автореферат диссертации по инженерной геометрии и компьютерной графике, 05.01.01, диссертация на тему:Разработка методов и средств компьютерных технологий в начертательной геометрии и инженерной графике

НИЖЕГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ

КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКЕ

Специальность 05.01.01 — Прикладная геометрия п инженерная графика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ТЮРИН Павел Евгеньевич

Н. Новгород 1994

Работа выполнена на кафедре начертательной геометрии и графики Ивановского инженерно-строительного института.

Научный р у ко в о ди тел ь—

кандидат технических наук, доцент С. И. Ротков.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кетков Ю. Л.,

кандидат технических наук, доцент Кириллов С. В.

Ведущая организация—

Воиша госдцарственш ащеш ворого транспорта

Защита диссертации состоится « 2/ • * Ц/-ОНЙ- 1994 г.

/Г

в « ... » часов на заседании специализированного совета К 064.09.02 при Нижегородской государственной архитектурно-строительной академии по адресу: 603600, г. Н. Новгород, ул. Ильинская, д. 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

А Л /У-Л? .пол

Автореферат разослан « . . . »..... 1994 г.

Ученый секретарь специализированного к. т. н.. доцент

(ЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Быстрое распространение персональных компьютеров, насыщение ини рынка , дооступность для массового пользователя, относительно невысокая стоимость при достаточно яироких Финкцио-нальнх воэногностях привела к стремительному использовании их во всех сферах деятельности человека. Новым чагом в глобальном применении компьютерных технологий является развитие компьютерных сетей , в том числе и через спутники связи.

¡¡овин направлением использования ЭВМ является разработка и создание интегрированных систем обработки на кокпьатере цифровой, аудио- и видео- информации. В таких системах компьютерная графика играет основную, реващув роль.

В научных исследованиях, в проектировании и конструировании, в управлении проиэгодством и его технологической подготовкой, во всех этих и других областях необходима компьютерная графика и геометрия. Основные задачи компьютерной геометрии -моделирование в ЭВМ геометрических объектов и образов, автоматизированное решение геометрических задач, проведение геометрических расчетов, визуализация геометрических объектов.

Работа с компьютером требует определенных изменений в традиционных методах проектирования, исследований, в других видах деятельности, изменений технологии работы, даже обновленного мировосприятия, переоценки привычных ценностей у конструкторов, проектировщиков, исследователей,, педагогов.

Системы геометрического моделирования и исследования объектов в связи с «ироким использованием персональных компьютеров получили новые аспекты применения , связанные с преобразованиями и визуализацией объектов в реальном иасиабе времени.

Для разработчика систем автоматизированного проектирования совервенно необходимо развитие пространственного представления, особенно тогда, кагда речь идет об исследовании трехмерных моделей.

Внедрение новых технологий открывает и новые аспекты применения компьютеров в системах геометрического моделирования, исследования, реиения творческих задач разного уровня.

Средствами для решения поставленных задач являвтся новые инструментальные системы геометрического моделирования, интерактивные среды для ревения проблемных задач, исследовательские комплексы, информационные среды , компьютерные справочные пособия, специализированные сервисные системы со своим программным, методическим и организационным обеспечением.

Следует , однако, всегда иметь в виду, что предметная область компьютерной геометрии и графики исключительно слоина и многообразна, а сферы ее применения поистине безграничны .

Начертательная геометрия и инженерная графика являвтся теми отраслями знаний, которые идеально соответствуют идеям компьютерного геометрического моделирования , и остаются базовыми дисциплинами для любого процесса проектирования: объекты начертательной геометрии являвтся базовыми геометрическими объектами нижнего уровня иерархии форм ; описываются математически аппаратом аналитической геометрии, а преобразования объектов - аппаратом матричной алгебры. Сама предметная область хороша для реализации системного подхода при разработке различных программных средств , так как в ней уже присутствует четкая иерархическая структура объектов, а для практических реализаций применим объектно-ориентированный подход.

Исходя из вывеизлошшого мокно смело утверждать, что разработка компьтерных инструментальных средств и методов исследования геометрических-коделей различных базовых объектов. внедрение их в процессы проектирования и изучения - актуальная, насущная задача.

Цель диссертационной работы

Целью диссертационной работы является разработка методов и средств компьютерных технологий в начертательной геометрии и иняенерной графике: создание специализированных программных продуктов для графической поддермки процессов конструирования, проектирования и исследования базовых геометрических объектов; обеспечения нетрадиционных форы представления, анализа , синтеза элементов и структур в задачах начертательной геонетрии и иняенерной графики.

