cad predavanja

1. PROJEKTOVANJE RAUNAROM DR MIOMIR JOVANOVI 1

26. Oktobar 2010.

Predavanje 1

CAD tehnologije

KORIENJE RAUNARA ZA PRORAUNE MAINA

Proraun primenom raunara je danas popularan, pre svega, zbog sve veeg broja

softverskih paketa na tritu i mogunosti ireg sagledavanja svojstava, tretirajui

strukturu maine velikim brojem provera. Ova prednost je zapravo ogranienje

klasinog projektovanja koje izvodi ovek bez raunara, zbog ega su razvijane mnoge

tehnike iznalaenja kritinih lokacija i njihove provere. Podkategorije ove grupacije su:

a. Analiza optereenja konstrukcije: (Load analysis) sloenih sistema i njihovo definisanje.

Kod dizalica ovim metodama se na svim pojedinim lanovima identifikuju izazvani uticaji od

dejstva vetra, dinamikih pojava u toku rada, ljuljanja tereta, havarijskih stanja, sluajnih

uticaja, kombinacija dejstava i drugo. Ovakve analize u projektovanju, zbog broja moguih

stanja optereenja i ukupnog broja lanova konstrukcije, iskljuivo se rade raunarom.

b. Proraun kompaktnih veza: Sklopovi visokog stepena integracije komponenata kao to su prenosnici snaga,

spojnice, sklopovi tokova, klipne pumpe, hidro-motori, leajevi i drugo, odlikuju se

kontaktnim naprezanjima. Za svaku kategoriju mainskih elemenata razvijena je

metodologija specifinog prorauna koja se izuava u mainstvu. Svaka od ovih

metodologija prorauna efikasno se realizuje raunarom a koriste se i optije -

numerike metode mehanike kontinuuma. Jedna od tih numerikih metoda je FEM.

2 1. PROJEKTOVANJE RA^UNAROM

c. Proraun stabilnosti konstruktivnih elemenata: Predmet analize su: klipnjae, podizai, balansirajue poluge (balanseri), pojasni tapovi

i tapovi ispune reetkastih nosaa, tanki zidovi razliitih avio konstrukcija (krila i

oplata trupa), brodske konstrukcije itd.

d. Proraun dinamikih svojstava konstrukcija. Podrazumeva odredjivanje sopstvene frekvencije i sopstvenih oblika oscilovanja kod

maina razliitih tipova: turbina, mlinova, vibracionih sita, vibracionih transportera,

motora i prenosnika snage, ali i sloenijih sistema kao to su avio-letilice, kontejnerske

dizalice, roto bageri itd.

e. Proraun pogonske vrstoe mainskih delova. Odnosi se na proraun vrstoe varova, zamor materijala i prslinu u konstrukciji. Uslovi

pri kojima se trai vrstoa, su na niskim temperaturama ili metalurke opreme za rad sa

rastopinama.


f. Proraun kinematike mainskih sistema. To su prorauni putanja mehanizama, raznih prenosnika snage i pokretnih noseih

struktura. Specijalizovana grafika oprema raunara koristi se za bra i pouzdanija

izraunavanja kinematskih reenja i omoguuje vizuelnu kontrolu.

g. Optimizacija konstrukcija. Metodama optimizacije mogu se ostvariti specifine osobine konstrukcija.

To se postie iz uslova minimuma kod sinteze geometrije lakih konstrukcija,

Tehnike projekte konstrukcija prate jednociljni i vieciljni zadaci optimizacija sa

brojnim ogranienjima. Za projektovanja sa vie optimalnih ciljeva koristi se Pareto

koncept. Prednost ovog koncepta nad klasinim je u istovremenoj sintezi geometrije

konstrukcije po nekoliko tehnikih osnova.

h. Proraun pouzdanosti: U irem smislu, pouzdanost iskazuje kvalitet upotrebljivosti sklopa, maine ili sistema.

Proraun pouzdanosti je redovan, a esto i osnovni zadatak projektovanja odgovornih i

vanih sistema. Primera radi, kod noseih struktura letilica, pouzdanou se iskazuje

sposobnost stajnog trapa da izdri dinamike udare pri sletanju u toku eksploatacionog

veka, a da pri tome d manji broj funkcionalnih otkaza od minimalno propisanog.

Definicija:

PROJEKTOVANJE RAUNAROM

Proces projektovanja predstavlja nalaenje nauno opravdanog tehnikog reenja koje

se praktino moe realizovati, a da pri tome zadovolji i ekonomske kriterijume.

U uem smislu, projektovanje predstavlja definisanje tehnikog reenja sa funkcionalnog,

sadrajnog i konstruktivnog aspekta.


Projektovanje moe imati i kompleksniji sadraj, kada se postavljaju zahtevi traenja optimalnih svojstava, pouzdanosti komponenata i funkcija i druga specifina svojstva. Nakon projektovanja, sledi KONSTRUISANJE TEHNIKOG SADRAJA i ono predstavlja definitivno oblikovanje konstrukcije kojim se definiu: geometrija (karakteristine dimenzije), materijal, nain montae, tolerancije, hrapavost i drugo. Oigledno da se konstruisanje vri na bazi projektovanja i njime se precizira konano reenje konstrukcije. Iz aktivnosti konstruisanja nastaje konstrukciona dokumentacija.

Dalji tok korienja konstrukcione dokumentacije (slika 1.1) odvija se kroz pripremu za proizvodnju i ta delatnost vie ne pripada projektovanju i konstruisanju, ve tehnolokoj pripremi. Iz tehnoloke pripreme nastaje radionika dokumentacija koja sadri, pored konstrukcione dokumentacije, i tehnoloku dokumentaciju. Tehnoloku dokumentaciju ine: dokumentacija opreme i alata za proizvodnju, dokumentacija kontrole i dokumentacija izvrenih ispitivanja.

Slika 1.1 Aktivnosti nastanka proizvoda podrane raunarom

Klasina organizacija postupka projektovanja i pripreme proizvodnje dozvoljava primenu raunara za

efikasniju realizaciju ovog procesa. Postupak uvodjenja raunara uslovljen je formiranjem baze podataka do

nivoa radionike dokumentacije prizvoda.

Aktivnosti projektovanja i konstruisanja primenom raunara poznate su u strunoj javnosti pod engleskim

nazivom: Computer Aided Design (CAD).

Skraenicu CAD predloio je T. D. Ross (USA) i ona je uvedena u terminologiju 1979.

Skraenica je simbol tehnologija projektovanja raunarom.

Uvodjenje raunara u oblasti pripreme proizvodnje (Computer Aided Planing - CAP).

Sama proizvodnja podrana raunarom poznata je pod engleskim nazivom Computer Aided Manufacturing

(CAM).

CAD daje sledee prednosti projektovanju:

vii nivo kvaliteta (tanost, finoa), realizuje najobimnije zadatke i oslobadjanje oveka rutinskog posla, vizuelnu interpretaciju forme koja omoguuje pre izrade, ocenu funkcionalnih i

estetskih vrednosti proizvoda,

omoguava specifine analize (prorauni lokalnih napona kod brzih procesa i sloenih struktura) iz ega sledi poboljanje sklopa pre izrade,

omoguuje brzu izradu tehnike baze podataka, poevi od tehnikih crtea do tehnolokih instrukcija za automatizovanu izradu,

iroko integrisana proizvodnja raunarom (Computer Integrated Manufacturing - CIM)

Izvan CAD delatnosti, primena raunara otvara mogunosti daljih modernizovanja proizvodnje. Uvodjenjem CIM koncepta, integriu se ostale aktivnosti proizvodnih sistema, slika 1.2:

prilagodjavanje proizvodnje potranji, odredjivanjem dinamikih parametara, planiranje (koliine materijala, termin planovi, radna snaga, distribucija zadataka),


povezivanje sa spoljanjim izvorima (nacionalnim i svetskim) informacija (komiteti, berze, proizvodjai, distributeri, transport, uskladitenje, pretovar) o robi i sirovinama,

praenje poslovanja (finansijskih tokova, zaliha robe, materijala), praenje proizvoda u eksploataciji (servis, kvalitet, korekcije tehnologija, odravanje), koordiniraju osnovne fabrike aktivnosti (marketing, planiranje, investicije).

SISTEMA

OKRU@ENJE

Slika 1.2 Aktivnosti koje su integrisane CIM konceptom

KONSTRUKCIONA DOKUMENTACIJA

Osnovni produkt projektovanja je konstrukciona dokumentacija. Kod klasinog projektovanja, ona se formira na papiru i dalje distribuira kroz tehniku pripremu u proizvodnju. Kod primene raunara u projektovanju, tok je isti, samo je dokumentacija prisutna na razliitim medijumima. U principu, kod kompletnih CIM sistema dokumentacija ne mora da bude crtana sa vrstim otiskom. Konstrukciona dokumentacija se realizuje u sledeim etapama (slika 1.3):

postavljanje zadatka, prikupljanje informacija, analiza informacija, sastavljanje tehnikog predloga, izrada idejnog projekta, izrada tehnikog projekta i izrada tehnike dokumentacije.

Slika 1.3 Etape nastanka konstrukcione dokumentacije

Konstrukcionu dokumentaciju ine razne vrste dokumenata:

radioniki crte za izradu i kontrolu, sklopni crte, crte opteg izgleda (forma, princip rada),


teorijski crte (pokazuje raspored pozicija), gabaritni crte (geometrija sa prikljunim i montanim mer.), elektro-montani crte, montani crte (podaci za postupak montae), crte pakovanja, crte ambalae, ema veza, specifikacija (spisak delova sklopa), spisak specifikacija (to je spisak svih specifikacija), spisak uputstava (popis svih dokumenata), spisak poluproizvoda koji se kupuju kao gotova roba, spisak pravnih lica koja poseduju originalnu dokumentaciju, specifikacija idejnog projekta, spisak tehnikog projekta, spisak idejnog projekta, objanjenje (tehnikog reenja i principa rada), tehniki uslovi (norme za kontrolu, prijem i isporuku), program i metode ispitivanja (isporuka, prijem, periodina kontrola), proraun, tabele, eksploatacioni dokumenti (odravanje, kvarovi), remontni dokument, karta tehnikog nivoa i kvaliteta, ostali dokumenti (nomenklature, prospekti, tehnoloke karte).

Dananji stepen CIM sitema ne zahteva izradu svih dokumentacije sa vrstim otiskom. U budunosti, kategorija dokumenata na papiru trebalo bi potpuno da nestane. Moe se oekivati racionalizacija i standardizacija informatike dokumentacije proizvoda.

STRUKTURA PROCESA PROJEKTOVANJA

Objekat projektovanja moe biti proizvod ili proces kod projektovanja tehnologija. Projektovanje raunarom je automatizovan proces, razliitog stepena automatizovanosti. Najee je proces projektovanja u dijalogu, a kod rutinskih zadataka, samo izvrni. Nain projektovanja zavisi od poslova i od raspoloivih uslova (softvera i hardvera).

Analiza sloenih tehnikih objekata u projektovanju vri se prema tehnickim aspektima i hijerarhijskim nivoima, slika 1.4.

Tehniki aspekti definiu funkcionalna, konstruktivna, tehnoloka i eksploataciona svojstva objekata.

