Техникалық және инженерлік сызба және жоба визуализациясы - тарих

Тарихта техникалық және инженерлік сызу қалай дамыды? Біздің эрамызға дейінгі 2100 жылғы көлденең қима бүгінгі күнге дейін.

2100 rpn - Тиісті масштабты ескере отырып, тікбұрышты проекциядағы нысанның бірінші сақталған бейнесі. Сурет Гудеа мүсінінде бейнеленген (1тыңдаңыз)) инженер және сызғыш

Қазіргі Ирак аумағында орналасқан шумер қала-мемлекеті Лагаш.

Біздің эрамызға дейінгі ХNUMX ғасыр – Маркус Витрувий Поллио дизайн сызбасының әкесі болып саналады, яғни. Витрувий, римдік сәулетші, құрылысшы

Юлий Цезарь мен Октавиан Августтың билігі кезіндегі әскери көліктер. Ол Витрув адамы деп аталатын адамды - шеңбер мен шаршыға жазылған жалаңаш адамның бейнесін жасады (2), қозғалысты бейнелейтін (кейінірек Леонардо да Винчи осы суреттің өз нұсқасын таратқан). Ол біздің дәуірімізге дейінгі 20-10 жылдар аралығында жазылған және 1415 жылға дейін Әулие Петр монастырының кітапханасында табылмаған «Он кітаптың архитектурасы туралы» трактатының авторы ретінде танымал болды. Швейцариядағы Галлен. Витрувий грек классикалық ордендерін де, олардың римдік нұсқаларын да егжей-тегжейлі сипаттайды. Сипаттамалар тиісті иллюстрациялармен толықтырылды - түпнұсқа сызбалар, алайда, сақталмаған. Қазіргі кезеңде көптеген атақты авторлар жоғалған сызбаларды қалпына келтіруге тырысып, осы жұмысқа иллюстрациялар жасады.

3. Гвидо да Вигевано салған суреттердің бірі

Орта ғасыр – Ғимараттар мен бақтарды жобалау кезінде геометриялық принциптер қолданылады – ad quadratum және ad triangulum, яғни. шаршы немесе үшбұрыш тұрғысынан сурет салу. Собордың құрылысшылары жұмыс барысында эскиздер мен сызбаларды жасайды, бірақ қатаң ережелер мен стандарттаусыз. Сот хирургы және өнертапқыш Гвидо да Вигеваноның қоршау қозғалтқыштарының сызбалары кітабы, 1335 ж.3) құрылыс инвестицияларын қаржыландырғысы келетін демеушілер мен клиенттерді тарту құралы ретінде осы ерте сызбалардың маңыздылығын көрсетеді.

1230-1235 – Виллар де Хоннекур альбомын жасады (4). Бұл бір-біріне бекітілген, ені 33–15 см, биіктігі 16–23 см болатын 24 парақ пергаменттен тұратын қолжазба.Олардың екі жағына қаламмен жасалған және бұрын қорғасын таяқшамен сызылған сызбалар мен белгілермен қапталған. Ғимараттар, сәулет элементтері, мүсіндер, адамдар, жануарлар мен құрылғылар туралы сызбалар сипаттамалармен қоса беріледі.

1335 – Гвидо да Вигевано Филипп VI жариялаған крест жорығын қорғайтын Тексаурус Регис Фрэнси шығармасында жұмыс істеуде. Жұмыста соғыс машиналары мен көліктерінің, соның ішінде брондалған күймелердің, жел арбаларының және басқа да тапқыр қоршау құрылғыларының көптеген сызбалары бар. Филипптің крест жорығы Англиямен соғысқа байланысты ешқашан болмағанымен, да Вигеваноның әскери альбомы Леонардо да Винчидің және он алтыншы ғасырдағы басқа өнертапқыштардың көптеген әскери ғимараттарынан бұрын және күтеді.

4. Виллар де Хоннекур альбомынан алынған бет.

1400-1600 - Алғашқы техникалық сызбалар белгілі бір мағынада заманауи идеяларға жақынырақ, Қайта өрлеу дәуірі құрылыс техникасында ғана емес, сонымен қатар жобаларды жобалау мен ұсынуда көптеген жақсартулар мен өзгерістер әкелді.