Для достиаения поставленной цели в диссертационной работе реваится следупаие теоретические и практические задачи:

- анализ предиетной области ( компьютерной геометрии, методов геометрического моделирования ), структуризация ее, выявление в ней задач, которые могут практически рематься методами и средствами компьвтерной графики;

- разработка методов описания математической модели базовых объектов геометрического моделирования, организация способов хранения и элективной, надеиной передачи данных в модульных структурах разрабатываемых программных средств и пакэтах;

- исследование способов качественной анимации объектов и геометрических моделей в интерактивных информационных средах я создание на этой основе библиотеки процедур быстрых преобразований объектов ;

- разработка инструментальных программных средств, обеспечивакцих создание базовых объектов геометрического моделирования - точек, линий, плоскостей, поверхностей и ревение с поиосьа их внрокого класса позиционных и метрических задач;

- разработка эффективных способов визуализации объектов в интерактивных информационных средах и свободного манипулирования ими в реальном насвтабе времени;

- создание конпьатерннх информационных систем и комплексов для изучения объектов геоиетрического моделирования , методов и средств компьбтерной графики. поддеривавщих современные уровни пользовательского интерфейса .позволявшие эффективно использовать разработанные инструментальные средства.

Основные методы исследования

Для реиения поставленных задач были использованы методы аналитической геометрии и матричной алгебры, методы интерактивной компьютерной графики, теория построения систем автоматизированного проектирования ; полокения объектно -ориентированного подхода к системному анализу и синтезу объектов и методы статистической обработки результатов эксперимента на иа-тематических моделях базовых графических объектов .

Основные н а у. ч н ы в результаты:

1. Разработан способ создания и исследования базовых графических объектов .интерактивных компьютерных инструментальных средств, информационных программных продуктов и нетоднпа их применения в процессе автоматизированного проектирования и изучения для новых нетрадиционных технологий ;

2.. Создан простой и эфф^ктивний способ описания базовых конструкций объектов . позволяющий генерировать их математические модели в интерактивных рььимах,. свободно манипулировать объектами и подобъектами на плоскости и в пространстве и обеспечивающий обмен данными невду иодуляии программных структур.

3. 'Предловены способы организации информационных интерактивных структур для изучения методов н средств компьютерной геометрии и 1 рафики.

Практическая, цепкость

Значение диссертационное работы -для практик»! заключается в следующем:

1. Созданные программные и методические .продукты исследования к подов анимации базовых геоыетричшш оНиСКТов ин-кеиерноА графики позволяют объективно оценить реализованные «зтек»тические процедуры преобразования и визуализации объектов и выбрать оптимальные из них для различных технических и программных реализаций.

2. Применение разработанных инструментальных средств в виде интерактивных сред проектирования и созданных различных библиотек процедур позволяет в несколько раз ускорить и значительно упростить процесс создания базовых геометрических объектов , эффективно ренать позиционные и метрические задачи и отобразать их на эпюре Ионяа, перспективе и аксонометрии: выполнять, композиции и декомпозиции объектов; создавать библиотеки базовых геометрических объектов и малых архитектурных форм.

3. Созданные на базе инструментальных средств информационные кокплексн позволяет выполнять функции, ранее недоступные традиционным информационным структура»: выполнять композиция и декомпозиции объектов , отобразать объекты на эпврв Ионяа и аксонометрических проекциях, выполнять афинные преобразования; преобразовывать объекта в пространстве и на плоскости в реальной иаезтабе вреаенп. создавать, хранить и демонстрировать компьютерные филыгн. Внедрение предлагаемых коипьнтерных технологий саним эффективна образон развивает пространственное нналение у разработчиков и пользователей автоматизированных систеы проектирования , ой?сиечивая. самостоятельную проработку разделов предметной области, соверпенствуа процесс изучения объектов на новой информационной основе.

Реализация результатов работы

В основу диссертационной работы полозены научные и практические результаты . полученные автором в ряде научно-иссле-довательскнх работ, выполненных на кафедре ВТ и САПР в 13061908 г. Ивановского энергетического института ( сейчас ЙГЭЗ ) - головном институте по проблемам САПР в энергетике и электротехнике,. затем на кафедре Конструирования и графики в 1908-1993 г., а далее в Ивановском иняенерно-строительнок институте на кафедре начертательной геометрии и графики п 1993-1994 г. Кроме инициативных работ проводились работы по

- б -

заданиям: 03.19.А. Общесоюзной научно-технической программы 0.80.03. ГШ ( 1906-1990 гг.).

Разработки, проводивыиеся при участии автора экспонировались на международной выставке в ПловдивеС 1903), ВДНХ ( 1909, 1990 ). В 1930 г. автор удостоен звания лауреата Всероссийского конкурса на личную студенческую научную работи по компьютерной геометрии и графике. Работы выполненные при участии автора тирааированы в ряд проектно-конструкторских организаций, 14 ВУЗ ов России и средних технических'заведений.

Апробация работи

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на республиканском научно-методическом семинаре по проблемам САПР ( Тамбов. 1909 ); на Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы электротехнологии" ( 1У,У,УП Бенардосовские чтения, Иваново, 1909, 1991, 1994 ); на региональной научно-кетодичёской конференции "Компьютерная технология в учебном процесса высией школы" (Челябинск,1909 ); на республиканской студенческой научной конференции по САПР ( Иваново, 1991); Республиканской научно-технической конференции "Автоматизация проектирования в энергетике и электротехнике",( Иваново, 1991); научно-методической конференции при презентации ИГЭУ ( Иваново, 1993 );экспертном совете . по приемке програшшх продуктов САПР ( Иваново, 1992,1993 ). :

Публикации

По материалам'диссертации опубликовано 10 печатных работ и три зарегистрированных цтчета о НИР.

Структура и о б ъ ей диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, закличеник, списка литературы ( 106 наименований ) и приложений. Она содержит 109 страниц ма»инописного текста и 48 страниц рисункоз.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В о введении определены цели и задачи исследования,обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы основные по-лояения, выносимые на защиту.

Первая глаза посвящена анализу теоретических полоаений.составлявших теоретическую основу описания объектов и методов их преобразования; характеризуется разработанные вычислительные процедуры, половениые в основу преобразования базовых объектов иизеряоА графики.

Показано, что при создании и разработке различных интерактивных комплексов компьютерной графики и прикладных графических систез вааное место занимает выбор и реализация методов анимации объектов.

' С этой цельа разрабатывается специальные количественные и качественные модели объектов и тестов исследования. Построение таких моделей- трудоемкое и длительное дело и требует высокой профессиональной подготовки в различных областях знаний: предметной области, системного подхода к проблеме, теории и обработке результатов эксперимента, ойнов организации экспертных систем, методов коапьвтеряой геометрии и графики и искусства программирования.

Это ставит задачу создания такой тестирувчей системы, которая могла бы успеяно применяться ли» специалистами проблемной области - разработчиками графических подсистем инвенерной графики - для анализа и научно обоснованного выбора методов анимации обектов в инструментальных системах и информационных специализированных модулях.

Б разработанной тестирующей систеие выделяются две подсистемы: инструментальная и тестирующая. каждая их которых выполняет свои специфические функции. Первая является банкой тестов и предназначена для автоматизации процесса загрузки, формирования ыатеиатических моделей объектов и схем тестов . а вторая является аппаратом тестирования <! предназначена для автоматизации процесса тестирования методов анимации объектов инженерной графики при вариации их-параметров; статистической обработки результатов компьютерного эксперимента; графического отображения и интерпретации результатов тестирования. Та.чии образом, с системной точки зрения разработанный програишШ продукт - зто небольвая специализированная ЯСНИ со всеми поло-венными ей атрибутами.

Инструментальная подсистеиа ориентирована • на построение специализированных тостов для ревения конкретных прикладных задач. Необходимость разработки инструментальной подсистема связана с тем, что различные прикладные задачи нн-яенерной графики требуют применения различных методов, а следовательно и тестов. Поэтому для каадого нового исследования слидувт либо создавать ноеов ыатеыатичесное обеспечение, либо иметь специализированную инструментальную подсистему, которая бы содержала банк тестов и была снабжена дополнительный» средстеами проектирования тестирующих систем.

В этой лодсистецэ предусматривается:

- выбор объекта исследования: один из восьми предусмотренных типов(плоский многогранник, многогрсншш и его аксонометрическая проекция, призма, пирамида, окруеность, окружность и проекция, конус, цилиндр);

- внбор параметров объекта: высота объекта, радиуса описаиной окружности, количества точек вписанного шюгоуголь-кмка;

- зыбор способа "затирания" объекта: воспроизведение ббъ-екта цветов фона, очистка невидимой страницы, затирание "сла-Яяцим" динамическим прямоугольником;

- вкбор метода преобразования объекта: пересечения, масштабирования. поворота:

- генерация модели тестового исследования: количества иегов в цикле преобразований, а следовательно, и скорости пере-иевения объекта и количества опытов (-естирувяих испытаний ) с цельи получения достоверных количественных результатов;

На этой этапе Формирование модели теста заканчивается.

Тестирующая подсистема предназначена для авто-иатиэиции тестирования методов анимацгч базовых объектов, иняенерной графики в соответствии со сформированной модель» .( программой ) компьютерного эксперимента.

Тестируемая подсистема состоит из следувяих блоков:

- блок выполнения и визуализации тестирования. В нэн исследователь наблодает на экране процесс выполнения теста и производит оценку качеств! выбранного способа анимации методом вкспертння оценок. В заключение теста предъявляется время вн-полнения теста в секундах. Опыты повторяется выбранное количество раз С обнчно 10-15);

- блок статистических расчетов выполняет обработку результатов компьвтерного эксперимента: вычисляет среднее значение времени выполнения теста, среднеквадратичное отклонение, доверительный интервал, дисперсии, коэффициент вариации, асан-иетрич и эксцесс. По окончании расчетов демонстрируется свод-пая таблица;

- блок графической.визуализации обработки данннх зкепври-нента выводит результаты тестирования на экран а виде совокупности гистограмм для кавднго объекта; всего внводнтса чвтнре гистограмкн в одной окне;

- блок обравения к базе данкнх наполняет функциз занесения результатов теста и тестовой модели в банк данных с цзльз дальнейвего использования,

Вмполненяе гестов в гестирув*ей подсистеме мовет бить реализовано в полностью автоматизированном .ревике ела прозэдя-ння серия опатов им локальном режиме, когда исслздоаа-

тедь проводит один опыт. Практика показала, что для надев-ности целесообразно выполнение тестов в автоматизированной режиме .

Показано, что для качестренной анимации объектов вав-н8й1им моментом являвтяся разработка оптимальных процедур преобразований объектов, методов работы с видеопамять!], способов "затирания" объектов, и выбора оптимальных приращений при изменений параметров процедур для критерия - минимальное время выполнения процедур. В результате тестирования выбраны следующие значения приращений измененяеких параметров;

- операция перемещения объектов ; ННоуе - 1 - 3 пиксела

- операция ыасвтабирования объектов: КНаг - 0.05

- операция поворота объектов : 0Ко1 - 0.028 рад.

При тестировании объектов начертательной геоиегрии средней слокности получено суммарное время подготовки и визуализации очередного кадра в процессе аниь'ации для слбдувцих базовых операций:

- операция перемещения объектов '. 0.08 - 0.12 с.

- операция ма.смтабирования объекюв: 0.15 - 0.21 с.

- операция поворота объектов : 0.18 - 0.24 с.

Во второй главе описана структура и функциональные особенности инструментальной системы ДИАНА., предназначенной для создания базовых, объектов-САПР в виде геометрических моделей , визуализации этих объектов, свободного уакипу-лирования объектами и подобъектаыи в трехнерник пространстве в реальном масвтабе времени, выполнения композиции и декомпозиции объектов н способной ренать позиционные и метрический усдачи начертательной геометрии в автоматизиронаниок реклие,

С точки зрения системной композиции ДИАНА состоит •из пяти модулей способных функционировать как совместно, так и автономно, э это значительно расширяет гибкость использовния кодекса.

Главный кодудь комплекса 0IЙКЙ-КН выполняет роль связув-щего модуля и управляет работой системы в цлом. Он выполняет

такве Функции обслуживания файловой системы.- С его помочьв реализуются операции:

- качать новый объект;

- загрузить имеющийся объект:

- удалить объект из базы данных;

- переименовать объект;

- выполнить временный выход в ДОС;

- завершить работу с системой.

При реализации пунктоз 1-4 пользователи предоставляется каталог объектов в базе данных системы.

Следует замтить, что набор реализуемых методов обслуяива-ния унифицирован с методами такой популярной систены как (МоСйП намеренно, чтобы привить пользователи первоначальные стандартные навыки работы с подобными системами.

Графический редактор является ядром системы и выполняет большинство функций, характерных для проблемно-ориентированных графических редакторов. Графический редактор реализует методы:

- построить и соединить точки;

- применить инструмент; в этом методе пользователь мояет применить ряд предлагаемых ему инструментов: среди них -"линейка", "измеритель", "циркуль", Это минимально необходимый набор для резения оговоренных выше задач.

- удалить объект; в этом методе пользователь монет удалить объекте точку, прямую) или переопределить координаты точек объекта. Изменения будут отображены в поле координат.

- запенить объект ; а этой методе пользователь мояет за-поинить созданный объект не выходя из редактора;

- загрузить объект; з этой методе пользователь аоязт загрузить лвбой ичзвчийся'в базе данных графический объект из выходя из среди редактора, и объединить ого с текучим объектом в среде редактора;

- очистить экран; метод производит очистку экрана,

- освежить изобразение; метод воспроизводит объект после очистки экрана, восстанавливая изображение и очичая поле от "мусора";

- 12 -

- настроить цвет: метод позволяет пользователю выбрать один из четырех вариантов цветового оформления экрана. Цвета подобраны разработчиком с использованием экспертных оценок.

Подсистема Б1ЙНЯ_20ВД предназначена для автоматизированной генерации геометрических моделей базовых объектов, малых строительных и архитектурных фори: параллелепипедов, призм, пирамид, усеченных пирамид, цилиндров, конусов,( в том числе и эллиптических ), сфер,эллипсоидов, прямых и наклонных геликоидов, однополостных гиперболоидов и др.

Специальные опции проектирования позволяют генерировать части таких объектов и образовывать библиотеки типовых геометрических моделей разной степени сложности.

Подсистема ОША.ЗО предназначена для виуализации и преобразования созданных объектов. Б ней предусмотрена реализация следующих методов:

- отобразить 20; этот метод реализует отображение объекта на двухкартинном или трехкартинном чертеже при любых сочетаниях демонстрируемых проекций; предоставлена возможность одновременной визуализации аксонометрической проекции объ°кта.

. - отобразить 30; этот метод реализует отображение объекта в изометрии при этом пользователю предоставлена возможность немедленного построение проекций . объекта на внбранндв плоскость проекций или на все одновременно.

- отобразить объект в перспективе с интерактивных изменением точек зрения;

- переместить , масштабировать или повернуть объект; 8ти методы обеспечивает произвольные преобразования объекта или его частей в пространстве в реальном масштабе времени.

Возможен выбор лвбой тактики: пользователь может преобразовывать объект на эпюре Монма и затем отобразить его в аксонометрических проекциях или перспективе или преобразовывать объект в аксонометричеких проекциях и затем отобразить его на апвре Конжа. С поможьв этого метода пользователь получает ри-

кальнув возмохность путеяествовать с объектом по четвертям н октантам в реальном масштабе времени. Разработанная методика позволяет выполнять преобразования не только объектов, но и подобъектов.. Рее это открывает огромные возмонности для исследования базовых геометрических объектов и их композиций.

- изменить цвет; в этом методе пользеватель получает «и-рокие вознозности произвольного измзнения цвета рисунка и фона, по своему вкусу.

- загрузить модель ; в этом методе пользователь молет загрузить любой имевцийся в базе данных графический объект не выходя кз среды визуализации.

Подсистема В1йНА_Я выполняет развертки гранных поверхностей и поверхностей вращения приблиненнами методами, при этом производятся вычисления размеров всех ребер' нн.гогранни-ков. Развертка пирамиды производится методом триангуляции, развертка призм - методом нормального сечения. Возмояно интерактивное изменение маезтаба изображения в лвбых пределах. Генерация математической модели развертки производится в графическом редакторе комплекса. Разработана библиотека вычислительных процедур, реализующих описанные выве методы развертки.

• В заключении приводятся технические характеристики системы ДИАНА и методические рекомендации по ее использовании.

Приведена структура и особенности функционирования информационного комплекса для изучения свойств и методов преобразования геометрических моделей - дочернего объекта инструментальной система ЛИОНА с наследованными основными и рядоы дополнительных функциональных особенностей:' системой создания, демонстрации, ведения каталога компьвтарных фильмов и возноя-нсстьа чтения основного справочного материала, и теоретических полоаеиий разделов коальвтвриой геометрии и графики.

Оказавшись при работе в специальной интерактивной среде пользователь получает аирокие веэмоаности исследования объектов и подобъектоа , получает задания для самостоятельной работа.

В третьей главе рассмотрен» инструментальные системы исследования поверхностей САПР на основе методов геометрического моделирования и начертательной геометрии.

Разработка комплексов научной графики для систек САПР и АСНИ по презнену актуальна, так как несмотря на обилие фиркен-ных программных продуктов потребность в компактных, современных программах такого рода все время сохраняется. Вааным фактором является возможность встраивать такие средства в программы пользователя различной проблемной ориентации.

Рассматривается система ГЕОМЕТРИЯ, позволяющая исследовать линии пересечения базовых тел вращения: цилиндров, конусов, сфер, тороидальных поверхностей плоскостями, цилиндрическими поверхностями и поверхностями произвольной фзрыы. Построение производится с поморье плоскостей-посредников.

Система.обеспечивает интерактивное позиционирование тел. изменение размеров тел. Компьютер демонстрирует способа построения линий пересечения, оказывает методическую поддеркку.

• Система поддерживает унифицированную фильмотеку, создаваемую и демонстрируемую самим комплексом в различных темпах, возможно подключение звуковых компьютерных фрагментов, так не со своей библиотекой. Показано, что создание подобных интерактивных простых и доступных комплексов с вирокии ■ набором текстовых, графических и аудио-функций есть первый ваг к реализации интегрированных систем обработки различной информации.

Комплекс имеет имеет модульную структуру, функционирование его поддерживается информационной базой.данных, интегрированной с системой ДИАНА. Разработана библиотека вычислительных процедур, реализующих построение линий пересечения с анализом видимости. Библиотека специализированна сервисных процедур обеспечивает оформление комплекса в стандарте Sflfl и реализует современные средства графического диалога с компьвтерои. В целях обеспечения максимального быстродействия конплекс работает в среде KS DOS.

В четвертой главе описывается разработанный информационный комплекс ГРАФИКА для строительных специальностей, который является серьезным коыпьятерным помощником инаенера, техника , преподавателя . Выполняя информационные , тестирующие и контролирующие функции сн обеспечивает компьютерную поддергку процесса проектирования и изучения проектно-конструк-торской документации и правил ее оформления в строительных и архитектуроно-строительных организациях и учебных заведениях.

Разработанная в 1993 году версия АИК выполнена на качественно новом уровне: организован оконный интерфейс, информация предъявляется пользователю в виде компьютерного слайда , давтся развернутые комментарии к ответам пользователя, предоставляется оперативная справка, ссылки на литературные и справочные источники; в разделе теории работающий ыогет просмотреть соответствующие ГОСТы. Дается развернутый протокол результатов работы с комплексов, который заносится в базу данных.

Комплекс имеет достаточно мощную информационную подсистему, в которой руководитель подразделения С администратор базы данных) момет просмотреть результаты работы, с комплексом, корректировать файл результатов в случае необходимости иЛи вообще его цничтошть. Подсистема ведет статистическув обработку результатов контроля, отобращает ее в виде гистограмм деловой графики, группирует и создает, отдельные окна в которых располагавтся списки тестируемых по результатам контроля для последующего анализа.

Ориентированный в осневном на изучение ГОСТ и ЕСКД . комплекс там не менее помогает пользователе получить знания и о конструкции строительных объектов, их основных частях. Комплекс внедрен в учебный процесс ИГЭУ, ИИСИ, Ивановского энергетического иолледва и др. и показал высокую напевность и эффективность.

- 16 -

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТИ

1. Создан пакет программ и разработана методика тестирования базовых геометрических объектов для систем проектирования и геометрического моделирования с целью исследования методов и способов их качественной анимации при реализации в компьютерных интерактивных системах . Применение разработанных методов преобразований объектов и методик их использования позволяет манипулировать ими в интерактивных системах в реальном масктабе времени в трехмерном пространстве на персональных компьютерах класса АТ 200/12 и выке.

2. Разработаны алгоритмы реализации методов быстрых преобразований объектов ; создана библиотека процедур матричной алгебры и типовых графических процедур преобразовании» объектов : перемецения, масштабирования, поворота, копирования и технологии их использования в прикладных программах различных предметных областей с элементами компьютерной графики.

3. На основании проведенных исследований и разработанных библиотек математических и сервисных процедур была создана Диалоговая Инструментальная Автоматизированная система - ДИАНА, имеющая вирокие функциональные возмоености: генерации базовых типовых объектов геометрического-моделирования, ренение в специализированной интерактивной графической среде позиционных и метрических задач начертательной геометрии : визуализацию созданных объектов на эпюре Монжа, аксонометрических проекциях и перспективе с произвольным выбором проекций; композиции ( объединению ) объектов, выделение подобъекта в объекте и свободная манипуляция ими в реальном масштабе времени в трехмерном пространстве; сохранение преобразованного объекта в специализированном банке данных с целью дальнейжего возможного использования в различных специалиякоованных комплексах проектирования и исследования.

- 1? -

4. Созданы специализированные компьютерные системы для исследования поверхностей в САПР. Такие системы научной графики по прежнему актуальны и имеют широкий спектр применения. Разработанные инструментальные системы имеют весьма широкие возмоаности и позволяют произвести быстрое исследование линий пересечения поверхностей. наиболее часто встречавшихся в системах проектирования. Комплекс имеет стандартный интерфейс с популярными программными продуктами научной графики, свои базу данных, унифицированную с вышеуказанными системами.

5. Разработаны новейшие версии информационного коыплекса ГРАФИКА для строительных специальностей, который является серьезным компьютерным помощником инженера, техника , преподавателя и студента. Выполняя информационный , тестирующие и контролирующие функции он обеспечивает компьютерную ноддоржкц процесса проектирования и изучения .проектно-конструкторской документации , правил ее оформления в строительных и архитек-тцроно-строительных организациях и учебных заведениях.

0. Апробация предлоаенных методов , инструментальных ерздетз , информационных систем и комплексов . внедрение их в в-процесс проектирования и учебный процесс подтверждает их высокую эффективность в части реаения вирокого круга задач с использованием истодов геометрического моделирования, повывает заинтересованность инженера и исследователя к предметной области, повышает качество и производительность труда, прекрасно развивает пространственное.представление об объекта,.совершенна ¡¡есбкод::аое разработчику на стадии ирздпроектного исследования.

Содержании диссертации отражено с следующих работах

1. Тьрин П.Е., Рас с ! рнгин А.К. йвюматкзированннЯ^ойичавщиа иоиплекс ТРАФИКА'". / Тез.докл. Всесоюзной НТК "4 Бенардосо-совские чтения". Том 1../ Иваново, 1989. с.73

2. Тюрин П.Е. Автоматизированный учебный курс "Инвенерная графика" для персональных 3DM./ Тезисы докладов региональной научно-методической конференции вузов Урала и Сибири/ Челябинск, 1503, с. 75-76.

3. Тюрин П.Е., Расстригин А.К. Лабораторный практикум курса "Иаииннся графика" для персональных ЭВМ. / Тезисы докладов региональной научно-методической конференции вузов Урала и Сибири / Челябинск. 1989. с. 50-51

4. Тюрин П.Е. Интерактивная графическая система ИНТЕРГРАФ.

/ Информационный лист. Ивановский энергетич. институт / Иваново. 1390.

5. Тюрин П.Е.,/!апяин O.E. Исследование пересечения тел в САПР на персональном компьютере. / Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции "Автоматизированное проектирование"/ Иваново, 1991, с. 29-30

G. Тюрин П.Е.,Гусев В.А.,Лапвин O.E. Пакет трехмерной научной графики для персонального компьютера./ Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции "Автоматизированное проектирование"/ Иваново, 1991, с. 19

7. Тюрин П.Е. Инструментальная система исследования геометрических моделей./ Сборник трудов ИИСИ / Иваново, 1994 г, 3 с.

0. Тюрин П.Е,, Гусев В.А. Исследование методов анимации объектов прикладных графических систем с помомью АСНИ "ТЕСТИНГ" / Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции 7 Бенардосовские чтения / Иваново, 1994

9. Тюрин, П.Е., Лапшин O.E. Компьютерный комплекс научной графики для систем САПР и АСНИ

/ Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции 7 Бенардосовские чтения / Иваново, 1934

10. Тюрин П.Е. Инструментальный компьютерный комплекс "ДИАНА" и его использование в САПР.

/ Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции 7 Бенардосовские чтения / Иваново, 1994