1

Uvodna razmatranja Osnovni pojmovi. Informacije i njihov grafički prikaz. Područja primene kompjuterskih sistema. Kompjuterske tehnologije u razvoju proizvoda. Aktuelni softveri inženjerske grafike.

Živimo u «tehnosvetu», svetu znanja, veština i umeća, čiji opis traje, vrlo intezivno u poslednjih 150 godina.

Studija «TERMINALNI IDENTITET» Skota Bukatmana otkriva da je tehnosvet do sada prošao kroz pet faza:

1. mašnsko doba (sredina i kraj XIX veka), doba vezano za otkriće parne mašine

2. električno doba (kraj XIX i početak XXveka), doba vezano za Teslina otkrića i naizmeničnu struju

3. nuklearno doba (sredina XX veka), doba vezano za otkriće fisije urana 235 i atomske bombe

4. elektronsko doba (sredina i kraj XX veka) vezano za prvi direktni TV prenos između Evrope i Amerike putem satelita

5. informaciono doba (kraj XX veka, odnosno 1990. god.) doba koje je vezano za Internet odnosno kada su ljudi sa univerziteta odlučili da stvore veliku kompjutersku mrežu w.w.w.

I dok ne pređemo u jedno novo doba, opsesije i terminalne projekcije su da je to svemirsko doba, mi će mo se pozabaviti osnovnim resursom ovog našeg doba a to je informacija.

Informacijom se danas bavi većina zaposlenih. To više nije materijalna proizvodnja, već kako se naziva uslužni sektor, gde se većina zaposlenih bavi isključivo obradom informacija i posredovanjem te iste u svim oblicima.

Ova činjenica razlog je da navedemo neke osnovne karakteristike informacije kao resursa:

Informacija je neiscrpna kao resurs. Svi prirodni resursi (nafta, ugalj, gas, razne rude..) su ograničeni raspoloživim količinama koje se nalaze u prirodi. Za mnoge od njih postoje i precizni proračuni o razdobljima u kojima će još biti rasploživi. Međutim informacija, upravo zato što nema prirodno poreklo, ne podleže tim ograničenjima.

Druga karakteristika informacije: da se trošenjem ne uništava njen sadržaj. Svi smo navikli na činjenicu da se svaki proizvod ili neki drugi predmet rada uptrebom haba i postupno postaje neprikladan za upotrebu odnosno na bilo koji način prestaje ispunjavati funkciju radi koje ga imamo. S informacijom nije tako. Taj resurs potpuno je indiferentan prema svakom obliku potrošnje, odnosno njegova eksploatacija nije ograničena niti vremenom niti intezitetom potrošnje.

Treća osobina informacije: to što ona podnosi mnoštvo konzumenata istovremeno. Informacija sačuvana u nekoj bazi na raspolaganju je neograničenom broju korisnika u isto vreme i bez obzira na udaljenost od njene lokacije.

Četvrta osobina: da informacija trošenjem (upotrebom) povećava svoju vrednost. Naime, informacija koja nikome nije potrebna i nema vrednost, ili drugim rečima, informacija je toliko značajnija, pa utoliko i vrednija, što više korisnika poteže za njom.

Poslednja osobina informacije, ujedno je i njeno jedino ograničenje: jedino je ljudska sposobnost ograničavajući faktor njenog univerzalnog korišćenja. Stvaralačke mogućnosti čoveka, njegova kreativnost postaju sada presudni faktor korišćenja ovog resursa.

Kao što se vidi nakon ovog sagledavanja karakteristika informacije kao resursa, nije teško zaključiti da znanje postaje jedan od osnovnih preduslova delovanja u oblasti informatike i to znanje u pogledu korišćenja informacija, njihove obrade, povezivanja, analiziranja itd.

Zavisnost cene i doprinosa informacija od vremena generisanja može se prikazati dijagramom na slici 1:

2

topt t

d c

cmin

k

c

d

Slika 1. Dijagram zavisnosti cene i doprinosa informacije

t vreme generisanja informacije,

d doprinos informacije

c cena generisanja

topt najpogodnije vreme za korišćenje informacije

cmin najmanja cena informacije

k oblast korisne informacije

Savremene baze podataka, osim tekstualnih i numeričkih podataka, sada čuvaju i razne multimedijalne podatke kao što su fotografije, video i audio zapisi, radarski signali, satelitski snimci, itd. koji često zauzimaju veliki memorijski prostor

Inženjerska, odnosno šire posmatrano, računarska grafika ima zadatak da vizuelno predstavi sve te podatke odnosno informacije i da im dodeli nove ’dimenzije’ kroz modeliranje, vizuelizaciju, renderovanje, animaciju, simulaciju, virtuelnu realnost.

