Компоненты и обеспечение САПР

Каждая подсистема, в свою очередь состоит из компонентов, обеспечивающих функционирование подсистемы.

Компонент выполняет определенную функцию в подсистеме и представляет собой наименьший (неделимый) самостоятельно разрабатываемый или покупной элемент САПР (программа, файл модели транзистора, графический дисплей, инструкция и т. п.).^[1][2]

Совокупность однотипных компонентов образует средство обеспечения САПР. Выделяют следующие виды обеспечения САПР:

Техническое обеспечение (ТО) — совокупность связанных и взаимодействующих технических средств (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, линии связи, измерительные средства).
Математическое обеспечение (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы, используемые для решения задач автоматизированного проектирования. По назначению и способам реализации делят на две части:

математические методы и построенные на них математические модели;
формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

Программное обеспечение (ПО). Подразделяется на общесистемное и прикладное:

прикладное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур. Включает пакеты прикладных программ, предназначенные для обслуживания определенных этапов проектирования или решения групп однотипных задач внутри различных этапов (модуль проектирования трубопроводов, пакет схемотехнического моделирования, геометрический решатель САПР).
общесистемное ПО предназначено для управления компонентами технического обеспечения и обеспечения функционирования прикладных программ. Примером компонента общесистемного ПО является операционная система.

Информационное обеспечение (ИО) — совокупность сведений, необходимых для выполнения проектирования. Состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, комплектующих изделий и их моделей, правил и норм проектирования. Основная часть ИО САПР — базы данных.
Лингвистическое обеспечение (ЛО) — совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, а также для осуществления диалога проектировщик-ЭВМ и обмена данными между техническими средствами САПР. Включает термины, определения, правила формализации естественного языка, методы сжатия и развертывания.

В лингвистическом обеспечении выделяют класс различного типа языков проектирования и моделирования (VHDL, VERILOG, UML, GPSS).

Методическое обеспечение (МетО) — описание технологии функционирования САПР, методов выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов. Включает в себя теорию процессов, происходящих в проектируемых объектах, методы анализа, синтеза систем и их составных частей, различные методики проектирования. Иногда к МетО относят также МО и ЛО.
Организационное обеспечение(ОО) — совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, организационную структуру объекта и системы автоматизации, деятельность в условиях функционирования системы, форму представления результатов проектирования… В ОО входят штатные расписания, должностные инструкции, правила эксплуатации, приказы, положения и т. п.

В САПР как проектируемой системе, выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.^[1][3]

Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте.
Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов ее функционирования.

37. Краткий обзор отечественных CAD-систем.

· PSM - САПР по наружным сетей от aвторизированного разработчика Autodesk компании IDEAS FOR BUSINESS

· ADEM — САПР для конструкторско-технологической подготовки машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий и программирования оборудования с ЧПУ.

· AutomatiCS — программный пакет, производства компании CSoft Development, предназначенный для автоматизации проектирования, реконструкции и эксплуатации систем контроля и управления (КИПиА, АСУТП), учета энергии, цепей вторичной коммутации.

· bCAD — САПР по проектированию мебели, торгового оборудования и дизайну интерьеров. Существует также версия для инженерного проектирования и бесплатная студенческая версия

· DipTrace — САПР для проектирования печатных плат. В пакет включено четыре программы: Schematic — разработка принципиальных схем; PCB Layout — разводка плат, ручная и автоматическая трассировка; ComEdit — редактор корпусов; SchemEdit — редактор компонентов.

· ElectriCS — САПР, предназначенная для проектирования электрооборудования, применяемого в различных отраслях промышленности, производство компании CSoft Development.

· EnergyCS — предназначен для выполнения электротехнических расчётов при проектировании и эксплуатации электроэнергетических систем любой сложности, производство компании CSoft Development.

· GeoniCS — линейка профессиональных программных продуктов компании CSoft Development, предназначенных для специалистов в области геодезии, геологии, землеустройства, проектирования генпланов.