XV ғасыр – Суретші Паоло Учеллоның перспективаны қайта ашуы Қайта өрлеу дәуірінің техникалық суретінде пайдаланылды. Филиппо Брунеллесчи өз картиналарында сызықтық перспективаны қолдана бастады, бұл оған және оның ізбасарларына алғаш рет сәулет құрылымдары мен механикалық құрылғыларды шынайы түрде көрсетуге мүмкіндік берді. Сонымен қатар, XNUMX ғасырдың басындағы Мариано ди Якопоның Таккола деп аталатын сызбалары өнертабыстар мен машиналарды дәл бейнелеу үшін перспективаны пайдалануды көрсетеді. Таккола сызу ережелерін қолданыстағы құрылымдарды құжаттау құралы ретінде емес, қағаздағы визуализацияны қолдана отырып жобалау әдісі ретінде анық пайдаланды. Оның әдістері Виллар де Хоннекурт, Аббе фон Ландсберг және Гвидо да Вигеваноның техникалық сурет салудың алдыңғы үлгілерінен перспективаны, көлемді және көлеңкені пайдалануда ерекшеленді. Таккола бастаған әдістерді кейінгі авторлар қолданып, дамытқан.

ХNUMX ғасырдың басы – Жоспар көріністері, құрастыру сызбалары және егжей-тегжейлі секциялық сызбалар сияқты заманауи техникалық сызбалардың ерекшеліктерінің алғашқы іздері Леонардо да Винчидің ХNUMX ғасырдың басында жасалған эскиз кітаптарынан келеді. Леонардо бұрынғы авторлардың, атап айтқанда сәулетші және машина құрастырушы Франческо ди Джорджио Мартинидің жұмысынан шабыт алды. Проекциялардағы заттардың түрлері Леонгард Альбрехт Дюрер заманындағы неміс кескіндеме шеберінің еңбектерінде де кездеседі. Да Винчи қолданған көптеген әдістер заманауи дизайн принциптері мен техникалық сызба тұрғысынан жаңашыл болды. Мысалы, ол дизайн бөлігі ретінде заттардың ағаш үлгілерін жасауды ұсынған алғашқылардың бірі болды.

1543 – Сурет салу техникасына формальды оқытудың басталуы. Венециандық өнер академиясы дель Дисеньо құрылды. суретшілерге, мүсіншілерге және сәулетшілерге стандартты дизайн әдістерін қолдануға және кескінде өрнектерді жаңғыртуға үйретілді. Қолөнер шеберханаларында оқытудың жабық жүйелерімен күресуде де академияның маңызы зор болды, олар әдетте дизайн сызбасында жалпы нормалар мен стандарттарды қолдануға қарсы болды.

XVII ғасыр – Қайта өрлеу дәуірінің техникалық сызбаларына ең алдымен техникалық емес, көркемдік принциптер мен конвенциялар әсер етті. Бұл жағдай кейінгі ғасырларда өзгере бастады. Жерар Дезаргус бұрынғы зерттеуші Самуэль Маралуаның жұмысына сүйеніп, объектілерді үш өлшемде математикалық түрде көрсету үшін қолданылатын проекциялық геометрия жүйесін жасады. Проективтік геометрияның алғашқы теоремаларының бірі Дезарг теоремасы оның атымен аталған. Евклидтік геометрия тұрғысынан ол егер екі үшбұрыш бір жазықтықта олардың төбелерінің сәйкес жұптарымен анықталған үш түзу сәйкес келетіндей жатса, онда сәйкес қабырғалар жұбының (немесе олардың ұзартуларының) қиылысуының үш нүктесін айтады. ) коллинеарлы болып қалады.

1799 - XVIII ғасырдағы француз математигі Гаспард Монждың «Сызба геометрия» кітабы (5), алдыңғы лекциялары негізінде дайындалған. Сызба геометриясының алғашқы экспозициясы және техникалық сызбада бейнелеуді формализациялау деп есептелетін бұл басылым қазіргі заманғы техникалық сызбаның дүниеге келуінен басталады. Монж жасалған фигуралар қиылысу жазықтықтарының шынайы пішінін анықтау үшін геометриялық тәсілді әзірледі. Бұл тәсіл Витрувий көне заманнан бері алға тартқан көзқарастарға үстірт ұқсас кескіндерді шығарса, оның техникасы дизайнерлерге көзқарастардың негізгі жиынтығын ескере отырып, кез келген бұрыштан немесе бағыттан пропорционалды көріністер жасауға мүмкіндік береді. Бірақ Монж тек практикалық математик емес еді. Ол негізінен оның принциптеріне негізделген техникалық және конструкторлық білім берудің бүкіл жүйесін құруға қатысты. Сол кездегі сызу кәсібінің дамуына тек Монж еңбегі ғана емес, жалпы өнеркәсіптік революция, қосалқы бөлшектерді жасау қажеттілігі және өндіріске конструкторлық процестерді енгізу ықпал етті. Экономика да маңызды болды - дизайн сызбаларының жиынтығы көп жағдайда жұмыс істейтін объектінің макетін салуды қажет етпейді.

1822 Техникалық бейнелеудің танымал әдістерінің бірі аксонометриялық сызбаны Кембридждік пастор Уильям Фариш 1822 ғасырдың басында қолданбалы ғылымдар бойынша жұмысында рәсімдеген. Ол үш өлшемді кеңістіктегі объектілерді көрсету әдістемесін сипаттады, тікбұрышты координаталар жүйесін пайдаланып кеңістікті жазықтыққа түсіретін параллель проекция түрі. Аксонометрияны параллельді проекциялаудың басқа түрлерінен ерекшелендіретін ерекшелігі, кем дегенде бір таңдалған бағытта жобаланатын объектілердің нақты өлшемдерін сақтауға ұмтылу болып табылады. Аксонометрияның кейбір түрлері сонымен қатар таңдалған жазықтыққа параллель бұрыштардың өлшемдерін сақтауға мүмкіндік береді. Фариш өз дәрістерінде белгілі бір принциптерді көрсету үшін үлгілерді жиі қолданды. Модельдердің құрастырылуын түсіндіру үшін ол изометриялық проекциялау әдісін қолданды - параллель проекция түрлерінің бірі болып табылатын үш өлшемді кеңістікті жазықтыққа кескіндеу. Изометрияның жалпы тұжырымдамасы бұрын болғанымен, изометриялық сызу ережелерін алғаш рет жасаған Фариш болды. 120 жылы «Изометриялық перспектива туралы» мақаласында ол «оптикалық бұрмаланусыз дәл техникалық сызбалардың қажеттілігі» туралы жазды. Бұл оны изометрия принциптерін тұжырымдауға әкелді. Изометриялық «тең өлшемдер» дегенді білдіреді, өйткені биіктік, ені және тереңдігі үшін бірдей шкала қолданылады. Изометриялық проекцияның мәні әрбір осьтің перспективалық қысқаруы бірдей болуы үшін осьтердің әрбір жұбы арасындағы бұрыштарды (XNUMX °) теңестіру болып табылады. ХІХ ғасырдың ортасынан бастап изометрия инженерлер үшін ортақ құрал болды (6) және көп ұзамай аксонометрия мен изометрия Еуропа мен Америка Құрама Штаттарындағы сәулет зерттеу бағдарламаларына енгізілді.

6. Изометриялық көріністегі техникалық сызба

80-с – Техникалық сызбаларды қазіргі пішінге әкелген соңғы жаңалық – оларды фотокөшіруден фотокөшіруге дейін әртүрлі тәсілдермен көшіру өнертабысы. 80-жылдары енгізілген алғашқы танымал репродуктивті процесс цианотип болды (7). Бұл техникалық сызбаларды жеке жұмыс станцияларының деңгейіне дейін таратуға мүмкіндік берді. Жұмысшылар сызбаны оқуға үйретілді және өлшемдер мен төзімділіктерді қатаң сақтау керек болды. Бұл өз кезегінде бұйымды орындаушының кәсіби деңгейі мен тәжірибесіне қойылатын талаптарды төмендетіп, жаппай өндірістің дамуына үлкен әсер етті.

7. Техникалық сызбаның көшірмесі

1914 – 1914 ғасырдың басында түстер техникалық сызбаларда кеңінен қолданыла бастады. Алайда, 100 жылға қарай бұл тәжірибе индустриясы дамыған елдерде XNUMX% дерлік бас тартты. Техникалық сызбалардағы түстер әртүрлі қызмет атқарды — олар құрылыс материалдарын бейнелеу үшін пайдаланылды, олар жүйедегі ағындар мен қозғалыстарды ажырату үшін және жай ғана олармен құрылғылардың кескіндерін безендіру үшін пайдаланылды.

1963 – Иван Сазерленд MIT-те кандидаттық диссертациясында дизайнға арналған эскиз тақтасын әзірлеуде (8). Бұл графикалық интерфейспен жабдықталған бірінші CAD (Compute Aided Design) бағдарламасы болды - егер сіз оны осылай атасаңыз, өйткені оның барлығы xy диаграммаларын жасау болды. Sketchpad-те қолданылған ұйымдастырушылық инновациялар қазіргі CAD және CAE (Computer Aided Engineering) жүйелерінде объектіге бағытталған бағдарламалауды қолданудың басталуын белгіледі.

8. Иван Сазерленд эскиз тақтасын таныстырады

60 жыл. – Boeing, Ford, Citroën және GM сияқты ірі компаниялардың инженерлері жаңа CAD бағдарламаларын жасауда. Дизайндың компьютерлік әдістері мен дизайнды визуализациялау автомобиль және авиациялық жобаларды жеңілдету тәсіліне айналуда және жаңа өндіріс технологияларының, негізінен сандық басқаруы бар станоктардың қарқынды дамуы маңызды емес. Қазіргі машиналармен салыстырғанда есептеу қуатының айтарлықтай жетіспеуіне байланысты CAD дизайнының ерте жасында көптеген қаржылық және инженерлік қуат қажет болды.

9. Портер Пьер Безье өзінің математикалық формулаларымен

1968 – XNUMXD CAD/CAM (компьютерлік өңдеу) әдістерінің өнертабысы француз инженері Пьер Безьеге тиесілі.9). Автомобиль өнеркәсібіне арналған бөлшектер мен құралдарды жобалауды жеңілдету үшін ол UNISURF жүйесін әзірледі, ол кейінірек АЖЖ бағдарламалық қамтамасыз етудің кейінгі ұрпақтары үшін жұмыс негізі болды.

1971 – ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM) пайда болады. Бұл CAD құралы болды доктор. Патрик Дж. Ханратти, оның өндірістік және консалтингтік қызметтері (MCS) компаниясы McDonnell Douglas және Computervision сияқты ірі компанияларға бағдарламалық қамтамасыз етуді жеткізеді.

80 жыл. – Қатты модельдеуге арналған компьютерлік құралдарды әзірлеудегі прогресс. 1982 жылы Джон Уокер Autodesk негізін қалады, оның негізгі өнімі әлемге әйгілі және танымал 2D AutoCAD бағдарламасы болып табылады.

1987 – Pro/ENGINEER шығарылды, ол функционалдық модельдеу әдістерін және функция параметрлерін байланыстыруды көбірек пайдалануды жариялайды. Дизайндағы келесі кезеңнің өндірушісі американдық PTC (Parametric Technology Corporation) компаниясы болды. Pro/ENGINEER Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris және Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC процессорлары үшін жасалған, бірақ уақыт өте өндіруші қолдау көрсетілетін платформалардың санын біртіндеп шектеді. 2011 жылдан бастап жалғыз қолдау көрсетілетін платформалар MS Windows отбасының жүйелері болып табылады.

10. Заманауи CAD бағдарламасында роботтарды жобалау

1994 – Autodesk AutoCAD R13 нарықта пайда болады, яғни. үш өлшемді модельдерде жұмыс істейтін белгілі компания бағдарламасының бірінші нұсқасы (10). Бұл 3D модельдеуге арналған бірінші бағдарлама емес еді. Бұл түрдегі функциялар 60-шы жылдардың басында әзірленді және 1969 жылы MAGI SynthaVision, бірінші коммерциялық қол жетімді қатты модельдеу бағдарламасын шығарды. 1989 жылы NURBS, 3D модельдердің математикалық көрінісі алғаш рет Silicon Graphics жұмыс станцияларында пайда болды. 1993 жылы CAS Berlin NöRBS деп аталатын компьютерге арналған интерактивті NURBS симуляциялық бағдарламасын әзірледі.

2012 – Autodesk 360, бұлтқа негізделген дизайн және модельдеу бағдарламалық құралы нарыққа шығады.