Vizuelno predstavljanje informacija Vizuelno modeliranje je proces uzimanja informacija sa modela i njihovo grafičko prikazivanje korišćenjem niza standardnih grafičkih elemenata. Standardi su neophodni kako bi se izvukla bitna korist od modeliranja, a to je komunikacija. Komunikacija između svih korisnika modela odnosno svih onih koji su uključeni u dizajniranje, modeliranje i projektovanje, je osnovna svrha vizuelnog modeliranja.

Komunikacija se može ostvariti korišćenjem nevizuelnih (tekstualnih) informacija, međutim (ali ipak mora se priznati) ljudi su bića koja vizuelno mnogo lakše prihvataju i uočavaju stvari (bolje jednom videti nego sto puta čuti ili jedna slika govori više od hiljadu reči). Ljudi imaju veću mogućnost da razumeju stvari ako su im one prezentovane vizuelno preko modela nego u slučaju kad su one prezentovane samo tekstom. Izradom vizuelnog modela sistema, može se pokazati kako sistem radi posmatrajući ga sa više nivoa. Može se modelirati objekat sistema (deo/proizvod). Može se modelirati interakcija pojedinih objekata sistema (simulacija obrade). Može se modelirati i interakcija između sistema (transportni sistem i obradni sistem).

Nakon kreiranja modela, on se može pokazati svim zainteresovanim grupama, a te grupe ljudi mogu sa modela da prikupljaju informacije koje su im od intersa. Jedan primer je model nekog proizvoda nakon faze dizajna. Konstruktori na osnovu tog modela definišu dimenzije i vrše inženjerske provere (proračune). Tehnolozi proveravaju tehnologičnost i skiciraju orjentacioni (grubi) tehnološki postupak. Eksperti za marketing na osnovu ovog modela prave virtuelni prototip i spremaju reklamu itd. Drugi primer je projekat aplikativnog softvera. Korisnici mogu da

3

se fokusiraju na interakciju koju oni ostvaruju sa sistemom na osnovu naših modela. Analitičari mogu da uvide interakciju objekata koji su u modelu dati. Informatičari mogu da uoče objekte koje treba da naprave i šta svaki od njih treba da obavlja. Inženjeri koji treba da kasnije vrše testiranje aplikacije mogu da vizuelizuju interakciju između objekata i da im to pomogne u pripremi testova koji će biti zasnovani upravo na tim interakcijama. Menadžeri projekta mogu da ostvare uvid u ceo sistem i u interakciju pojedinih delova sistema. Šef cele organizacije može da uvidi, pregledom modela višeg nivoa, kako sistemi u njegovoj organizaciji interreaguju međusobno. Vizuelno modeliranje predstavlja moćan alat za prikazivanje svrhe sistema svim zainteresovanim grupama.

Tri važne komponente za uspešnu realizaciju vizuelnog modeliranja su notacija, proces i alat i mogu se prikazati kao temena trougla uspeha, slika 2. Notacija se može naučiti, ali ukoliko se ne zna kako da se koristi (proces), uspeh će verovatno izostati. Može se imati i odličan proces, ali ako ne umete da ga izrazite (notacija), takođe neće se uspeti. I na kraju, ukoliko ne možete da dokumentujete rezultate svoga rada (alat), verovatno se neće uspeti

Slika 2. Trougao uspeha

Područja primene računarskih tehnologija Poslovno odlučivanje je neprestana aktivnost u preduzeću koja određuje pravac i intenzitet sadašnjih i budućih kretanja i čini niz međusobno povezanih aktivnosti. Složenost procesa donošenja odluka, uslovljena složenošću opštih uslova poslovanja, intenzivira i komplikuje postupke prikupljanja, kreiranja i korišćenja informacija kao i njihovo povezivanje sa znanjem (kroz izgradnju modela koji su sve kopmleksniji). Takva situacija zahteva računarsku podršku skoro svih faza procesa odlučivanja, od pripreme do kontrole sprovođenja odluke. Na taj način je omogućena formalizacija metoda, tehnika, veština i znanja potrebnih za rešavanje zadataka, i njihova ugradnja u programsku podršku. Računar postaje integralni i neophodni element samog procesa poslovnog odlučivanja.