· IndorCAD — система проектирования автомобильных дорог компании ИндорСофт

· InfrasoftCAD — САПР на основе IntelliCAD от компании INFRASOFT

· K3 — система твердотельного пространственного моделирования, разработанная нижегородскими учёными.

K3-Коттедж — это комплекс компьютерных программ для проектирования деревянных домов из оцилиндрованного бревна и профилированного бруса^[1].

+ вторая часть ответа из вопрса 36

38. Компьютерное моделирование в 3D Studio МАХ.

3D Studio Max - программа трёхмерной графики - может применяться:

в архитектурном конструировании;
в подготовке рекламных и научно-популярных роликов для ТВ;
в компьютерной мультипликации и художественной анимации (спецэффекты, мифические чудовища и т.д.);
в компьютерных играх;
в компьютерной графике и веб-дизайне.

Последние версии 3D Studio MAX предлагают еще больше усовершенствованных возможностей, которые удовлетворяют возрастающим нуждам творцов трехмерных моделей и аниматоров, а еще создателям компьютерных игр. Открытая архитектура 3D Studio MAX дает возможность аниматорам пользоваться превосходством применения более 100 подключаемых приложений, чтобы быстро и просто добавлять впечатляющие результаты. Кроме того, при помощи 3D Studio MAX SDK они имеют могут создавать собственные приложения-модули, чтобы их творения были еще более оригинальными.

39. Этапы проектирования в 3D Studio МАХ.

Первыйэтап – это предпроектное предложение. Он включает в себя цель предварительной оценки. Если дизайнеры приходят к взаимопониманию с заказчиком по художественным, техническим и материальным вопросам, то можно переходить ко второму этапу.
Второйэтап характеризуется сбором данных по конфигурации. Составляется схематический план

На третьем этапе выбирается стилевое оформление на основе данных, полученных на втором этапе. Дизайнер рассматривает варианты используемых материалов, фактур и цветов. Именно на этом этапе незаменимы возможности моделирования и визуализации 3D Studio MAX. Наглядность и фотореалистичность визуализированного проекта способна помочь определиться дизайнеру и заказчику проекта с выбором и прийти к единому мнению.
Четвертый этап является выбором способов реализации проекта и технических решений.

Все данные этапов проектирования вносятся в компьютерный проект и с помощью программных средств 3D Studio MAX преображают задумки и дизайнерские наработки в виде фотореалистичную картинку на экране монитора, являющуюся окончательным результатом моделирования.

40. Базовые понятия 3D графики (объекты (модели), их свойства и параметры, сцены).

Интерфейс прикладного программирования (API) - спецификация, описывающая стандартный набор функций, поддержку которых в своих продуктах должны обеспечить производители, чтобы пользователи могли воспользоваться преимуществами 3D-ускорения.

Сцена (виртуальное пространство моделирования) включает в себя несколько категорий объектов:

Геометрия (построенная с помощью различных техник модель, например здание)
Материалы (информация о визуальных свойствах модели, например цвет стен и отражающая/преломляющая способность окон)

o Материал включает следующие основные характеристики:

o - рассеяный свет (Diffuse) - цвет света, который отражается от объекта (рассеивается им)

o - отраженный свет (Specular) - цвет света, который отразился объектом (как металлический блеск);

o - разбросанный свет (Ambient) - цвет света, который падает на объект со всех сторон;

o - испущенный свет (Emission) - цвет свечения объекта.

o Материал и свет определяют цвет обекта.

Источники света (настройки направления, мощности, спектра освещения)

o Свет имеет следующие характеристики:

o - позиция - точка из которой исходит свет;

o - угол освещения - свет может исходить во все стороны или в определенную область пространства (например, свет от прожектора);

o - рассеяный свет (Diffuse) - цвет света, который отражается от объекта (рассеивается им)

o - отраженный свет (Specular) - цвет света, который отразился объектом (как металлический блеск);

o - разбросанный свет (Ambient) - цвет света, который падает на объект со всех сторон.

o Сам свет невидим. Можно видеть только его действие на объект.