Funkcionalni aspekt definie osnovnu funkciju ili proces rada. Konstruktivni aspekt definie sadraj i formu objekta. Tehnoloki aspekt definie tehnoloku mo objekta, vrste procesa izrade i drugo. Eksploatacioni aspekt definie ponaanje objekta u eksploataciji. Sloenost objekta moe biti vea ili manja. Otuda u okviru svakog aspekta: hijerarhijski nivoi: objekat kao celina, funkcionalni podsistemi

(nosea konstrukcija, pogonski uredjaji, komandni uredjaji itd.), delovi podsistema (sklopovi) i delovi sklopova (elementi).

Broj hijerarhijskih nivoa, zavisi od stepena sloenosti objekta. Prema hijerarhijskim nivoima, projektovanju se pristupa po razliitim osnovama.


Slika 1.4 Struktura procesa projektovanja

Procedure projektovanja:

Projektovanje moe biti izvedeno procedurama sinteze i procedurama analize. Danas se obe metode koriste u projektovanju raunarom (CAD), U klasinom projektovanju (bez upotrebe raunara), metode sinteze koriste selektivno prema izgradjenom znanju i uhodanom inenjerskom pristupu.

Slika 3.01 Koncept korienja metoda analize u projektovanju

Procedure sinteze polaze od zadatih svojstava, funkcije, nazivnih parametara (definisanih

projektnim ili istraivakim zadatkom), a zavrne aktivnosti daju geometriju i konstruktivnu dokumentaciju. Kako treba operisati sa realnim geometrijskim veliinama, metode sinteze koriste na svakom hijerarhiskom nivou poetni-pretpostavljeni opis, formirajui ga iz ogranienja definisanih na poetnim hijerarhijskim nivoima. Procedure analize polaze od pretpostavljene geometrije konstrukcije i koriste je za analizu po

razliitim osnovama (aspektima) i na razliitim hijerarhijskim nivoima. Na ovaj nain se proverava ispravnost poetnog konstruktivnog opisa objekta. Na poetku projektovanja metodama analize dobija se reenje koje polazi od proizvoljnih pretpostavki pa zato i najvie odstupa od kriterijuma koji su zadati sa prethodnog hijerarhijskog nivoa. Ovakva reenja ne mogu biti verifikovana, ali su zato poznati kriterijumi koji nisu zadovoljeni, pa se prema njima vri korekcija za novu analizu. U klasinom postupku projektovanja, verifikacija se izvodi uvek prema specifinim elementima konstrukcije. Kod projektovanja raunarom (CAD), potrebna je optija logika koja bi vaila za svaku problematiku u istoj strunoj grupaciji (mainstvo, gradjevinarstvo, elektronika, dizajn).

OSOBINE KONSTRUKCIJA

CILJEVI

KRITERIJUMIOCENE

KONSTRUKCIJA

OPTERECENJASTATICKO, DINAMICKO, TERMICKO

PRORACUN OSOBINA

MEHANICKOG MODELA

OCENA REZULTATA

KONACNO RESENJEKONSTRUKCIJE

BANKA ZNANJA(ISKUSTVO)

OPIS KONSTRUKCIJE

MODELCAD

MODIFIKACIJEMODELA

CAD - RAUNARSKA GRAFIKA - DR MIOMIR JOVANOVI 1

Generacija 2010-2011

CAD-TEHNOLOGIJE Predavanje 2

Raunarska grafika

Rana istraivanja u oblasti raunarske grafike pokazala su da se grafikom interpretacijom pojmova ubrzava korisniki interfejs nekoliko stotina puta u odnosu na tekstualni interfejs. Tehnike uslove za razvoj grafikih interfejsa dalo je poveanje brzine procesora koji su obezbedili potrebne kapacitete za grafiko interpretiranje sadraja. Prvi vidovi grafikih interpretacija bili su u ravni (dvodimenzioni 2D). Zahtevi za univerzalnom interpretacijom, doveli su do trodimenzione (3D)

interpretacije sadraja. Iz tih kreacija nastala je primenjena matematika i informaciona disciplina za grafiku interpretaciju sadraja - kompjuterska grafika. Ona se oslanja na principe matematikih nauka, nacrtnu geometriju, informatiku i primenjenu elektroniku. Kompjuterska grafika je

primenjena za projektovanje primenom raunara (Computer Aided Design), skraeno nazvano CAD u okviru koga se realizuje i izrada tehnike dokumentacije (Computer Aided Design Drafting - CADD). Primena kompjuterske grafike u mainstvu realizuje se kroz geometrijsko modeliranje, ime se formiraju modeli za proraune. Podaci o modelima formirani kao datoteke geometrijskih entiteta, koriste standardne formate baza podataka. Baze podataka se dalje koriste za projektovanje

proizvodnje i tehnologija (Computer Aided Process Planning - CAPP). Savremena primena

kompjuterske grafike je takodje u mainskom vidjenju objekata, vetakoj inteligenciji. Raunarska grafika ima primenu izuzetno iroku u drugim oblastima: Medicini za dijagnostiku primenom kompjuterske tomografije, medicinskoj grafici za interpretaciju hemijskih analiza, video medijima

(film, TV), komunikacijama za vizuelnu komunikaciju (Visual Communication and Interfaces),

kartografiji i geologiji (CAGES), umetnosti (Computer Art).

Osnova irenja raunarske grafike i prevazilaenja razliitosti grafikog softvera i hardvera ima pojava raunarskih standarda kao to su GKS, GKS-3D, PHIGS, CGM, CGI, IGES. Danas se kompjuterska grafika standardizuje pod okriljem

Komiteta za nacionalnu kompjutersku grafiku (National Computer Graphics

Association - NCGA) i Komiteta za svetsku kompjutersku grafiku (World

Computer Graphics Association - WCGA). ISO standardi definiu raunarsku grafiku kao skup metoda i tehnika za konverziju podataka koji se alju ka grafikom ekranu ili sa njega, posredstvom raunara. Zavisno od smera konverzije podataka izmedju raunara, ulazno-izlaznog uredjaja i vrste raunarskog sistema,

postoje tri osnovne oblasti primene raunarske grafike. Prva oblast je

Generativna raunarska grafika gde korisnik unosi podatke u raunar, izvrava programe za konverziju izlaznih rezultata u linije, take, slova, poligone, ime se

generie slika. Druga oblast primene je analiza slika na bazi informacija unetih

CCD kamerom sa ciljem prepoznavanja predmeta koji ine sliku (primenjeno u

savremenoj robotici). Trea oblast primene je obrada slika (procesiranje) ime se menja sadraj slike u cilju poboljanja kvaliteta.

1.20 KONCEPT GRAFIKE INTERPRETACIJE SADRAJA

Kompjuterska grafika zasniva se na tri sistema: aplikativnom sistemu, grafikom sistemu i korisniku. Za njihovu medjusobnu vezu su upotrebljena tri interfejsa: aplikativni interfejs, interfejs uredjaja i interfejs korisnika. Interfejsi su standardizovani prema

predlogu istraivaa Bono - Enderle 1986. godine. Koncept grafikog sistema, prema tom predlogu, pokazan je na slici 1.01. Programska aplikacija korisnika se sastavlja pozivom grafikih potprograma iz datoteke grafikih podataka (struktura). Iz tih programskih navoda sastavlja se program aplikacije koji se kao datoteka smeta na memorijski medijum raunara. Kada se uitava program gotove aplikacije, jezgro obavlja tumaenje programskih navoda i shodno bazi podataka grafikih struktura nalazi programske instrukcije za grafiku formu na uredjaju za prikazivanje. Jezgro grafikog programa je povezano sa radnom grafikom stanicom, preko interfejsa uredjaja, a korisnik preko interfejsa korisnika. Interfejs korisnika zasniva se na naem iskustvu sa okolnim prostorom, prepoznavanjem geometrijskih formi, medjusobnim odnosima grafikih sadraja. Korisnik za grafiki prikaz koristi grafiki uredjaj za prikaz koji moe biti monitor, ploter. Rutinske procedure u raunarskoj grafici su najveim delom standardizovane da bi se koristile nezavisno od opreme. Prenosivost grafikih sadraja zasniva se na unificiranosti programskih naredbi koje definiu grafike primitive.

1.0 CAD - RAUNARSKA GRAFIKA 2

CENTRALNO

PRIKAZIVANJE 3D OBJEKATA

FRONTALNAPERSPEKTIVA PERSPEKTIVA

SA UGLA

KOSAPERSPEKTIVA

ORTOGONALNOAKSONOMETRIJA

KOSOUGAONO

KAVALJERSKAPERSPEKTIVA

VOJNAPERSPEKTIVA

7O

42O

30O30O

IZOMETRIJA DIMETRIJA TRIMETRIJA

PARALELNO

Slika 1.01 Koncept grafike interpretacije sadraja

Slika 1.02 pokazuje integrisani CAD sistem sa pripadajuim standardima, formatima grafikih datoteka i potrebnim interfejsima. Korisnik upotrebljava grafike standarde GKS, GKS-3D, PHIGS, za kreaciju, dok za transfer podataka ka drugim grafikim uredjajima, koristi CGM i GKSM standardne datoteke poznate pod imenom - metafajl. Sredjeni podaci o grafikom modelu mogu se uputiti ka drugim sistemima posredstvom IGES, PDES, STEP i drugih formata datoteka. Transfer podataka iz

grafikog sistema ka grafikoj stanici obavlja se u CGI grafikom standardu.

Slika 1.02 Osnovni koncept CAD sistema sa pripadajuim grafikim standardima. Primena CAD tehnologije: planetarni prenosnik.

1.30 PRIKAZIVANJE OBJEKATA U RAUNARSKOJ GRAFICI

U raunarskoj grafici se primenjuju dva naina prikazivanja objekata: dvodimenzionalan (2D) i trodimenzionalan (3D). Trodimenzionalno prikazivanje moe biti centralno i paralelno. Centralno prikazivanje vodi u tri osnovne vrste perspektiva (frontalnu, ugaonu i kosu). Paralelno prikazivanje 3D objekata moe biti ortogonalno i kosougaono. Osnovnu emu razliitih tipova perspektiva pokazuje detaljnije slika 1.03. U mainstvu je najee u upotrebi ortogonalna projekcija. Tehnika operisanja objektima, likovima i telima, posebno je obradjena kroz disciplinu poznatu pod imenom Geometrijsko modeliranje. Geometrijsko modeliranje

koristi matematike funkcije za prostorni opis ili interpolaciju geometrije.

Slika 1.03 Klasifikacija naina prikazivanja 3D objekata. Primena: Izometrijski prikaz turbo-punjaa motora sa unutranjim sagorevanjem.

DRUGIGRAFICKI SISTEMI

PROGRAMSKI INTERFEJS

FUNKCIONALNI INTERFEJS

KORISNICKI INTERFEJS

KORISNIK

BAZA

TRANSFER CAD FORMATA:

IGESPDES STEP

TRANSFER FORMATA SLIKE:

CGM, GKSM

GRAFICKI SISTEMIGKS, GKS-3D, PHIGS

CGI

GRAFICKA STANICA

CAD DRUGI

CAD SISTEMI

MODELIRANJE

DISPLEJ

PRORACUN

DIJALOG

APLIKACIJA GRAFICKI SISTEM KORISNIK

INTERFEJS UREDJAJA

INTERFEJS APLIKACIJE

PROGRAM APLIKACIJE

PODACI APLIKACIJE

JEZGROGRAFICKOGPROGRAMA

PODACI GRAFICKIH STRUKTURA

INTERFEJS KORISNIKA

ULAZ

IZLAZ

ULAZ

IZLAZ

ULAZ

IZLAZ

Korisnik 1

Korisnik 2

Korisnik n


Klasifikacija prikaza: Prikaz grafikih sadraja vri se na dva mogua naina: Sistemom baziranim na slici1 (slika je formirana iz taaka-bitmapa) i sistemom baziranim na geometriji (vektorski sistem). Osim osnovnih tehnika prikaza grafikih sadraja, raunarska grafika koristi razliite tehnike za poboljanje vizuelne forme: trodimenzionu interpretaciju i perspektivu, vizuelno odredjivanje (skrivene linije i povrine), podeavanje intenziteta svetla (po dubini objekta) i svetlosnih sadraja, tehnike senenja, tehnike bojenja (transparentnost, refleksija), tehnike simulacije i animacije (dinamika perspektiva).

1.40 OSNOVNI GRAFIKI ELEMENTI

PRIMITIVE: Primitive su osnovni elementi za prikaz grafikih sadraja. Sastavljanjem primitiva u celinu, formira se slika. Zavisno od standarda koji se primenjuje, koriste se grafike primitive kao to su polilinija (niz povezanih linija), polimarker (simbol odredjene vrste), tekst, ispunjena oblast - poligon, elijski raspored (matrica piksela odredjene boje), kao i specijalne primitive samih radnih stanica. Primitive omoguuju vizuelnu interpretaciju elementarnih grafikih formi po poloaju i obliku. Definisanje primitiva zahteva dopunske podatke o obliku grafike forme i oni se odredjuju atributima.

Atributi: Atributi teksta su: veliina, font, orijentacija i boja. Tipove raspoloivih primitiva definie izabran grafiki standard. U 3D grafici dodatne primitive mogu biti: prizme, sfere, cilindri, konusi, torusi, iseci i druge forme (MicroStation95, prema slici 1.05).

Slika 1.05 3D primitive: Prizma, lopta, cilindar, konus, torus, iseak

SEGMENTI: Segment je skup osnovnih grafikih elemenata ili deo slike kojim se moe manipulisati kao celinom. Korisnik definie segment. Segment se uva u segmentnoj memoriji aktivne radne stanice i ima svoj identifikacioni broj. Nad segmentom se obavljaju klasine geometrijske operacije: kreiranje, translacija, rotacija, skaliranje, kopiranje.

OBJEKTI: Objekti u raunarskoj grafici su sloeni sadraji (mainskih elemenata i sklopova).

Forme: Objekti mogu biti vidljivi i nevidljivi, to je odredjeno postojanjem medjuobjekta-prepreke izmedju objekta i posmatraa.

3D objekti se mogu prikazati sa svim linijama nezavisno od vidljivosti pa se takvi modeli nazivaju iani modeli. 3D objekti mogu

koristiti razliIte tehnike za vizuelno poboljanje prikaza. Prema tome, povrine objekata mogu biti senene, to naroito dolazi do izraaja kod oblih povrina. Slika 1.06 pokazuju geometrijski modeliran 3D objekat u vidu vratilo sa dva venca za ozubljenje i

krajem sa ekscentrom i prelazima za ugradnju leajeva. Prikazana je forma ianog i senanog modela.

Slika 1.06 3D objekat-sloena geometrijska forma izometrijski prikazan kao

iani model sa skrivenim linijama i glatko senani model

1 Bitmapiran sistem razvila je kompanija Xerox, Palo Alto Research Center 1974.


1.50 PROSTORNE TRANSFORMACIJE RAUNARSKE GRAFIKE

Prikazivanje objekata u raunarskoj grafici organizovano je korienjem barem dva koordinatna sistema: koordinatnog sistema objekta i koordinatnog sistema uredjaja za grafiki prikaz sadraja. Koordinatni sistem objekta je svetski, merni koordinatni sistem (engl. world coordinate system WCS) kojim su definisane realne koordinate objekata u prirodi. Koordinatni sistem uredjaja za prikazivanje je prilagodjen veliini prostora na kome se prikazuje objekat. Taj prostor je definisan koordinatnim sistemom uredjaja (Device Coordinate Space) - DC-sistem.

Da bi se obezbedila prenosivost grafikog sadraja nezavisno od uredjaja za prikazivanje, koriste se normalizovani

koordinatni sistemi i normalizovani prostori. Normalizovani prostori su apstraktni i u njima su dimenzije objekata u intervalu 01. U GKS standardu normalizovan prostor je oznaen sa Normalized Device Coordinate, NDC - sistem. Prenos slika iz jednog u drugi koordinatni prostor vri se matematikim transformacijama preslikavanja. Tako se transformacijom normalizacije (Normalization transformation - NT transformacija), vri preslikavanje iz stvarnog - realnog prostora (WC prostora) u normalizovan prostor uredjaja (NDC prostor). Izvrenje ove transformacije, postie se pozivom odgovarajueg potprograma primenjenog standarda za rad. Preslikavanje sadraja iz normalizovanog prostora (NDC prostora) u prostor za prikazivanje radne stanice (DC prostor), izvodi se prema dimenzijama radne stanice.

Ta operacija se naziva transformacijom radne stanice (workstation transformation - WT transformacija).

Slika 1.07 Transformacije prikaza objekta kod grafikih radnih stanica

Slika 1.08 Koncept prozora i prikaza realnog objekta i radne stanice

Preslikani pravougaoni prostor NDC sistema na prostor za prikazivanje radne stanice (DC prostor), naziva se pogled radne stanice

(Workstation Viewport - WV). Preslikani normalizovani prostor naziva se prozor radne stanice (Workstation Window - WW).

Analogno, deo prostora stvarnog - realnog koordinatnog sistema (WC) koji se preslikava u NDC prostor naziva se prozor

normalizacijske transformacije NT - prozor ili prozor realnog sistema (World Window - WW). Pravougaoni prostor NDC sistema u

koji je preslikan sadraj prozora realnog sistema normalizacijskom transformacijom, naziva se pogled realnog sistema (World Viewport). Slika 1.08 interpretira ove transformacije na kutijastom nosau dizalice sa pogonskim tokom na ini.

Ovako postavljen koncept omoguava otvaranje vie prozora u prikazivanju jednog objekta i vie otvorenih pogleda u DC prostoru radne stanice. Otvaranje vie prozora u grafikom sistemu radne stanice izvodi se sa vie normalizacijskih transformacija pri emu je u jednom trenutku samo jedan prozor aktivan (izvrava se samo jedna normalizacijska transformacija). Ovaj koncept daje izvanredne mogunosti primeni raunara za projektovanje: njime se formiraju meniji na prostoru za prikazivanje grafike radne stanice, radi sa vie otvorenih dokumenata, analizira - izdvaja deo realnog objekta. Taj koncept omoguava formiranje sloenog dokumenta (za sklopanje proizvoda) iz vie razliitih realnih prostora (WC1, WC2, WC3).

KORISNIKI INTERFEJS

DEFINICIJA: Korisniki interfejs2 je program koji omoguava dijalog izmedju korisnika i raunara 61. U osnovi to je odnos oveka sa raunarom pa se on naziva interfejs ovek-raunar (Human Computer Interface HCI). Korisniki interfejs ima zadatak da na jednostavan nain obezbedi dijalog korisnika sa raunarom bez obzira na jeziku barijeru.

TIPOVI INTERFEJSA: grafiki, govorni, kombinovani. Grafiki interfejsi koriste grafike simbole za predstavljanje razliitih sadraja kao to su datoteke, direktorijumi, parametri za podeavanje, alati za obavljanje razliitih operacija. U tu svrhu razvijeni su operativni sistemi Windows, Windows-NT, X-Windows, Unix. Sve programske aplikacije koje rade pod Windows

operativnim sistemima imaju razvijene grafike interfejse (Program Manager, File Manager, Windows Explorer, Internet Explorer) esto podrane i audio sekvencama. Slika 1.09 - korisniki interfejs aplikacije u programu COREL.

2 Korisniki interfejs, engl. Graphical User Interface - GUI

PROZOR NA REALNOM OBJEKTUPROSTOR PROSTOR

PRIKAZ REALNOG PROZORA

PROSTOR

PROZOR RADNE STANICE PRIKAZ PROZORA RADNE STANICE

PROSTOR UREDJAJA

NORMALIZOVAN ROSTOR

1.0

1.0

0.0

0.0

50. 0. (cm

)

100

.

0.0

0.0

56. 42. (cm)

TRANSFORMACIJ

A

TRANSFORMACIJ

A

SPOLJASNJI FIZICKI ROSTOR


Slika 1.09 Primer Windows prozora otvorene aplikacije COREL sa grafikim sadrajem

korisnikog interfejsa i aktiviranim padajuim i kaskadnim menijem

Interfejs na ovoj slici raspolae u grafikom obliku sledeim sadrajima za interaktivan rad:

alate za unoenje grafikog sadraja poredjanih levom ivicom Windows prozora,

komande za rad sa datotekama (File, Edit, View, Export, Import), gore u zaglavlju,

alate za geometrijske transformacije i podeavanja (Layout, Arrange, Effects),

alate za razliite druge operacije (Bitmaps, Text, Tools),

paletu alata podeavanja argumenata (format, boja, debljine linija primitiva),

lenjire sa mernim jedinicama ivicom prostora za crtanje,

mehanizam potvrde (redo) i otkaza neeljene operacije (undo),

proporcionalan kliza horizontalnog i vertikalnog skrolbara, sa strelicama,

dugmad za rad sa windows prozorom (meni prozora: min, max, zatvoren prozor),

paletu poslova (taskbar), ispod donje ivice prozora,

traka naslova, u zaglavlju gore - ime datoteke apikacije,

ikone koje daju elemente tekuih stanja ili setovanja (monitor, vreme, tampa),

paletu raspoloivih boja (vertikalno, desno),

hijerarhijske menije (na slici 1.09 je padajui i kaskadni meni).

OSNOVNI GRAFIKI ELEMENT: koji ilustruje namenu unutar korisnikog interfejsa je sliica ikona. Ona slikovito i asocijativno deluje na korisnika: Jasno oznaava funkciju, lako se pamti i dobro se razlikuje od ostalih ikona. Ikona oznaava datoteku. Selektovanjem ikone pokree se program ili otvara datoteka preko putanje do sadraja na memorijskom medijumu gde je datoteka smetena. Slika 1.10 pokazuje radni prostor na kome su rasporedjene ikone datoteka razliitih aplikativnih programa. Korisniki interfejs nudi mogunost direktnog postavljanja, uklanjanja i premetanja ikona na radnoj povrini grafikog uredjaja. Preko ovih operacija vri se direktna manipulacija programima, kao tipina kategorija operisanja korisnikim interfejsom.

Slika 1.10 Primer Windows radnog prostora sa ikonama datoteka aplikativnih programa


Na slici 1.09 pokazane su jo tri interaktivne tehnike funkcionisanja korisnikog interfejsa. Naime moe se uoiti da su padajui meniji na mestu izbora traene opcije, zatamnjeni. Opcija je odredjena jednom od tri raspoloive tehnike: pozicioniranjem (preko tastature, recimo upotrebom tastera ALT), selektovanjem posredstvom izbornog skupa (to je neki atribut, recimo zadebljano ili

podvueno slovo komande) i pokazivanjem opcije (recimo dvostrukim klikom preko mia).

MENIJI: su osnovni nain otvaranja sadraja korisniku. Postoje tri osnovne kategorija menija: Hijerarhijski, hodajui i skrolovani meni. Hijerarhijski meniji pokazuju putanju otvaranja shodno hijerarhijskom nivoi opcije. Na grafikom displeju se otvara kaskada opcija a preglednost putanje je maksimalna. Na slici 1.11 je pokazana kaskada.

Slika 1.11 Primer menija sa hijerarhijskom kaskadom

Metoda tekue selekcije se koristi kod opcija koje se medjusobno iskljuuju pri izboru. To je pokazano na slici 1.12, na primeru izbora opcije poloaja papira za tampu (portrait / landscape).

Slika 1.12 Primer menija tekue selekcije (opcije koje se medjusobno iskljuuju)

SKROLOVANI MENIJI se otvaraju pomeranjem skrol dugmeta niz traku uz koju su poredjane opcije, Slika 1.13 pokazuje jedan

Windows prozor programa COREL u okviru koga je otvoren skrol meni opcije izbora fonta. Obzirom na veliki sadraj menija fontova, skrol dugme omoguava skrolovanje sadraja menija. Nekim drugim uredjajem (ENTER) se odabere font.

Slika 1.13 Primer menija tekue selekcije (opcije koje se medjusobno iskljuuju)


DRUGE TEHNIKE korisnikih interfejsa. To su tehnike rada sa dijalog boksovima, kada se za izabranu kategoriju otvara poseban boks unutar koga se bira vie opcija. To su recimo meniji definisanja svojstava materijala, kada se unosi vie karakteristika. Neposredna grafika konstrukcija koristi tehniku elastinog projektovanja bilo nad primitivom bilo nad grafikim segmentom. Ovom tehnikom linija se dobija izmedju polazne i krajnje take. Tehnika modifikacije elementa koristi koncept draa (handles) za uveanje, umanjenje ili razvlaenje objekta u ravni. iroko je primenjena i u 2D i u 3D konstrukciji.

1.61 UNOS GRAFIKIH PODATAKA

AKTIVIRANJE: Grafike funkcije programa mogu se aktivirati razliitim fizikim sredstvima raunara. Ta fizika sredstva ulaza mogu imati razliite namene pa se prema njima definiu logike funkcije ulaza. LOGIKE FUNKCIJE zavise od stanja grafike stanice i mogu se aktivirati samo pri odgovarajuim uslovima. GKS standard definie 6 klasa logikih ulaznih uredjaja:

lokator (lokator) - definie poloaj take na slici,

stroke (potez) - definie sekvencijalne take objekta za izvrenje transformacija,

valuator (ocenjiva)- definie realne brojeve,

bira (izbor) - potvrda pozitivnog ili negativnog izbora iz prethodnog pitanja,

pik (odabira) - potvrda posredstvom strelice mia, odredjenog segmenta slike i

string (tekst) - ulaz grupom - setom karaktera, najee sa tastature.

IZBOR se obavlja prema "string" menijima (sa tekstom) ili simbolikim menijima prema "ikonama" (sliicama). Meniji mogu biti

stalno vidljivi ili aktivirani (padajui) prema traenim funkcijama za izvrenje3. Shodno unetim podacima i trenutnom radnom stanju grafike radne stanice, definie se status uredjaja primenom datoteka stanja (definie listu stanja). Liste stanja daju grafiku kontrolu uredjaja, definiu stanje grafikih funkcija, mogue greke (ime se aktiviraju funkcije za korekciju), operativno stanje radne stanice (aktivna, neaktivna, otvorena, zatvorena), odredjuju raspoloive mogunosti softvera. U operativnom smislu, ispitivanjem lista stanja (provera dovoljnosti uslova), radna stanica se stavlja u stanje "ulaza" ime se aktivira upravljaka logika uredjaja za unos podataka. SPECIJALNE DATOTEKE: Datoteke grafikih podataka - METADATOTEKE. Metadatoteke su sekvencijalne grafike datoteke koje sadre sliku (podatke o formiranju slike) u apstraktnom obliku, nezavisnom od grafikog uredjaja za prikazivanje i aplikacije. Prema tome, metafajlovi su prenosivi. U GKS sistemu metadatoteka je definisana GKSM standardom kao sekvencijalna datoteka.

ISO standardi definisali su metadatoteke 1987. godine. Skraenica CGM (Computer Graphics Metafile) obeleava standardne metadatoteke.

1.70 STANDARDI RAUNARSKE GRAFIKE

GKS standard je dobio internacionalan status 1982. a publikovan je kao ISO 7942 standard za raunarsku grafiku 1985. Napisan je u nezavisnoj verziji od programskog jezika i formulisan najpre u dve varijante: sopstvenoj (GKS) i fortranskoj

korienjem FORTRANA 77. Danas su njegove funkcije napisane u jeziku za programiranje C, ADA, Pascal, a razvijeno je i vie

softverskih varijanti za PC raunare 3. Iz osnovnog GKS standarda razvijen je grafiki standard GKS-3D (ISO 8805). Razvoj ovog standarda uslovio je standardizaciju drugih sadraja u raunarskoj grafici, kao to je standard za grafike metafajlove (CGM ISO

1987), standard za grafike interfejse (CGI ISO 1991). Danas GKS standard podrava preko 90 % aplikacija raunarske grafike 3. GKS je napisan za tri vrste korisnika raunarske grafike. Prvu grupu ine implementatori koji se bave razvojem osnovnog grafikog softvera. Ovo znai da GKS moe da se dogradjuje. Drugu grupu korisnika ine programeri aplikacija koji koriste osnovni grafiki sistem za pisanje aplikativnih programa. To je, recimo, posao za vodee industrijske programere ili profesionalne softverske proizvodjae. Treu grupu korisnika ine operatori koji koriste - izvravaju gotove aplikativne programe, to ne zahteva ak ni znanje programiranja.

GKS grafiki sistem sadri biblioteku od oko 200 potprograma ijim pozivom se ostvaruju odgovarajue grafike funkcije. Koncept GKS sistema definie vezu operativnog sistema raunara i aplikativnog programa preko jezikih slojeva (layer-a) koji koriste grafiko jezgro (kernel) standarda.

Prema perifernim grafikim uredjajima, GKS koristi upravljake programe uredjaja (device drivers), skraeno "drajvere". Drajveri definiu upravljake komande za uredjaje (ploter, printer, CRT) i aktiviraju se samo programskim navodjenjem zahteva (poziva) iz aplikativnog programa. Generisanje slika vri se povezivanjem osnovnih grafikih elemenata - grafikih primitiva. U GKS-u to su linije, markeri, tekstovi, poligoni, matrice elija i generalisani grafiki elementi. Generalisani grafiki elementi su gotove sloene primitive (krugovi, elipse, odseci i iseci kruga, odnosno u 3D prostoru to su odseci lopti, iseci valjaka i drugo). Grafike primitive su opisane atributima kojima se definiu karakteristike primitiva. Atributi teksta su vrsta fonta, veliina, orijentacija, boja.

RADNA STANICA u GKS sistemu je mesto za prikaz jedne slike (monitor, ploter, kopirni uredjaj). Kad grafiki terminal ima mogunost prikazivanja vie nezavisnih prozora na istom monitoru, onda svaki prozor predstavlja posebnu radnu stanicu GKS sistema. Ovo znai da jedna fizika radna stanica moe da sadri vie GKS radnih stanica. GKS deli opremu za unos podataka (tastature, digitalizatori, mievi) na 6 klasa logikih ulaznih jedinica: lokator, potez (stroke), ocenjiva (valuator), izbor (choice), odabira (pick) i tekst (string).

3 Prva interaktivna grafika forma napravljena je 1950. na MIT (USA).


SGMENT: Osnova radnog procesa je rad sa segmentima. GKS koristi nezavisnu segmentnu memoriju (Workstation

Independent Segment Storage - WISS memorija) 6. Osim geometrijskih transformacija (translacija, rotacija, uveanje i umanjenje), nad segmentom se mogu izvravati i transformacije promene prioriteta prikazivanja, kopiranja u druge segmente i radne stanice, promena oznake segmenta itd. Segmenti imaju svoje zajednike atribute kojima se definiu opta stanja kao to je, recimo, treperenje, vidljivost, prioritet.

Grafike podatke GKS memorie radi njihovog arhiviranja ili prenoenja na druge sisteme, na nain nezavisan od raunarskog sistema. GKS je standardizovao metadatoteke u smislu pristupa, korienja i rasporeda podataka. Za rad sa metadatotekama, GKS je razvio odgovarajue programe definisane GKS funkcijama. Kontrolu radnog stanja aplikacije, GKS definie listama stanja. Radno, operaciono stanje, definie status pojedinih uredjaja i status izvrenja aplikacije. Stanje definisano listama stanja prati se funkcijama upita GKS sistema, ime se izvode zakljuci o dovoljnosti uslova za naredna izvrenja i vri izvetavanje o grekama.

GKS omoguava grafike izlaze vektorskom i raster grafikom. Tipian vektorski uredjaj za izlaz je ploter, a rasterski uredjaj je grafiki monitor. Hardverski zahtevi opreme za raunarsku grafiku su visoki i zahtevaju ne samo brze, ve specijalizovane procesore sa velikom paletom boja, specijalnim efektima i hardverski izvedenim grafikim transformacijama.

PHIGS standard je definisan propisima ISO 9592, 1985. godine. PHIGS je akronim engleskog naziva Programmer's Hierarchical Interactive Graphics System. Njime je pored rada u 3D prostoru, mogu i rad sa hijerarhijski povezanim segmentima, koji se mogu i naknadno menjati. Dok GKS slui za generisanje grafikog prikaza geometrijskog modela formiranog u aplikativnom programu, PHIGS omoguava formiranje geometrijskog modela na jedinstven, standardizovan nain. Primena PHIGS sistema je pogodna za CAD sisteme u kojima se vri prostorno geometrijsko modeliranje predmeta sa simulacijama njegovog kretanja. Koristi se u molekularnom modeliranju, kartografiji, prepoznavanju oblika i procesiranju slika.

CGM standard je nastao iz potreba za prenosom i razmenom grafikih podataka. Kao medjunarodni ISO 8632 standard, registrovan je 1987. Datoteke za smetaj grafikih podataka, poznate kao metadatoteke, nose ekstenziju CGM (Computer Graphics Metafile CGM). CGM metadatoteke su neutralne datoteke, sadre podatke o elementima koji ine sliku, a slika nije namenjena daljoj promeni (tzv. statika slika). Prednost GKS metadatoteka je to one sadre i podatke o strukturi slike (segmente) to omoguava dalju obradu slike (dinamiku sliku). Korienje CGM standarda ouvano je zahvaljujui njegovoj rasprostranjenosti. Kodiranje metadatoteke definie ISO 646 i ISO 2022 na bazi ASCII koda.

CGI standard se koristi za upravljanje grafikim uredjajima. Upravljanje se izvodi upravljakim programima prilagodjenim za svaki grafiki uredjaj posebno (device drivers - "drajveri"). CGI standard prevodi odgovarajuu grafiku funkciju u komandu uredjaja. Kako broj "drajvera" brzo narasta (zbog unapredjenja opreme), ISO je 1988. doneo standard za upravljanje

grafikim uredjajima poznat pod nazivom Computer Graphics Interface (CGI). Standard definie jedinstvene komande za upravljanje grafikim uredjajima bez obzira na vrstu ili proizvodjaa opreme. I pored standarda, jo uvek se proizvode "drajveri" zavisni od uredjaja to ukazuje da proces standardizacije nije okonan i da je u toku. CGI standard podrava GKS standard. CGI standard koristi ispitne funkcije koje su opisane klasama: izlaza, atributa, boja, raster operacijama, ulazom i segmentacijom.

IGES standard: Sistemi za projektovanje pomou raunara sadre mnotvo informacija o proizvodu, tehnologijama i korisnicima CAD sistema. Za bolje korienje i prenos ovih podataka, ANSI je 1981. definisao standard pod nazivom Initial Graphics Exchange Specification (IGES). Standard je naroito pogodan za mainske CAD/CAM sisteme. Korienje IGES datoteke zahteva odgovarajue generatore i interpretatore podataka da bi bili preneti u druge CAD/CAM sisteme. Ove datoteke zahtevaju znaajan memorijski prostor.

CAD - GEOMETRIJSKO MODELIRANJE DR MIOMIR JOVANOVI 1

Generacija 2008 CAD - GEOMETRIJSKO MODELIRANJE

Predavanje 3

Geometrijsko modeliranje 3D objekata

Modeliranje objekata u raunarskoj grafici predstavlja formiranje objekata (modela) raunarom. Kako je formiran model logika celina, on se dalje moe upotrebiti za izradu konstruktivne dokumentacije, razliite grafike prikaze, tehnoloku pripremu proizvodnje (CAP/CAPP/CAM) i konano za ininjerske analize.

U CAD postupcima, modeliranje je skup metoda kojima se, posredstvom raunara, definiu geometrijska, funkcionalna, materijalna, estetska i druga svojstva objekata. Proces izrade geometrijskog modela je geometrijsko modeliranje. Geometrijski model je osnovni predmet rada u CAD-u. Geometrijski model ima svoju fiziku formu (u prostoru to je mainski deo), apstraktnu formu u obliku crtea, informacionu formu (hijerarhija elemenata) i unutranju formu u bazi podataka. Geometrijsko modelirnje metodoloki koristi analizu i sintezu. Sinteza je proces stvaranja (obavlja se kod prve kreacije), kada model jo uvek ne postoji i predstavlja generisanje modela. Metode analize geometrijskih modela koriste postojee, sline modele kao osnovu za kreaciju. Analitikim poredjenjem slinog modela (matematikog modela) sa ciljnim modelom, utvrdjuju se razlike, na bazi kojih se grupom uzastopnih modifikacija formira novi model. Raunarska grafika koristi tri vrste geometrijskih modela: iani model, povrinski model i zapreminski model. IANI MODEL prikazuje objekat kao skup temenih taaka i graninih ivica. iani model definie elementarna svojstva objekta: konturu objekta, orijentaciju u odnosu na okruenje i funkciju u sklopu scene. iani model nema skrivenih linija, pa je teko brzo tumaiti geometrijsku formu. Korienje ianog modela zasnovano je na brzom operisanju modelom i potrebi uvida i u skrivene linije.

2.0 GEOMETRIJSKO MODELIRANJE 2

Slika 1. Features tehnika buenja otvora razliitih tipova - iani i povrinski model

Druge prednosti geometrijskih modela nudi POVRINSKI MODEL koji je opisan temenim takama, graninim ivicama i graninim povrinama. Ovaj opis je detaljniji i omoguava definisanje vidljivosti grafikih entiteta, formiranje jasne tehnike dokumentacije i prikaza sklopova. ZAPREMINSKI MODEL opisan je temenim takama, graninim ivicama, graninim povrinama i njima zahvaenom zapreminom. Kako je definisan prostor zapreminskim modelom puno telo, naziva se solid model. Solid model omoguuje odredjivanje povrina preseka, zapremine objekta, momenata inercije, poloaja teita. Aplikacije u mainstvu, koriste zapreminski model kao osnovni model.

Slika 2. Zapreminski model dobijen tehnikom estrudiranja i Booleovom operacijom sabiranja sa koaksijalnim cilindrom

Proces formiranja geometrijskog modela (aplikacija) ima dve etape rada: Prva etapa je DEFINISANJE OSNOVNE GEOMETRIJE OBJEKATA i njegov

smetaj u korisniku bazu objekata. Prema tome, modeliranjem se vri izbor osnovnih geometrijskih primitiva, a njihovim sastavljanjem, 2D i 3D operacijama, formira se

model. Primitive u 3D prostoru su prizma, valjak, kupa, lopta (slika 1.05)


U operativnom smislu, ova procedura se realizuje programski, CSG korisnikim interfejsom1. Primitive i objekti prostorno zakrivljenih povrina, imaju visoke hardverske zahteve za realno prikazivanje geometrije. SLOBODNI MODELI:

Zato su ee u upotrebi SLOBODNI MODELI koji aproksimativno prikazuju objekat skupom ravnih malih povrina zadate veliine. Aproksimacije realnih zakrivljenih povrina izvedene Bzier-ovim povrinama, daju visoku tanost modela, pa su osnova aproksimativnog prikaza raunarske grafike. Prikaz se formira mreom malih etvorougaonih krpica (patch), koje vizuelno interpretiraju zakrivljenost objekta. Prikazi geometrijskih modela izvedeni aproksimacijama zakrivljenih povrina ravnim poligonima, nazivaju se fasetnim modelima. Slika 4.0.

Slika 3.0 Geometrija modela prikazana aproksimativno

Druga etapa geometrijskog modeliranja je SLAGANJE OSNOVNIH PRIMITIVA U GRUPE (segmente), prema funkcionalnim vezama u sklopu. Tako svi grafiki elementi jedne grupe mogu se kao celina obradjivati. To je proces hijerarhijskog grupisanja koji omoguava razlaganje sklopa (prikazivanje u rasklopljenom stanju), izradu projekcija, izraunavanje mase, momenata inercije, formiranje mree konanih elemenata za analizu MKE itd.

1 CSG - Constructive Solid Geometry, korisniki interfejs za geometrijsko modeliranje tela.


OBLIKOVANJE ZAPREMINSKIH (3D) MODELA Formiranje zapreminskih (solid) modela po konceptu sinteze ima vie pristupa:

Realizuje se definisanjem GRANICA OBJEKTA GRAFIKIM ELEMENTIMA, model granine prezentacije (Boundary REPresentation - B-REP model).

Realizuje se SASTAVLJANJEM MODELA iz 3D PRIMITIVA, model geometrijske konstrukcije (Constructive Solid Geometry - CSG model).

Realizuje se 3D OPISOM OBJEKATA analitikim opisom preseka, povrina, projekcija itd.

Pristup DEFINISANJA GRANICA OBJEKTA (B-REP model):

Slika 4.0 Etape formiranja solid modela iz osnovnih grafikih elemenata (B-REP postupak)

Postupk SASTAVLJANJA OBJEKATA 3D PRIMITIVAMA zasniva se na geometrijskoj konstrukciji modela raspoloivim 3D primitivama. Postupak je poznat pod engleskim nazivom Constructive Solid Geometry - CSG postupak.

Slika 5.0 Prikaz disk konice putnikog vozila u rasklopljenom stanju

DEFINISANJEKOORDINATA

a. DEFINISANJELINIJA-IVICA

b. DEFINISANJELINIJA-IVICADEFINISANJELINIJA-IVICA

DEFINISANJEPOVRSINA

DEFINISANJEZAPREMINA

d.c.P1

P6

P3P2

P5 P4T4T1

T3T2

T7T6

T8T5

x

y

zV1


Realizuje se tehnikom kontaktnog spajanja, i Boole-ovim operacijama, slika 6.0. Tehnika kontaktnog spajanja se primenjuje kod pravilnih i ravnih kontaktnih povrina. Nizom uzastopnih operacija dodavanja i oduzimanja elemenata, formira se objekat.

Boole-ovih operacije predstavljaju osnovu savremenog 2D i 3D modeliranja objekata. Boole-ove operacije podrazumevaju rad sa skupovima koji definiu geometrijska svojstva objekata. Na 3D primitivama i telima izvode se tri vrste Boole-ovih operacija: geometrijsko sabiranje (unija), geometrijska razlika, (diferencija), geometrijski presek, (interferencija).

Slika 6.1 Interpretacija Boole-ovih operacija 3D primitivama: SABIRANJE

Slika 6.2 Interpretacija Boole-ovih operacija 3D primitivama: PRESEK

Slika 6.3 Interpretacija Boole-ovih operacija 3D primitivama: ODUZIMANJE


Features tehnike koriste specijalizovane tehnike mogunosti geometrijskog operisanja kojima se postiu operacije buenja rupe, obaranja ivica, konstrukcija ljeba, konstrukcija ispusta, konstrukcija rebra, konstrukcija debelozidog punog tela. Tehnike mogunosti imaju svoju konstruktivnu analogiju u geometriji mainskih objekata. Zato alati za modeliranje imaju ba imena prema formi koju kreiraju.

Slika 7.0 Vie operacija geometrijskog modeliranja features grupe na modeliranju ivica sa stablom realizacije

Prednost CSG modela je u kompaktno definisanoj internoj raunarskoj strukturi podataka formiranoj u obliku drveta i lakim modifikacijama objekata. Nedostaci modela su: komplikovanost u sluaju uvanja podataka o povrinama i nepostojanje eksplicitnih informacija o ivicama. Postupak 3D ESTRUDIRANJA je metoda formiranja objekata translacijom ravne povrine. Metoda je pogodna za profilisane preseke, gde se na bazi geometrije preseka i elemenata putanje translacije:

Slika 8.0 Modeliranje estrudiranjem i Booleovom operacijom oduzimanja


Tehnika SKIN:

Slika 9.0 Modeliranje presvlaenjem (skin opcija)

Slika 10.0 Modeliranje protruzijom (tubular solid)

Slika 11.0 Modeliranje operacijom rotiranja estougaonog preseka (SolidWorks: REVOLVE)


Slika 12.0 Modeliranje preseka objekta alatom SECTION

DOPUNSKI ELEMENTI EDITOVANJA: Stablo procedure modeliranja

DR MIOMIR JOVANOVI - RAUNARSKA GRAFIKA 1

Predavanje 4A Generacija 2008 HCI Pojmovi: Elementi korisnikog interfejsa Tabela 1.01

Entitet naziv, originalan naziv

Sliica Strana

Opis pojma

Osnovni grafiki entiteti: (General Grafical Entities):

To su tri grupe grafikih entiteta: Bazni geometrijski entiteti, konstruktivni entiteti i dopunski entiteti. U bazne geometrijske entitete spadaju: linija, krug, luk, viestruki luk, elipsa, splajn kriva, tekst, rafura, marker, dimenziona geometrijska kota, obrtna povrina, splajn povrina, puno telo, fasetna mrea, pojedinani sadraji biblioteka (delovi). Konstruktivni entiteti su elementi koji slue za formiranje geometrijskih modela samo u toku njihove gradnje (osne linije, mrea pomonih taaka, izvodnice). Dopunske entitete ine raznovrsni sadraji koji dopunjuju geometrijski model (dimenzije, preseci, centri, tekst napomene, nazivi, oznake).

Geometrijski model i datoteka modela

(Model and Model Files):

Geometrijski model je predmet grafike kreacije. To je skup entiteta, definicija delova i tekueg podeavanja. Geometrijski model je grafika celina koja opisuje ukupnu formu postavljene prostorne kreacije. Datoteka modela je formatizovan zapis geometrijskog modela u informatikom sistemu. Ukoliko je zapis standardan (IGES,CGM,DWG,MPEG,TIFF,GIF) on je prenosiv na razliite grafike sisteme (procesorske platforme i aplikativne grafike programe).

Grafiki slojevi - nivoi (Layers):

60595857565554111151 52 53111141 42 5049484746454443

111111111 2 109876543

111121 22 3029282726252423111111 12 2019181716151413

111161 62 63

111131 32 4039383736353433

Lejeri su slojevi u koje se rasporedjuju grafiki entiteti. Svakom grafikom entitetu dodeljuje se lejer. Ukljuen lejer (OFF) daje vidljivost entitetu u izabranom pogledu. isti lejer se smetaju primarni entiteti. U razliit lejer se smetaju konstruktivne linije. U sledei lejer se smetaju entiteti koji definiu funkcionalan aspekt sklopa emu. Izbor lejera za prikaz (ON), definie vidljivost entiteta. Program MicroStation95 ima 63 lejera, prema slici. Lejeri imaju namenu da kod ianih modela smanje prikazanu sloenost i uine razumljivim izabran sadraj.



Sliica Strana

Opis pojma

Pogled windows-a (View Windows):

Pogled windows-a je pravougaoni prostor monitora u kome je prikazan crte ili model. Program Visual Solid Draw otvara jedan window prozor (osn. podeavanjem), program MicroStation95 otvara etiri windows prozora. Windows-i za prikaze pogleda se mogu kreirati po potrebi, otvarati, zatvarati, menjati po veliini, rasporedjivati po nekom konceptu. Na slici je pokazan windows prozor za smetaj pogleda. Svi otvoreni windows-i pokazuju izgled (raspored) sadraja na sceni. Pogled na scenu moe biti proizvoljno kreiran ili standardan (ortogonalan). U tom sluaju windows-i pokazuju ortogonalne proekcije poznate kao pogled odozgo (top view), pogled spreda (front view), pogled sa desne strane (right view), sa zadnje strane (back view), izometrijski pogled (isometric view) itd.

Koordinatni sistemi (Coordinate Systems):

WCSDCS

Koordinatni sistem u prostoru modela, stalnih fizikih koordinata je osnovni koordinatni sistem modela (World Coordinate System WCS). U istom prostoru modela koristi se koordinatni sistem korisnika (User Coordinate System -UCS) koji se premeta u radne pozicije objekta na modelu, zauzima uglove ivica objekata i ubrzava rad. Apstraktni koordinatni sistem svih windows prozora u kojima se prikazuju pogledi na scenu, odredjen je veliinom prostora prozora na uredjaju za prikazivanje (ekranu monitora), pa se naziva koordinatni sistem uredjaja (Device Coordinate System DCS) ili koordinatni sistem scene (Scene Coordinate System).

Podeavanja (Settings):

Svi grafiki entiteti su definisani elementima podeavanja (atributima). Programi za 3D geometrijsko modeliranje vre podeavanje entiteta samog modela (model settings) i podeavanje programskog okruenja (environment settings). Podeavanje programskog okruenja regulie raspoloivost sadraja korisnikih alata. Slika levo pokazuje jedan padajui meni windows-a (za rad sa datotekama) unutar koga se nalazi meni za podeavanje stranice dokumenta (Page Setup).

Programska pomo (Help, On-line Documentation)

Programi sadre Uputstva za rukovanje i uputstva za uenje. Preko tih entiteta u toku rada se ue nove kategorije. Pristup sadrajima za uenje je danas preko programskih help menija, kojima se direktno pristupa posredstvom kljunih rei, abecednog izbora ili definisanja opte kategorije. Help meni je obino krai u opisu od drugih oblika programske pomoi.



Sliica Strana

Opis pojma

Ekranska forma korisnikog interfejsa (Screen Layout):

Korisnicki prostor

Komandna linija

Konstruktorskeopcije

Oblast pomocnihopcija

Aktivne opcije

Opcije za rad sa datotekama

Prostor za poruke programa Prostor povratnih informacija programa

Meni programa Alati programa

Komandna linija

Prostor za poruke programa Prostor povratnih informacija programa

Meni programa Alati programa

Korisnicki prostor

Korisnicki prostor

Oblast pomocnih alata

Oblast osnovnih alata

Rad sa programom zasnovan je na korisnikom interfejsu koji rad sa programom ostvaruje na grafikim sadrajima kojima su definisane funkcije, komande i alati. Programi koji rade pod windows-ima imaju slian po sadrini grafiki interfejs. Na slici je prikazan osnovni ekranski izgled programa Visual Solid Draw. Odozgo na dole postavljeni su:

- naslovna linija (title bar), - osnovni meni programa (menu bar), - opcije za rad sa datotekama i alatima, - prostor korisnika za modeliranje, - komandna linija direktnih komandi, - prostor za poruke programa, - statusna linija, - konstruktorske opcije, - aktivno raspoloive opcije,

Meniji su organizovani kao padajui ili otvarajui (pop) meniji. Program MicroStation95 za geometrijsko modeliranje, ima slian interfejs kao se to vidi sa naredne slike. Slika pokazuje tri windows prozora za standardne poglede (mogu da se otvore po potrebi do osam prozora). Svaki alat je podran porukama iz programa koje podseaju na redosled operacija za kompletiranje funkcija. Poloaj pokazivaa lokacije na radnom prostoru definisan je koordinatama koje program povratno generie u donjem delu ekrana.

Izbor sadraja (Picking Entities)

Izbor svih entiteta vri se posredstvom uredjaja za izbor. To moe biti mi kao periferni ulazni uredjaj. Vrh (pick) kojim se simboliki predstavlja poloaj uredjaja za izbor na ekranu, najee je stilizovan u obliku strelice ili prsta. Biraem se aktiviraju razliite funkcije i alati koji su simboliki u grafikom vidu kao male sliice raspoloivi na radnoj povrini ili padajuim menijima.



Sliica Strana

Opis pojma

Unos sadraja tastaturom (Keyboard Input)

Unos tastaturom je osnovni nain unosa alfanumerikih karaktera. U grafikom smislu tastaturom se unose: koordinate kljunih taaka, tekstualni sadraji, funkcijske komande za izvrenje programa,

Tastature sadre 100-120 tastera za izvrenje. Smetaj grafikih sadraja u datoteke (File system):

Metadatoteke se zapisuju na direktorijumima ili katalozima (Folders) pod imenima koje odredjuje korisnik. Poziv grafikih metadatoteka izvodi se pod Windows om, klikom mia na datoteku. Nalaenje datoteka vri se izborom radnih direktorijuma i listanjem njihovih sadraja. Svaki operativni sistem i grafiki program prave rezervne i vremenske kopije datoteka. Datoteke u konanoj formi se eksportuju u standardan format za razmenu. Kao takve obezbedjuju prenosivost u druge informatike sadraje. Sve vrste datoteka obezbedjuju pristup preko grafikog interfejsa koji je simboliki prikazan datotekama, putanjama i katalozima. Tipine forme grafikih simbola datoteka i direktorijuma operativnog sistema Windows98 su pokazane na slici.

Meniji koji se otvaraju (Popup menu):

Standardna tehnika selektovanja programskog sadraja pomou biraa kojim se komanduje preko mia. Primenjena je kod operativnih sistema Windows.

1.82 Konstrukcija 2D grafikih elemenata Tabela 1.02


Sliica Strana

Opis pojma

Konstrukcija linije izmedju dve take (Line Between Two Endpoints):

AA

Elementaran koncept crtanja linija. Postoje drugi modaliteti uz korienje uslova za konstrukciju. Recimo jedan modalitet je konstrukcija linije pod aktivnim uglom (Construct Line at Active Angle).

Crtanje krunog luka

(Circular Arc Construction):

Kruni luk se moe crtati na bazi dve take i radijusa, na bazi tri taaka, na bazi ogranienja kao to su tangente.

Konstrukcija krugova

(Construction Circles):

Krug se crta na bazi poloaja centra i radijusa, dve take i centra, tri take ili na bazi konstrukcionih uslova.



Sliica Strana

Opis pojma

Konstrukcija elipse (Construction Ellipse):

Elipsa se crta na bazi poloaja centra i dimenzija poluosa, ili na bazi konstrukcionih uslova.

Konstrukcija eliptikog luka (Elliptical Arc Construction):

Eliptiki luk se crta na bazi geometrije elipse i geometrije luka ili na bazi konstrukcionih uslova. Mogue su opcije direktne konstrukcije polovine ili etvrtine eliptikog luka ije simbole ilustruju sliice u prilogu.

Konstrukcija viestruke linije polilinije (Polyline Construction):

Konstrukcija vie uzastopno povezanih linija (Place Stream Line String). Uz korienje konstrukcionih uslova, mogue su konstrukcije polilinija pod konstantnim uglovima.

Konstrukcija kompleksne linije sloene iz linija, lukova, i zakoenja je posebna kategorija naprednih alata za 2D i 3D crtanje. Dodatno omoguuje parametarske osobine entiteta kao to su editovanje, zatvaranje poligona iz linija. U MicroStation95 taj alat je oznaen kao zgodna linija (SmartLine) i koristi se u kombinaciji sa pomonim koordinatnim sistemom (ACS).

Viestruke linije (Multi-line)su namenjene konstrukciji entiteta preseka, tankozidih struktura, cevnih ema itd.

Konstrukcija slobodne skice (Free Hand Sketch):

Konstrukcija linija postavljenih slobodnim potezima ruke. Najee predstavlja niz gusto formiranih uzastopnih taaka, povezanih kratkim pravim linijama. Koristi se za formiranje netipinih grafikih elemenata. Izvodi se pomeranjem mia.

Konstrukcija krivih linija (Construction of the Curves):

Konstrukcija krivih, u prvom redu neuniformnih racionalnih splajnova (NURBS-a). Ovo je grupa alata za izvodjenje konstrukcija podeavanjem parametara B-splajnova kao to su prolazne take, kontrolne take.

Konstrukcija poligona (Construction of the Polygons):

Konstrukcija poligona razliitih tipova: Osnovnog etvorougaonog poligona (Block), proizvoljnog poligona, (Polygonal shape), ortogonalnog poligona (Orthogonal shape), pravilnog poligona (Regular Polygon). Pravilan poligon moe biti jednakostranian trougao, kvadrat, petougaoni poligon, estougaoni poligon itd.



Sliica Strana

Opis pojma

Uslovi za realizaciju konstrukcija (Input of Construction Constraints):

L

Specifikacija uslova za izvodjenje geometrijekonstrukcije. Kod linija, to su uslovi selektovanja (pokazani sliicama):

- najbliih taaka (Nearest), - krajnjih taaka (Keypoint), - srednjih taaka (Midpoint), - centara elemenata (krugova, lukova), - poetnih taaka (Origin Points),

- preseka linija (Intersection), - tangenta i tangenta u taki krive, - normala na krivu u taki (Perpendicular from), - paralelno sa pravcem, - najblie take na susednom elementu (na slici levo).

Kod konstrukcije krugova to su uslovi formiranja krugova: - tangiranja linije u zadatoj taki, - tangiranja dveju linija i zadatim radijusom, - tangiranja susednih krugova, - tangiranja susednog kruga u taki.

Kod lukova to su uslovi zadatih poetnih taaka, pravaca i centara lukova, uslov duine segmenta luka,


Sliica Strana

Opis pojma

Pomona sredstva za konstrukciju: Pomoni koordinatni sistemi:

AccuDrawX

ZY

0.000

0.0000.000

AccuDrawDistanceAngle

0.0000.000

Y osa

X osa

Y osa

X osa

Koordinatni pocetakOrigin

Pomoni koordinatni sistemi. MikroStation95 koristi popularni AccuDraw sistem koji omoguava lokalnu orijentaciju u pravcu razvoja linija crtea, zadavanje duina i uglova linija, korienje pravouglog i polarnog koordinatnog sistema, korienje snep moda za direktnu konstrukciju tanih uglova. Slika pokazuje ikonu pomonog koordinatnog sistema. Naredne dve slike pokazuju dialogue-box za numeriki unos podataka o konstrukcijama elemenata entiteta. Podaci se mogu uneti u pravougaonom ili polarnom koordinatnom sistemu. Sama forma pomonog koordinatnog sistema karakterie se definisanim poloajem x,y osa, centrom (engl. origin) i bojama za orijentaciju. Ta forma je tzv. kompas pomonog koordinatnog sistema.



Sliica Strana

Opis pojma

Mod sklapanja elemenata pripadanja: (Snap Mod)

Pomono sredstvo za privlaenje primitiva u medjusoban dodir ili dovodjenje u pozicije taaka mree (Snap to grid). Ovaj alat omoguuje povezivanje elemenata crtea u formu objekta (Snap to Objects). Omoguuje dodire elemenata u karakteristinim takama kao to su krajevi, sredine itd.

Postavljanje mree pomonih taaka (Grid Mod)

Postavljanje mree vidljivih ili nevidljivih taaka sa Snap osobinama koje omoguuju pravilnost rasporedjivanja kljunih taaka konstrukcije i konstrukcije elemenata tanih mera bez numerikog unosa geometrijskih veliina. Raspored taaka mree se podeava i to recimo moe biti milimetar ili deo milimetra.

Postavljanje mernih alata (Measure tool )

Alati kojima se proveravaju rastojanja, radijusi, uglovi, povrine, zapremine. Promenom zadatih mera, vri se direktna korekcija konstrukcije. Slika pokazuje pomone alate za merenje rastojanja, radijusa, uglova, povrina i zapremina u programu MicroStation95.

Pstavljanje aktivnih taaka: (Place the Active Point)

Omoguavaju postavljanje kljunih taaka u prostoru. Ove take su osnov konstruisanja. Izmedju dve kljune take mogue je postaviti grupu taaka ravnomerno rasporedjenih (na jednakim rastojanjima). Aktivna taka se moe postaviti normalnim projektovanjem iz spoljnje take na zadatu krivu. Aktivna taka se moe postaviti i na zadatom rastojanju od izabrane take na krivoj.

Postavljanje elija entiteta: (Place Cells)

A

elije su opti entitet u koji se moe smestiti korisniki sadraj. To moe biti element esto korien u konstrukciji. Ti elementi se mogu postaviti prema potrebi. Smetaju se u bazi podataka korisnika. U elije se mogu smestiti i neki standarni elementi koje je prema orijentisanosti problemu kreirao sam proizvodja softvera.

Alati za manipulaciju i modifikaciju (Manipulating and Modifying):

Ovo su grupni pomoni alati i primenjuju se na razliitim entitetima. Mogu se primeniti i pojedinano na elementu.

Alati za manipulaciju grupom elemenata: - premetanje (Move), - paralelno premetanje, - premetanje selektovane grupe entiteta (Fence Mod),

Alati za modifikaciju grupe elemenata: - alat za promenu veliine grupe elemenata (Scale), - alat za brisanje (Delete), - alat za kopiranje elemenata (Copy), - alat za rotaciju grupe (Rotate), - alat za okretanje kao u ogledalu (Mirror), - alat za konstrukciju grupe (Construct Array).


1.83 Editovanje Tabela 1.03


Sliica Strana

Opis pojma

Osnovne editorske operacije (General Editing Operations):

Komanda brisanja objekata (delete), Komanda odsecanja objekata (cut) (Sa smetajem sadraja u bafer za kopiranje), Komanda pomeranja (move), Komanda kopiranja (copy) (Smeta sadraj u bafer za kopiranje), Komanda izvenja kopiranja (paste) (Dodaje sadraj iz bafera za kopiranje), Komanda rotiranja objekta (rotate), Komanda promene veliine (scale) (Primenom faktora uveanja ili umanjenja), Komanda preslikavanja forme ogledala (miror), Komanda matrinog ponavljanja (repeat), (Na bazi objekta matrino rasporedjenog u elije), Komanda rastezanja (stretching) (Vai za ravansko crtanje. Ne odnosi se na 3D)

Specijalne editorske operacije (Special Editing Operations):

Prekid krive u taki (Pt-break) (Koristi se za editovanje prava i kriva), Proirenje entiteta (extend), sa varijantama produenja jednog i dva elementa do preseka, Skraenje entiteta kao celine (shorten), Produenje entiteta u taki (lengthen), (editovanje linije u takama), Obaranje ugla 2D objekta (chamfer corner), Formiranje ispune izmedju objekata (filleting), (Kod 2D linija to je spajanje krajeva nekim zaobljenjem) Odsecanje entiteta (chopping) (Primenjuje se za odsecanje grupe linija), Sklanjanje - odrezivanjem entiteta (trimming) (Koristi se u kombinaciji sa alatom u vidu vie noeva), Razdvajanje dekompozicija sa pomeranjem sastavnih entiteta iz prethodnog poloaja (drop, exploding).



Sliica Strana

Opis pojma

Editorske operacije za specifine entitete (Editing Operations for Specific Entity):

AA

AB

Editovanje kriva: Promena veliine radijusa (Modify Arc Radius), Editovanje kriva: Promena veliine ugla luka (Modify Arc Angle), Editovanje kriva: Promena poloaja ose luka (Modify Arc Axis), Editovanje kriva: Promena poloaja interpolacionih i kontrolnih taaka kriva, promena zajednikih uglova (Shape tool / Smooth / Control / Bezier Tool / Edit point), Editovanje teksta: Promena sadraja teksta (Edit Text), Editovanje teksta: Promena atributa teksta (Change Text Attributes), Spajanje pojedinanih kriva u zajedniku celinu (Merging Curve, Create Complex Chain), Spajanje konture krive u zatvorenu celinu (Create Complex Chape).

Editorske operacije izmene atributa (Change element Attributes):

Operacija za pojedinano ili grupno editovanje atributa definisanih entiteta. To su na primer boja, debljina, tip linija, lejer prikaza, klasa linija (konstruktivne, osnovne). Primenjena u MicroStation95.

1.84 Delovi Tabela 1.04

Entitet naziv, originalan naziv Sliica Strana

Opis pojma

Delovi (Parts:)

Izvorno, delovi su termin iz mainstva. Definiu standardne 3D geometrijske forme koje se kao deo ugradjuju u celinu geometrijskog modela (sklopa). Delovi su recimo zavrtanj, podmeta, navrtka, leite, leaj, vratilo, zupanik. Imaju namenu da se direktno pozovu iz biblioteke delova i bez crtanja ugrade u sklop. Aplikativni programi sadre biblioteke standardnih delova. Savremeni programske biblioteke definiu parametarski geometriju delova i dozvoljavaju njihovo editovanje. U programu MicroStation95 delovi se smetaju u elije koje su optija forma za formiranje entiteta. Slika pokazuje standardne zavrtnjeve. U programu AutoCAD delovi se definisu ....


1.85 Dimenzije i tekst opisi Tabela 1.05


Opis pojma

Dimenzije (Dimensions):

20 35 20 20 5575

32

90 o

R 20

Grupa grafickih elemenata kotnih linija, uglova, markera i teksta, specificirana da opie merne veliine objekta, ini dimenzioni entitet grafike. Svaki dimenzioni entitet se moe postaviti, premestiti i editovati. Za dimenzionisanje koristi se posebna grupa dimenzionih atributa. Dimenzionisanje moe biti pojedinano izvedeno, izvedeno dimenzionim lancem, izvedeno sa zajednikom polaznom takom (engl. datum dimension) ili izvedeno koordinatama take. Dimenzioni lanac i dimenzionisanje sa zajednikom polaznom takom pokazuje prva slika levo. Osim duinskih mera, dimenzioniu se uglovi, prenici i radijusi, slika 2. Dimenzionisanjem se definie sadraj teksta, poloaj teksta (automatski na kotnoj liniji), dimenziona lokacija i tekst orijentacija. Lokacija odredjuje mesto kotne linije dok orijentacija odredjuje pravac teksta u odnosu na dimenzionu liniju (horizontalno, upravno, paralelno). Operacije dimenzionisanja koriste grupu podesivih argumenata (settings elements): linija, zavretaka (strelice), teksta (font, veliina), tolerancija, mernih jedinica (mm,cm,m), formata (prema nacionalnim standardima) i preciznosti podataka (broj decimalnih mesta), boje i debljine kotnih i pomonih linija.

Vodii (Leaders): Busiti u sklopu poz. 3 i 4

TEKST NA LINIJI4

3

Simbolika forma za upis teksta koji oznaava neki sadraj ili komentar. Tekst je uvek horizontalan i podvuen je linijom koja vodi do karakteristinog mesta na koje se tekst odnosi. Linija se zavrava strelicom, takom ili bez zavretka. Slika pokazuje jedan primer takvog vodia - napomene koji definie pozicije na crteu i tehnologiju izrade buenja.

Osne linije i markeri centara (Center Line and Center Marker)

Centralne linije

R 50

Marker centra

Karakteristine linije centra odgovaraju poziciji otvora ili unutranjeg navoja. Marker centra oznaava mesto iz koga poinje radijus. Slika pokazuje oba primera na potkoviastoj ploi sa tri otvora i centrom radijusa oznaenog markerom centra u vidu krstia.


1.86 Atributi Tabela 1.06


Opis pojma

Atributi (Attributes):

Ivica punog tela

Granica objektaNevidljiva ivica

Osa objekta

Zadata lokacija

Debljina linije 0.076Debljina linije 0.125Debljina linije 0.250

Debljina linije 0.350Debljina linije 0.500

Times New Roman 16

Timpani Bold YU 16Colonna MT 16Desdemona 16B r a g g a d o c i o 16Courier New 16

Tekst ugao 0o

Tekst ugao 180

o

Teks

t uga

o 60o

Tekst u

gao 30

o

Teks

t uga

o 90o

Teks

t uga

o 12

0o

Tekst u

gao 150o

AlignDonja linija

Centar

Vrh

Levo DesnoCentar

Bazna linija

Cap linija

Znaenja standardnih grafikih konvencija se informaciono opisuju posredstvom atributa. Programi dodeljuju svakom grafikom entitetu grupu (set) atributa. Osnovne klase atributa su: Osnovni-opti atributi (vae za sve entitete), atributi markera, atributi teksta i atributi rafura. U osnovne spadaju atributi za tip (stil) linija (kako to pokazuje prva slika), debljinu linija (na slici), boju, nivo prikaza (engl. layer). Debljina linija se definie mernim sistemom (metriki, anglo-saksonski) ili brojem taaka (piksela) na monitoru. Boja se definie paletom boja, odredjenog tipa i broja boja. Lejeri se koriste za klasifikaciju entiteta na istom crteu. Lejeri omoguavaju kontrolu vidljivosti sadraja. Kao takva kategojia koriste se za izdvajanje razliitih sadraja (sadraja kotiranja, konstruktivnih linija, delova u sklopu). MikroStation95 ima 64 lejera. (mogu se simboliki oznaiti: ) Markeri su osnovne grafike primitive. Koriste se za odredjivanje pozicije karakteristinih taaka u prostoru. Da bi se uoili, prikazuju se razliitim simbolima (krsti, taka, kvadrati, zvezdica, trougao, plus, strelica). Atributi markera su njihov nagib i pravac. rafure su grafike forme za prikazivanje preseka ili zona u mainstvu. Atributi rafura su tip (forma), pravac, nagib i veliina (razmak linija). Atributi teksta su vrsta fonta, visina, pravac, nagib (zakoenje), faktor razvuenosti teksta (engl. expansion factor), razmak karaktera fonta (engl. spacing factor), razmak linija fonta (engl. line spacing), putanja teksta, poravnanje teksta (engl. alignment) sa nekom pozicijom na crteu. Na treoj slici (levo), pokazan je atribut razliitih tipova fonta (jednake vieliine 16). Ovaj praktikum napisan je tipom fonta Times New Roman 9. Atribute teksta podravaju i razliiti programski jezici za grafiku a esto su vezani za vrstu uredjaja kojim se tampaju dokumenti. Veliina fonta je simboliki definisana brojevima. Nagib (engl. direction) je argument pokazan na narednoj slici levo. Takodje tekst moe biti postavljen po nekoj zadatoj putanji. Postavljanje teksta u odnosu na okolne grafike elemente crtea ili scene izvodi se atributom poravnanja. To pokazuje poslednja slika levo.