Dalji prodor informatičkih tehnologija u proces odlučivanja jeste podrška računara u izgradnji i upotrebi modela odlučivanja. Uloga računara na tom nivou ogleda se u ostvarenju interaktivnog dijaloga na realciji korisnik-sistem što doporinosi uspešnosti rešavanja problema i efikasnijem procesu odlučivanja. Na tom nivou računarski sistem treba da omogući jednostavan pristup relevantnim podacima i informacijama, kao i interaktivno testiranje varijanti, pri čemu računar ne zamenjuje čoveka u donošnju odluka već unapređuje proces odlučivanja.

Mesto i uloga računarskih (C) tehnologija kao i drugih pratećih tehnologija, tehnika, metoda i alata može se sagledati na primeru faza razvoja i proizvodnje nekog prizvoda (slika 3). Na slici je prikazana primena modernih C-tehnologija u svim fazama razvoja proizvoda, od koncepcije i pilot faze do implementacije.

NOTACIJA

PROCES ALAT

4

KOKONSTRUKCIJA DETALJA

KONCEPCIJA

PRORACUNI

DOKUMENTACIJA

IZRADA PROTOTIPOVA

ISPITIVANJA

PROIZVODNI INŽENJERING

DEFINISANJE ZAHTEVA ISTRAŽIVANJE

IRAZVOJ

DETALJNOPROJEKTOVANJE

PROIZVODA

RAZVOJKONCEPTA

PROIZVODNJEDETALJNO

PROJEKTOVANJEPROCESA

PROIZVODNJA

FAZE RAZVOJAPROIZVODA

TEHNIKE

INŽENJERSTVA

PROCESI

CADCAD

CAE

CAQCAM

CAD

Slika 3. C-tehnologije, faza razvoja i proizvodnje prizvoda

Pre nogo što se pristupi istraživanju i razvoju, a na osnovu prikupljenih saznanja definišu se zadaci odnosno zahtevi i ograničenja koje konstruktor (projektant) mora da poštuje u toku razvoja a proizvod terba da zadovolji. Neki od elemenata liste zahteva su:

FUNKCIJA koju treba da izvršava buduće konstrukciono rešenje, definiše se na osnovu izučavanja potreba tržišta, zatim potrebe za rešavanjem određenog tehničkog problema ....

RADNA SVOJSTVA konstrukcije definišu se prema potrebnom odnosno željenom kvalitetu izvršavanja funkcije, načinu rukovanja, održavanja, potrebnoj sigurnosti i pouzdanosti u radu i td. Od radnih svojstava u najvećoj meri zavisi konkurentnost proizvoda na tržištu, obim plasmana i vreme održavanja na tržištu.

ERGONOMSKA SVOJSTVA su od velikog značaja posebno ako čovek rukuje mašinom u dugim vremenskim intervalima (zamaranje, povrede, komande (pažnja, koncentracija, preglednost, sila)) i td.

SPOLJNI IZGLED (manji/veći značaj)

TEHNOLOŠKA SVOJSTVA su od velikog značaja prvenstveno za proizvođača. Delovi treba da su tehnologični tj. da se mogu izraditi uz što manje napora, za što kraće vreme i uz što manju upotrebu specijalne opreme.

EKONOMSKA OGRANIČENJA cilj je dobiti proizvod sa što nižim troškovima proizvodnje kako bi pozitivna razlika između cene na tržištu i troškova bila što veća. (Izbor materijala, tehnologija, složenost konstrukcija ...)

USLOVI ISPORUKE, TRANSPORTA, MONTAŽE nemaju kod svake konstrukcije isti značaj, međutim tamo gde im je važnost velika ne mogu se i ne smeju se zanemariti.

SKLAPANJE I RASKLAPANJE vrlo su značajni kod onih konstrukcija koje zahtevaju česte intervencije u toku eksploatacije.