Виртуальные камеры (выбор точки и угла построения проекции)
Силы и воздействия (настройки динамических искажений объектов, применяется в основном в анимации)
Дополнительные эффекты (объекты, имитирующие атмосферные явления: свет в тумане, облака, пламя и пр.)

Задача трёхмерного моделирования — описать эти объекты и разместить их в сцене с помощью геометрических преобразований в соответствии с требованиями к будущему изображению.

41. Рендеринг. Основные понятия и задачи рендеринга

Ре́ндеринг (англ. rendering — «визуализация») — термин в компьютерной графике, обозначающий процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы.

Здесь модель — это описание любых объектов или явлений на строго определённом языке или в виде структуры данных. Такое описание может содержать геометрические данные, положение точки наблюдателя, информацию об освещении, степени наличия какого-то вещества, напряжённость физического поля и пр.

Примером визуализации могут служить радарные космические снимки, представляющие в виде изображения данные, полученные посредством радиолокационного сканирования поверхности космического тела, в диапазоне электро-магнитных волн, невидимых человеческим глазом.

Программа рендерер рассматривает 3D сцену с математической точки зрения, вычисляет, как должна выглядеть сцена и затем создает итоговое изображение.

Все эти этапы – это части "технического" рендеринга и большинство пакетов 3D моделирования позволяют выполнять их в реальном времени и приступать к финальной стадии только после нажатия кнопки "RENDER".

Типы рендеринга

1. Плоскостной рендеринг (Flat Render) - Создание четко разграниченных многоугольников, поверхность каждого из которых окрашена одним однотонным цветом. Самый быстрый способ представления поверхностей.

2. Мягкое закрашивание (Gouraud Shading) - Смешение объектов образующих поверхность. Более реалистично, чем плоскостное представление. Используется во многих новых играх, где трехмерные поверхности преобразуются в реальном масштабе времени, например, в авиационных симуляторах.

3. Phong Shading - Более реалистичная и сложная форма закрашивания, чем предыдущий вариант. Предъявляет большие требования к аппаратным ресурсам компьютера вообще и к производительности в частности.

4. Трассировка луча (Ray Tracing) - Наиболее качественный уровень представления трехмерных поверхностей, доступный для настольных компьютеров. Состоит в том, что "нарисованный" луч света, попадая на такую же искусственную поверхность, ведет себя точно так же, как и настоящий - отражается и меняет свое направление. Результат очень реалистичен, с чрезвычайно точными тенями, отражениями и даже преломлением.

42. Общие понятие о проекциях, камерах, источниках света, визуализации и др.

Источники света (настройки направления, мощности, спектра освещения)

o Свет имеет следующие характеристики:

o - позиция - точка из которой исходит свет;

o - рассеяный свет (Diffuse) - цвет света, который отражается от объекта (рассеивается им)

o - отраженный свет (Specular) - цвет света, который отразился объектом (как металлический блеск);

o - разбросанный свет (Ambient) - цвет света, который падает на объект со всех сторон.

o Сам свет невидим. Можно видеть только его действие на объект.

Проекция, проецирование в оптике и технике — процесс получения изображения на удалённом от оптического прибора экране методом геометрической проекции (кинопроектор, фотоувеличитель, диаскоп и т. п.) или (реже) синтезом изображения (лазерный проектор).

Визуализация в общем смысле — метод представления информации в виде оптического изображения

Рисунок, видимо, был первой в мире сознательной попыткой визуализации образов, для их демонстрации другому человеку. Создание письменности позволило человечеству передавать индивидуальный опыт многим людям, надёжно сохраняя его для следующих поколений.

