЕ РЕАЛИСТИЧНЫХ
ИЗОБРАЖЕНИИ
Методы создания реалистичных изображений
Удаление скрытых линий и поверхностей
Алгоритм сортировки по глубине
Свет в компьютерной графике
Некоторые сведения о свете
Модель освещения
Тени
Фактура
Цвет в компьютерной графике
Ахроматический и хроматический цвета
Цветовые модели
Цветовая гармония
4. ОСНОВЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
Геометрические объекты
Геометрические преобразования
Двумерные преобразования
Перенос
Масштабирование
Поворот
Матричное представление трехмерных
преобразований
Перенос
Масштабирование
Поворот
Композиция трехмерных преобразований
Общие сведения о геометрическом моделировании
Геометрическая модель
Основные виды геометрических моделей
Требования, предъявляемые к геометрическим
моделям
5. СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ
ПАРАМЕТРИЗОВАННОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Параметрическое конструирование
ПК с полным набором связей
ПК с неполным набором связей
Ассоциативная геометрия
Объектно-ориентированное моделирование (ООМ)
Параметрическое прямое моделирование
Хранение и использование параметрических
моделей
Проблема двумерной и трехмерной параметризации
сборочных единиц
Методология практической параметризации
чертежей
Методика формирования параметрических моделей
Внешние связи и отношения между элементами
контуров и различными контурами и их
интерпретация
при создании параметрической модели
Примеры составления системы линейных
алгебраических уравнений при создании
параметрической модели
Явные, параметрические и гибридные модели
6. ДВУМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Типы данных
Построение базовых элементов
Примеры моделей
7. ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Преимущества 3D моделирования
Типы данных
Представление с помощью границ
Представление с помощью дерева
Методы описания трехмерных объектов
Описание геометрии объекта с использованием
алфавитно-цифрового входного языка
Описание объекта в режиме графического диалога
Получение, модели объекта путем ввода эскизов и
восстановление модели по имеющимся
проекциям
Методы построения трехмерных моделей
Построение кривых и поверхностей
Задание гранями (кусочно-аналитическое
описание)
Кинематический принцип
Булевы операции
Этапы метода соединения с проникновением
Полигональные сетки
8. ОПИСАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА
ПОВЕРХНОСТЕЙ
Описание поверхностей
Параметрическое описание
Описание неявными функциями
Поточечное описание
Характеристики поверхностей
Поверхности первого порядка
Поверхности второго порядка
Моделирование деформации трехмерных
полигональных поверхностей в режиме
реального времени
Метод деформации на основе использования
неявного задания поверхности объекта
Метод деформации плоских протяженных
объектов
Метод деформации тела, заданного полигональной
сеткой
Триангуляция поверхностей
Кривые и поверхности Безье. NURBS и Т-сплайны
Скульптурные поверхности
Кривые Безье
Сплайны
Изобретение NURBS
Поверхности подразделения
Чем же хороши NURBS
Т-сплайны
Геометрическое ядро компьютерной графики
Роль геометрического ядра в 3D печати
Нахождение пересечения кривых и поверхностей
Импорт и экспорт данных из форматов
других ядер и нейтральных форматов
Поиск и исправление ошибок в импортированной
геометрии
Восстановление геометрии по данным
3D сканирования
Формирование триангулированной сетки
поверхности
9. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О СЖАТИИ
ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Графические форматы
Способы сжатия изображений
10. ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ
РЕАЛЬНОСТИ
Определение технологии виртуальной реальности
Компоненты технологии виртуальной реальности
Применение технологии виртуальной
реальности
Пример промышленного применения
Программное обеспечение
Аппаратное обеспечение
Вывод по технологиям виртуальной реальности
11. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ CAD ОТ РТС
ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ
2D CAD
3D CAD
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Крутов В.
Дизайнер