CAD - Computer Aided Design (konstruisanje (projektovanje) pomoću (primenom) računara)

5

CAM - Computer Aided Manufacturing (proizvodnja podržana računarom)

CAE - Computer Aided Engineering (inženjerstvo (inženjerska analiza) podržana računarom)

CAP - Computer Aided Planning (planiranje podržano računarom)

CAPP - Computer Aided Process Planning (planiranje procesa izrade podržano računarom)

CAQ - Computer Aided Quality (kvalitet podržan računarom)

Računarska grafika Računarska grafika (Computer Graphics) jeste vrsta računarske obrade i izlaza gde je znatan deo izlazne informacije u obliku slike, bilo jednostavnog histograma ili drugog grafičkog prikaza, bilo složene mape ili tehničkog crteža u boji sa alfanumeričkim oznakama. Izlaz može biti preko vizualnog terminala - monitora ili kao trajan zapis preko štampača ili plotera. Računar se može isprogramirati tako da manipuliše informacijama, na primer, da ispravlja linije, pomera ili izbacuje označene površine, uvećava ili smanjuje detalje, itd.

Sistem automatskog projektovanja i automatizovana proizvodnja bile su jedna od prvih primena i do sada ostaju osnovne sfere korišćenja računarske grafike. Monitor računara omogućava automatizaciju pripreme crteža, arhitektonskih planova, ekonomskih dijagrama a takođe i šeme proizvodnih procesa. Davši računskom grafičkom sistemu dimenzije elementa mašine i koristeći metode konstruisanja crteža u mašinskom projektovanju, mogu se dobiti konture ili slika tog elementa pod proizvoljnim uglom posmatranja. Koristeći analogne grafičke metode, može se prikazati na monitoru i napisati tehnološka dokumentacija za izradu detalja. Tehnološki crteži omogućavaju da se pokaže trajektorija kretanja alata ili instrumenta po površi poluproizvoda u procesu obrade detalja.

Inženjeri-konstruktori u automobilskoj ili vazduhoplovnoj industriji koriste metode računarskog projektovanja pri konstrukciji oblika površi proizvoda. Na ekranu monitora prikazuju se konturni likovi radi analize spoljnjih obrisa automobila i aviona, pri čemu se na ekranu mogu dati kako konture čitavog proizvoda, tako i pojedinačni fragmenti, na primer, prednje krilo automobila ili krilo aviona. Preciziranja i detaljizacija konstrukcije mogu biti unešeni u konstrukciju mašinskog crteža u bilo kojoj fazi projektovanja. I na kraju, trodimenzionalna slika objekta omogućava konstruktoru da da konačan oblik proizvodu.

Metode mašinskog projektovanja primenjuju se takođe pri razradi električnih i elektronskih šema. Koristeći grafičke oznake različitih komponenata, inženjeri elektrotehnike mogu da razrađuju šeme na ekranu monitora, neprekidno uvodeći dopunske elemente.

Arhitekte, pri projektovanju, takođe koriste crteže građevina, ostvarene pomoću računarske grafike. Ovi crteži mogu biti ostvarni u različitim oblicima. Planovi spratova koriste se pri projektovanju rasporeda soba, vrata i prozora ili rasporeda različitih instalacija. Trodimenzionalni prikazi omogućavaju da se vidi spoljnji izgled pojedine građevine ili da se predstavi raspored kompleksa zgrada.

Tehniku računarske grafike koriste umetnici. Pomoću grafičkih monitora izrađuju se crtani filmovi. Apstraktne i geometrijske šare generišu se grafičkim sistemima radi korišćenja u stvaralačkom procesu. Šare, dobijene računarom, nalaze primenu u raznim oblastima, uključujući tekstilnu industriju. Umetnici-dekorateri takođe koriste metode obrade slike za retuširanje, prekomponovanje i druge umetničke poslove.

Pod obradom slike podrazumeva se celokupnost grafičkih metoda, koje omogućavaju da se dobije na ekranu monitora slika predmeta prema njegovoj fotografiji ili televizijskoj slici. Mada se i u ovom slučaju koristi računar, obrada slika se razlikuje od običnih metoda računarske grafike, gde se slika stvara u skladu sa zadatkom. Pri obradi slika rezultat se dobija posle cifarske analize sjajnosti i boje svih delova fotografije ili televizijske slike i prenošenja dobijene informacije na ekran. Specijalne metode omogućavaju da se zatim prekomponuje crtež, poveća kontrast i poboljša obojenost slike.

Lekari istraživači koriste metode obrade slika za analizu rentgenskih snimaka s ciljem izučavanja funkcionisanja fizioloških sistema. Ove iste metode su korisne i pri proučavanju

6

sistema i objekata, koji ne mogu da se posmatraju neposredno, kao, na primer, televizijske slike, dobijene od veštačkog satelita ili pomoću očiju industrijskog robota.