Графики предназначены прежде всего для иллюстрирования математических понятий, функциональных зависимостей или связей между объектами (теория графов).

Диаграммы позволяют иллюстрировать количественные соотношения в определённой области. Существует множество типов диаграмм.

Диаграммы, основанные на применении графов, удобны для представления маршрутов, путей, связей между объектами:

Диаграммы, схожие с графиками, представляют связь между двумя переменными, которые принимают либо дискретный, либо непрерывный набор значений:

Карта

Фотография

43. Понятие цветовой модели

Цветовая модель — термин, обозначающий абстрактную модель описания представления цветов в виде кортежей чисел, в обычном случае трех или четырех значений, называемых цветовыми компонентами или цветовыми координатами. Вместе с методом интерпретации этих данных (например определение условий воспроизведения и/или просмотра — то есть задание способа реализации), множество цветов цветовой модели определяет цветовое пространство.

цветовая модель RGB чаще всего используется в информатике (а также её разновидности: αRGB), реже — HSV.
CMYK — основная цветовая модель в полиграфии
В телевидении для стандарта PAL применяется цветовая модель YUV, для SÉCAM модель YDbDr, а для NTSC модель YIQ. Эти три модели основаны на принципе, согласно которому основную информацию несёт яркость изображения (Y), а две другие составляющие, отвечающие за цвет, менее важны.
эталонная модель XYZ основана на замерах характеристик человеческого глаза. XYZ — единственная цветовая модель, в которой любой цвет, ощущаемый человеком, представим только положительными значениями координат.

44. Назначение и особенности работы в приложении PhotoShop.

Adobe Photoshop— многофункциональный графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems. В основном работает с растровыми изображениями, однако имеет некоторые векторные инструменты. Продукт является лидером рынка в области коммерческих средств редактирования растровых изображений, и наиболее известным продуктом фирмы Adobe. Часто эту программу называют просто Photoshop (Фотошоп).

Photoshop тесно связан с другими программами для обработки медиафайлов, анимации и другого творчества. Совместно с такими программами, как Adobe ImageReady (программа упразднена в версии CS3), Adobe Illustrator, Adobe Premiere, Adobe After Effects и Adobe Encore DVD, он может использоваться для создания профессиональных DVD, обеспечивает средства нелинейного монтажа и создания таких спецэффектов, как фоны, текстуры и т. д. для телевидения, кинематографа и всемирной паутины. Photoshop также прижился в кругах разработчиков компьютерных игр. Основной формат Photoshop, PSD, может быть экспортирован и импортирован всеми программными продуктами, перечисленными выше. Photoshop CS поддерживает создание меню для DVD. Совместно с Adobe Encore DVD, Photoshop позволяет создавать меню или кнопки DVD. Photoshop CS3 в версии Extended поддерживает также работу с трёхмерными слоями.

Из-за высокой популярности Photoshop поддержка специфического для неё формата PSD была реализована во многих графических программах

Поддерживается обработка изображений, как с традиционной глубиной цвета 8 бит (256 градаций на один канал), так и с повышенной 16 и 32 бит (65’536 и 4’294’967’296 градаций на канал соответственно). Возможно сохранение в файле дополнительных элементов, как то: направляющих (Guide), каналов (например, канала прозрачности — Alpha channel), путей обтравки (Clipping path), слоёв, содержащих векторные и текстовые объекты. Файл может включать цветовые профили (ICC), функции преобразования цвета (transfer functions), пропорции пиксела (Pixel Aspect Ratio).

45. Назначение и особенности работы в приложении CorelDraw.

CorelDRAW — векторный графический редактор, разработанный канадской корпорацией Corel.

Эта программа позволяет работать с растровыми и векторными изображениями, включая различные варианты трансформации плоской и объёмной графики. Серьёзный арсенал инструментов позволит пользователю успешно и оперативно решать различные задачи в области создания различных изображений и художественных макетов на персональном компьютере.

1 2 34

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: