Компьютерная графика, геометрическое моделирование и решаемые ими задачи.

Компью́терная гра́фика — область деятельности, в которой компьютеры используются как инструмент для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Область применения: графический интерфейс пользователя, визуальные и спецэффекты, цифровые телевидение, фотография и живопись,компьютерная графика, лазерная графика, системы автоматизированного проектирования. Геометрическое моделирование - создание геометрических моделей и оперирование ими в процессе синтеза геометрии проектируемых изделий. В настоящее время промышленное производство, архитектура и градостроительство, геологические изыскания, управление в самом широком смысле, включая планирование и оценку эффективности боевых действий, и многое другое немыслимо без использования компьютерных технологий. Любые изделия в процессе производства описываются, прежде всего, геометрическими параметрами, без этого производство невозможно.

Основами для геометрического описания изделий являются: Евклидова геометрия, начертательная геометрия и проекционное черчение, а также аналитическая геометрия. Использование ЭВМ позволило объединить вопросы геометрического моделирования и вычислительной геометрии с использованием векторного (аналитического) описания геометрической информации.

Теоретические основы систем автоматизированного проектирования-САПР были сформулированы в 60-х, начале 70-х годов прошлого столетия.

В основу идеологии положены разнообразные математические абстрактные модели: геометрические, технологические, прочностные, аэродинамические, тепловые и др.

Отдельные программы (или модули, или системы):CAD, CAM, САЕ, TDM развивались как универсальные системы для решения задач в конкретных областях.

CAD (Computer Aided Design)- модуль компьютерного геометрического моделирования (проектирования).

СAM (Computer Aided Manufaсturing)-модуль технологической подготовки производства.

CAE (Computer Aided Engineering)-модуль компьютерного инженерного анализа.

PDM (Product Data Management)-модуль, позволяющий управлять данными о продукции на протяжении всего жизненного цикла изделия при проектировании и подготовке производства.

TDM (Technical Data Management)- модуль управления базами данных, включая документооборот конструкторской и технологической документации.

Постепенно расширяясь функционально и распространяясь на смежные области, стали формироваться объединённые системы, решающие весь спектр производственных задач, обозначаемые в соответствии с составляющими их модулями, например, CAD/CAM/CAE/PDM/TDM.

Графические объекты, примитивы и их атрибуты.

Графические примитивы это заранее определенные элементы, которые можно поместить в  чертеж при помощи одной команды. Каждый графический примитив формируется на основании геометрического описания объекта. Примитивы можно классифицировать:

Из примитивов можно рассматривать в любой среде проектирования или программирования следующие представители: точка, линия, луч, прямоугольник, эллипс, полигон и т.д. К свойствам примитивов можно отнести их цвет, положение на слое, заливка, тип линий, масштаб и т.д. Над примитивами можно выполнять следующие операции: Создавать, Удалять, Устанавливать свойства,  Получать копии, Перемещать, Поворачивать, Отображать зеркально, Масштабировать, Штриховать, Закрашивать и др.

Графические языки, метафайлы.

Графические языки (ГЯ) – формальные языки, предназначенные для описания графических изображений и алгоритмов их обработки на ЭВМ.

ГЯ относятся к классу проблемно-ориентированных языков.

Графический язык программирования — язык, предназначенный для написания программы для компьютера или вычислительного устройства, в котором вместо текстового описания алгоритма работы используется графическое. К графическим языкам программирования, с некоторой натяжкой, можно отнести генераторы кода по блок-схемам или Дракон-схемам.(Например FBD – язык функциональных блоковых схем).

Метафайл (англ. Metafile) — это общий термин для формата файлов, который может дополнительно хранить в себе и данные (доп. сведения) о хранимых в нём (файле) данных — сведения, которые в обычном режиме просмотра содержимого сокрыты от пользователя. В графических файлах — дополнительная неграфическая информация о дате создания, применённых инструментах и их данных, также водяной знак. Пример CGM (от англ. Computer Graphics Metafile) — открытый формат и международный стандарт для хранения и обмена графическими данными, (2D векторной и растровой графики и текста). Все графические элементы могут быть описаны в текстовом исходном файле, который может быть скомпилирован в бинарный файл или в одну из двух текстовых вариантов формата. CGM предоставляет средства обмена графикой для компьютеров, позволяя двумерную графику независимо от конкретной платформы, системы, приложения или устройства, представить как метафайл, т.е. файл содержащий информацию описывающую другие файлы. Формат CGM обладает соответствующим функционалом для отображения содержимого, включает поддержку большого количества видов графической информации и геометрических примитивов.