Naučnici raznih specijalnosti koriste mogućnosti računarske grafike kao važan instrument u svojim istraživanjima. Astronomi, analizirajući podatke o zvezdama i galaksijama, primenjuju grafičke modele, koji olakšavaju izučavanje strukture i ponašanja nebeskih tela. Bez ovih sredstava bilo bi veoma teško analizirati tablice podataka, koje sadrže milione brojeva. Grafički modeli bioloških, fizičkih i hemijskih sistema takođe omogućavaju da se bolje objasni njihova struktura. Osim modela koriste se i grafikoni i dijagrami za utvrđivanje matematičkih zavisnosti kao i za izučavanje tendencije razvitka sistema.

Postoji mnoštvo raznovrsnih oblika grafikona i dijagrama za predstavljanje podataka. Dvodimenzionalne vremenske karte, na primer, mogu biti konstruisane grafičkim sistemom na osnovu podataka dobijenih od posmatračkih stanica. Raspored temperature i pritiska po geografskom reonu može se prikazati u trodimenzionalnoj slici.

Analogne tehničke mogućnosti koriste se u komercijalnoj i upravljačkoj delatnosti, pri čemu se u ovim sverama najšire primenjuju grafički sistemi. Različiti tipovi grafikona i histograma koriste se za predstavljanje sumarnih (ukupnih) finansijskih i statističkih podataka. Trodimenzionalni crteži i grafikoni omogućavaju da se prikažu mnoge uzajamne veze.

Računarska grafika široko se primenjuje i u obučavanju. Crteži i grafikoni omogućavaju da se pregledno prikažu principi rada različitih sistema. Grafičko modeliranje realnih situacija koristi se u treniranju pilota i navigatora. Grafička prikazivanja na ekranu monitora korisna su pri objašnjavanju materijala u školskom auditorijumu, pri proveri znanja i samostalnoj pripremi.

Na kraju, možemo primenjivati metode računarske grafike i za lične potrebe. Odštampani crteži mogu se koristiti za ukrašavanje albuma, čestitki samostalne izrade i čak za ukrašavanje zidova. Crteži na ekranu monitora primenjuju se u kompjuterskim igrama i programima za obučavanje. Računar se takođe može koristiti za kreiranje grafikona i dijagrama, koji pomažu da kontrolišemo budžet ili novčana ulaganja.

Sistemi računarske grafike koriste se na različite načine u zavisnosti od oblasti primene. Usko specijalizovani sistemi mogu izvršavati samo strogo određene funkcije na primer, sistem imitacije letenja za treniranje pilota. Međutim sistemi opšte namene omogućavaju nam da stvaramo različite crteže (skice) i planove. Obično se sistem računarske grafike opšte namene sastoji od monitora (displeja), tastature, grafičkih programa i, naravno, centralne jedinice (računara u užem smislu). Veliki broj grafičkih sistema omogućava priključivanje, osim monitora i tastature, i drugih uređaja za ulaz i izlaz informacija kao što su: svetlosna olovka (light pen), miš (mouse), crtač (plotter) i štampač (printer). Monitor (display) je uređaj koji omogućava da se informacije, tekstualne ili slikovite, vide, ali ne i trajno sačuvaju. Postoji mnogo tipova monitora. Površina monitora na kojoj se prikazuju neke informacije naziva se ekran (screen). Ekran predstavlja nešto uži pojam od monitora, koji podrazumeva i uređaje koji za prikazivanje koriste površinske tehnologije kao što su plazma, elektroluminiscentni materijali i tečni kristal. Grafički prikaz na ekranu monitora može biti rasterski ili vektorski. Rasterski grafički prikaz (Raster-mode graphic display) ili rasterska grafika jeste metoda predstavljanja grafičkih ili slikovnih likova po kojoj se željeni oblik dobija uzastopnim paralelnim pokretima pera crtača ili tačaka na ekranu monitora, slično kao i u slučaju obrazovanja televizijske slike. To znači da se linija ne obrazuje kontinualnim kretanjem pera ili tačke. Vektorski grafički prikaz (Vector-mode graphic display) jeste metoda predstavljanja grafičkih ili slikovnih likova, u kojoj se pero crtača ili tačka na ekranu monitora kreće duž linije koja se crta.

Razlika između vektorskih i rasterskih slika Slike, koje se obrađuju na računaru, možemo podeliti u dve glavne kategorije: vektorske ili rasterske. Primera radi, skenirane slike su rasterske, a crteži, napravljeni u Corel Draw-u ili AutoCAD-u, čuvaju se u vektorskom obliku. Međutim, slike je moguće konvertovati iz jednog oblika u drugi, a moguće je i oba vida koristiti u jednoj datoteci, fajlu.

Rasterske slike (bitmape) zaista su zaslužile svoj naziv: to je skup bitova, koji formiraju sliku. Slika se sastoji od matrice pojedinačnih tačaka (ili piksela), od kojih svaka ima svoju boju (boja

7

se određuje bitima, najmanjom mogućom jedinicom informacije u računaru). Tipična rasterska slika je prikazana na slici 3.

Slika 3. Tipična rasterska slika

Sa leve strane je cela slika, a desno se nalazi njegov deo na kome je prikazan jedan od vrhova planine, uveličan za 250 procenata. Očigledno je, da se slika sastoji od redova i kolona malih elemenata različitih boja. Takav element se naziva piksel. Ljudsko oko ne razlikuje pojedinačne elemente (jer su suviše sitni), tako da mi vidimo celu sliku sa blagim prelazima između boja.

Broj elemenata, koji je neophodan za dobijanje realistične slike zavisi od mnogo faktora.

Tipovi rasterskih slika Rasterske slike mogu da sadrže bilo koji broj boja, ali se po tome najčešće dele na četiri osnovne kategorije:

Jednobitne (Line-art) (slika 4). Slike koje se sastoje od samo dve boje. Obično se koriste crna i bela boja, ali moguća je i kombinacija bilo koje druge dve boje. Ponekad se za takve slike koristi naziv bitmapa, zato što računar koristi samo jedan bit za svaki piksel.

Slika 4. Jednobitna (Line-art) slika

Sive (Grayscale) (slika 5), sadrže različite nijanse sive, a takođe i čistu crnu i belu boju.

Slika 5. Siva (Grayscale) slika

Višebojne (slika 6): Takve slike sadrže nijanse dve ili više boja. Najčešće se koriste takozvani duotonovi, koji se obično sastoje od crne i neke druge boje (obično palete boja). Na primer, slika 6 je sastavljena od crne i palete tople crvene boje.

8

Slika 6. Višebojna slika

Kolorne slike (slika 7). Informacija o bojama može biti opisana raznim sistemima, kolor modelima: RGB (red, green, blue), CMYK (cyan, magenta, yellow, key black) itd.

Slika 7. Kolorna slika

Karakteristike rasterskih slika Rasterski podaci zauzimaju mnogo mesta. CMYK slika formata A4, optimizovana za štampu srednjeg kvaliteta (150 lpi), velika je 40 MB. Različitim vrstama kompresije ta se veličina može znatno smanjiti. Ako pokušamo da uvećamo rastersku sliku primetićemo njihov osnovni nedostatak: ako je previše uveličamo, slika će izgledati neprirodno i počeće da se raspada na pojedinačne elemente. Iako je to manje primetno, veliko smanjivanje slike takođe dovodi do gubitka kvaliteta. Raster se lako štampa, sve dok štampač ili ploter imaju dovoljno memorije.

Programi za rad sa rasterskim slikama i formati rasterskih datoteka Postoji jako puno programa, koji se mogu koristiti za pravljenje ili obradu rasterskih slika. U pripremi za štampu apsolutno je dominantan Adobe PhotoShop.

Rasterska informacija se može čuvati u velikom broju formata. Evo nekoliko njih:

BMP: ranije čest na PC računarima, ne koristi se u DTP-u (desktop publishing), stonom izdavaštvu.

EPS: fleksibilan format, koji može da sadrži i rasterske i vektorske podatke.

GIF: često se koristi za Web grafiku, ne upotrebljava se u DTP-u.

JPEG: najpopularniji format opšte namene. Glavna prednost mu je izuzetno dobra kompresija kolor fotografija.

PDF: univerzalni format, može da sadrži podatke bilo kog tipa, u DTP-u postepeno potiskuje EPS.

PICT: format koji može da sadrži i rasterske i vektorske podatke, koristi se na Macintosh računarima.

TIFF: najpopularniji rasterski format u pripremi za štampu.

Vektorska grafika Vektorske slike se potpuno opisuju pomoću matematičkih formula. Na slici 8 levo, vidi se sama grafika, a desno su linije, koje grade sliku.

9

Slika 8. Vektorska slika

Svaka linija se sastoji ili od velikog broja tačaka i linija, koje ih povezuju, ili od manjeg broja kontrolnih tačaka povezanih Bézier-ovim krivama (polinom trećeg stepena). Drugi metod daje najbolje rezultate i koristi se u većini programa za vektorsko crtanje.

Slika 9. Metode opisivanja objekata vektorskih slika

Slika 9 demonstrira oba metoda. Levi krug je sastavljen od velikog broja tačaka, koje su spojene pravim linijama. Desni krug je nacrtan pomoću četiri kontrolne tačke (čvora).

Karakteristike vektorskih slika Vektorske slike obično zauzimaju malo prostora, zato što sadrže samo Bézier-ove krive, koje stvaraju sliku. EPS datoteke, najčešće korišćene u DTP-u, često sadrže i rasterski preview slike. Kod jednostavnih ilustracija taj preview obično zauzima više prostora nego sama grafika. Vektorsku grafiku je, u principu, moguće uveličavati i umanjivati bez gubitka kvaliteta. To je čini idealnom za logotipe preduzeća, geografske karte, i druge objekte, kojima je često potrebno menjati veličinu. Ipak, treba imati u vidu da postoje izvesna ograničenja.

Kod prevelikog smanjivanja mogu nestati tanke linije. Tačnije, one će i dalje postojati ali se ne mogu odšampati ili prikazati na ekranu. Male greške mogu postati primetne kad se slika puno uveliča.

Mnogi programi omogućavaju da se u vektorskoj grafici koriste i rasterski podaci. Za njih važe ista pravila kao i za sve ostale rasterske slike.

Vektorske slike nije lako štampati. Posebno su problematični mozaici (male slike koje se ponavljaju u datoteci stotinama ili čak hiljadama puta) koji dovode do suviše komplikovanog i velikog fajla, koji program ili RIP nije u stanju da odštampa.

Programi za rad sa vektorskim slikama i formati vektorskih datoteka I ovih programa ima puno. U pripremi za štampu najpopularniji su Adobe Illustrator, Corel Draw i Macromedia Freehand, što se tiče tehničkog modeliranja AutoCAD, CATIA, SolidWorks itd.

Ekstenzije datoteka vektorskih formata: EPS: najpopularniji vektorski format u DTP-u, koji može da sadrži i rasterske i vektorske podatke. PDF: sve češći univerzalni format.

10

PICT: i dalje popularan na Macintosh-u. AI: format Adobe Illustrator-a, interno vrlo sličan EPS-u. CDR: format programa Corel Draw; ako se kod nas bavite DTP-om, najčešće ćete se susretati sa ovim formatom (pored EPS datoteka). DWG: format za AutoCAD crteže. SVG: nov vektorski format namenjen za Web, za sada se ne susreće u pripremi za štampu

Od rastera do vektora i nazad Često je neophodno pretvoriti sliku iz rasterskog u vektorski oblik i obrnuto.

Skenirali ste logotip nekog preduzeća, ali bilo bi vrlo praktično da ga imate kao vektor, kako biste mogli da mu menjate veličinu bez gubitka kvaliteta. Postupak pretvaranja nije nimalo jednostavan. Za tu svrhu služe specijalni programi tipa Adobe Streamline i Corel, a nove verzije Adobe Illustrator-a imaju ugrađene alate za vektorizaciju. U svakom slučaju, za razliku od fotografija, ne treba očekivati prost IMPORT, EXPORT fajla. Potrebno je dosta znanja i vežbe da se postignu zadovoljavajući rezultati.

Vektorsku grafiku morate konvertovati u rastersku kako bi ste je postavili na Web sajt. Svi programi za vektorsko crtanje imaju ovu mogućnost, i za razliku od prethodnog slučaja ovde ne postoje nikakvi problemi.

Ponekad se može desiti da vektorska grafika bude suviše složena za RIP (Routing Information Protocol) štampu na ploteru. U tim slučajevima pomaže pretvaranje u raster.