Predavanje 4B Generacija 2008 HCI Pojmovi: Tabela 1.07


Opis pojma

Standardne povrine Standard Surfaces:

Postoje tri grupe 3D povrina kod geometrijskog modeliranja. Osnovnu grupu ine standardne povrine, pokazane na slici (svera, cilindar, konus i torus). Drugu grupu ine rotacione povrine. Jedna takva povrsina prikazana je levo, etvrta po redu (forme inije). Treu grupu ine povrine prikazane aproksimativno pomou NURBS-a. Ova vrsta polinoma neto vie je opisana u PRILOGU Praktikuma. Aproksimativna povrina moe biti prikazana pomou krpice (engl. patch) ili provlaenjem povri kroz granine krive. Ova funkcija se izvrava komandom skin.

Fasetne mree Facet Meshes:

Fasetni modeli su prdstavljeni mreom ravnih povezanih lica vidljivih elementarnih povrina. Elementarne povrine (engl. facet) su male ravne povrine koje aproksimativno pokazuju model. Fasetni modeli mogu i tano da predstave geometrijske modele u vidu kvadra, iseka, prizme i piramide. Slika levo pokazuje redom navedene fasetne modele.

Eliminacija skrivenih linija Hidden Line Elimination (HLE):

Geometrijski modeli realnijih prikaza od ianih modela, zahtevaju eliminaciju skrivenih linija. Operacija eliminacije skrivenih linija (HLE) je sastavni alat svakog programa - modelera. Operacijom eliminacije skrivenih linija se definisu poloaji svih linija na sceni na bazi ega se skrivene linije eliminiu ili prikazuju isprekidanim. Slika pokazuje poredjenje ianog modela i modela sa eliminisanim skrivenim linijama (HLE model).


Vidjenje i Prikaz Tabela 1.08


Opis pojma

Viestrukost prozora Multiple View Windows

Simultano prikazivanje istog objekta sa razliitih poloaja pravaca. Svaki otvoren pogled zasnovan je na sopstvenom prozoru. Samo jedan prozor je aktivan i to onaj koji je izabran uredjajem za izbor (miem). Svaki prozor podesiv je po poloaju i veliini na displeju monitora, moe biti minimiziran, sklonjen (izbrisan). Podlee svim pravilima Windows okruenja. Prva slika pokazuje viestruke windows prozore formirane komandama Cascade (kaskada) i Tile (poredjana grupa sa dodirom u formi crepa).

Taka pogleda (taka oka) Eye Point

Taka u prostoru modela sa koje se model gleda. Taka u prirodnom prostoru odredjena je koordinatnim sistemom svetski zajednikih koordinata (World Coordinate System - WCS). Pogled na model (iz take pogleda) usmeren je ka ciljnoj taki u prostoru modela (Target Point). Pravac iz take pogleda ka ciljnoj taki naziva se pravac vidjenja (pravac pogleda). U taki pogleda a na pravcu vidjenja, postavljen je koordinatni sistem sa osobinama orijentacije oka. Takav koordinatni sistem naziva se koordinatni sistem oka (Eye Coordinate System ECS).

Model orijentacije pogleda Viewbox

U 3D prostoru, to je prizma sa orijentacijom u pravcima koordinatnog sistema oka (ECS). To je obino poetni sadraj u prostoru novog modela. U programu MicroStation95, u formi ianog modela, ispisani su nazivi projekcionih ravni : Pogled s'preda (Front Wiew), Pogled odozgo (Top Wiew), Pogled s'desna (Right wiew), Pogled s'leva (Left Wiew) itd.



Opis pojma

Pogled View

Projekcija prostornog modela na projekcionu ravan (Front Wiew, Top Wiew, Right wiew, Left Wiew,..) a u specificiranom pravcu. Pogled je klasifikovan prema nainu dobijanja i moe biti ortogonalnog tipa, aksonometrijskog tipa (korieni u mainstvu) i tipa perspektive (korien u arhitekturi).

Raspored prikaza (Layout)

Podrazumeva razmetaj vie pogleda na displeju ili crteu. U konvencionalnom smislu to je raspored razmetaj etiri (dve) proekcije na crteu: Pogled odozgo, pogled spreda, pogled sa desne strane i aksonometrijski prikaz modela. Slika pokazuje tri ortogonalne proekcije i etvrtu izometrijsku proekciju jednog I 3D profila.

Operacije sa windows prozorima Window Related Operations

To su operacije: Kreiranja (Window Creating), brisanja (Deleting), (na slici) premetanja (Moving), promene veliine prozora (Resizing), (na slici) operacija prelaska na drugi prozor (Switching), maksimiziranja, minimiziranja, (na slici) obnavljanja windows prozora (Restoring), tipinog rasporedjivanja (Tile, Cascade). Ove operacije se izvode na windows prozorima i ne utiu na status modela ili crtea. Model ostaje nepromenjen.

Obnavljanje sadraja pogleda Refresh

Video sistem raunara koristi prirunu video memoriju VRAM u kome je smeten sadraj monitora. Takav nain korienja memorije je bri. Kada se izda komanda refresh, njome se obnavlja sadraj u video memoriji.

Obnavljanje sadraja baze Regeneration

Komandom regeneration obnavlja se sadraj grafikih podataka modela smetenih u bazi podataka (datoteci).



Sliica Strana

Opis pojma

Operacije sa pogledima View Related Operations

To su sledee operacije definisanja pogleda: Operacija promene veliine prozora, promene kombinacije pogleda u windows prozoru, operacija promene poloaja take posmatranja, promena ciljne take, promena ugla izmedju koordinatnih sistema oka (ECS) i prostornog koordinatnog sistema (WCS). Primer promene poloaja take posmatranja pokazuje slika jednog prostornog plana, sa prepoznatljivim urbanim objektima.

Zumiranje i pomeranje pogleda Zoom and Pan Operations

zoom-in zoom-out pan

Operacija uveanja (zoom-in) sadraja u prozoru. Uveanje se izvodi faktorom uveanja a u odnosu na centar ili na zadatu taku prozora (zavisi od korienog programa). Umanjenje (zoom-out) je suprotna fukcija od uveanja. Funkcija premetanja (pan) prenosi sadraj prozora, pogled na susedni prostor iz polazne take.

Metod: Zumiranje do granica modela (Zooming to the Model Extents)

Ovaj metod zumiranja smeta model (sadraj) u granice raspoloivog prozora za prikazivanje. Pri tome izraunava faktor zumiranja sa maksimalnim uveanjem u granicama prostora za prikazivanje. Slika pokazuje ovu operaciju na I-3D profilu.

Zumiranje u zadatim granicama Zooming to the Drawing Limits

Zumiranje sa odredjivanjem 2D pravougaonog prostora na koji se svodi uveanje. Funkcija uveanja se koristi kod rada sa detaljima modela. Slika pokazuje zadatu oblast zumiranja i efekat time dobijen (na I-3D profilu).

Zumiranje sa zadatim faktorom Zooming to Required Scale

Kod viestrukog uzastopnog uveanja, praktiniji nain rada je sa fiksnim koeficijentom uveanja (umanjenja). Tada je broj komandnih funkcija zadatih miem, znatno manji. Ovaj koeficijent se numeriki zadaje upisom vrednosti uveanja, odnosno umanjenja.


1.88 Korisnike funkcije Tabela 1.09


Opis pojma

Programska podeavanja Programes Settings: Work directory (Preferences), Default, Setting

Programsko podeavanje radnog okruenja ima za cilj da omogui minimalan broj komandi za korienje programskih alata. Postoje tri nivoa podeavanja okruenja: Prvo: Korisniko predpodeavanje celine (radni direktorijum koji se bira na poetku rada i kojim se definie oblast: 2D, 3D prostor, rad sa periferijama). Ova su esto podeavanja definisana za rad u mainstvu, arhitekturi, dizajnu. Druga grupa podeavanja se odnosi na inicijalne programske atribute korienih alata i funkcija. Zadate su defolt argumentima i mogu se pojedinano podeavati. To su atributi svih entiteta kao linije, boje, fontovi, rafure, materijali, svetla, pozadine. Trea vrsta podeavanja su radna podeavanja (setting). Odnose se na iste funkcije i njihove atribute ali neposredno za tekue izvrenje. Pojedinano se primenjuju.

Povraaj na prethodno stanje Undo Operation, Redo

U sluaju nazadovoljavajueg statusa crtea (modela) i odluke o promeni radne operacije, omoguuje vraanje na prethodno stanje ili nekoliko stanja ispred. Time se eliminie dugi proces korekcije sadraja. Suprotna korisnika funkcija po pravcu kretanja kroz izvedene operacije je redo funkcija.

Formiranje datoteke modela Model create

To je operacija zapisa sadraja postavljenog modela u nekom od programskih oblika kodiranja. Takodje se koriste i standardni formati zapisa radi prenosivosti na druge radne platforme. 1

Uitavanje modela iz datoteke Reading a Model from File

Komanda uitavanja modela iz prethodno kreirane datoteke. Realizuje se izborom radnog direktorijuma i traene datoteke u direktorijumu.

Zapis modela u datoteci Save Model

Komanda zapisa modela u kreiranoj datoteci. Funkcija Windows operativnog sistema.

Otvaranje novog modela New Model File

Komanda otvaranje nove datoteke za model. Funkcija Windows operativnog sistema.

Brisanje datoteke modela Delete Model File

Komanda brisanja datoteke modela. Funkcija Windows operativnog sistema.

1 Pogledati deo Praktikuma koji se odnosi na formate datoteka.



Opis pojma

Podeavanje reetke (Grid control) Postavljanje reetke (Set Grid), Poetak-izvor reetke (Grid origin), Veliina razmak reetke (Grid spacing), Tip reetke Grid style

Reetka je pomono sredstvo za crtanje. Postavlja se aktiviranjem ili ukljuenjem (Set grid). Ima slinu funkciju kao milimetarski papir. Koristi se u kombinaciji sa funkcijom pripadanja takama zadate reetke (engl. Snap). Poetak polja reetke se moe podesiti na displeju (prostoru za prikaz) navodjenjem koordinata poetka. Poetak se jo naziva izvoritem (Grid origin). Reetka se podeava po gustini razmaku taaka (Grid spacing). I forma prikaza reetke

cad predavanja

Documents