Primena vektorske i rasterske grafike Vektorski zapisi su pogodni za aplikacije u tehničkim disciplinama odnosno u konstruisanju i inženjeringu ili na crtežima gde su dovoljne linije u jednoj ili više boja. Vektorski zapisi nisu pogodni za prikazivanje realističnih slika sa osenčenim područjima ili prirodnim bojama, za njihov zapis služi rasterska grafika.

Problem rasterske grafike odnosno rasterskog zapisa je memorisanje. Broj piksela je u funkciji rezolucije; veća rezolucija zahteva i veći broj piksela i veći problem memorisanja.

Grafičke biblioteke i softveri Grafičke biblioteke omogućavaju pristup grafičkim komandama ili funkcijama. Grafičke komande su definisane u nekom programskom jeziku (C, Java, C++ ili neki drugi), a mogu da se primenjuju na različitim platformama. Jednostavnije grafičke biblioteke, odnosno grafičke biblioteke nižeg nivoa predstavljaju softverski interfejs za hardver. Treba napomenuti, da svaki grafički alat pripada nekoj jednostavnijoj grafičkoj biblioteci. U jednostavnije grafičke biblioteke spadaju:

• Direct 3D (DirectX) predstavlja set nezavisnih API (Application Programming Interface) intefejsa za windows platforme,

• GKS je biblioteka za 2D grafiku sa ANSI/ISO standardom koji definiše metode za pravljenje slika na rasterskim ili vektorskim izlaznim uređajima (biblioteka GKS-3D omogućava izradu 3D objekata),

• OpenGL predstavlja primarno okruženje za razvoj interaktivnih 2D i 3D grafičkih aplikacija,

• Mesa je 3D biblioteka sa API interfejsom koji je sličan API interfejsu biblioteke OpenGL i ima za cilj da emulira OpenGL komande na platformama koje ne podržavaju OpenGL,

• MicroSystem 3D Graphic Tools predstavlja 3D biblioteku koja može da se upotrebi za razvoj programskih jezika Visual Basic I Visual C++.

Alati (softveri) za vizuelizaciju Alati za vizuelizaciju podrazumevaju grafičke alate koji kao izlaz imaju sliku i na taj način predstavljaju podatke i odgovarajuće informacije. Jednostavno rečeno, vizuelizacija koristi

11

grafiku da kreira slike kako bi se predstavili željeni podaci. Brojni komercijalni i besplatni programski paketi za vizuelizaciju pokrivaju različite naučne oblasti: medicinu, mehaniku fluida, biologiju, hemiju, fiziku itd., a neki koji se najčešće koriste su:

• 3D Studio VIZ se koristi u arhitekturi i industrijskom dizajnu,

• Matlab omogućava analiziranje podataka i njihovu vizuelizaciju, numerička i simbolička izračunavanja kao i simulaciju u realnom vremenu,

• Mathematica omogućava numerička i simbolička izračunavanja vizuelizaciju I simulaciju,

• Blueberry omogućava modeliranje terena odnosno zemljišta na osnovu realnih podataka,

• Ferret omogućava okeanolozima i meteorolozima da analiziraju ogromne količine složenih podataka,

• LandForm mapira podatke terena dobijene sa satelita i pravi 3D površi kako bi napravio model terena,

• MapRender 3D generiše realistične prikaze terena i okoline.

Alati za modeliranje Modeliranje je proces stvaranja 3D objekata, gledajući realne podatke ili baratajući imaginarnim objektima. Alati za modeliranje omogućavaju kreiranje virtuelnih objekata i okruženja za CAD vizuelizaciju, obrazovanje, razne vrste obuka itd. Neki od alata za modeliranje su :

• 3D Studio Max omogućava animaciju i renderovanje, kao i kreiranje efekata za igrice,

• 3D Studio VIZ omogućava arhitektonski i industrijski dizajn,

• Animation Master omogućava kreiranje filmova, virtuelnu realnost i poslovne prezentacije,

• AutoCAD je najkompletniji programski paket za modeliranje i projektovanje u ravni i prostoru,

• Body Paint 3D omogućava mapiranje ljudskih i životinjskih tela,

• Cinema 4D omogućava kreiranje sekvenci za filmove i televiziju, omogućava kreiranje ljudskih likova kao i multimedijalne sadržaje,

• Maya omogućava animaciju i virtuelnu realnost,

• ProEngineer omogućava skiciranje, modeliranje i prezentaciju u svim tehničkim oblastima.

Alati za renderovanje Renderovanje je proces stvaranja slika na osnovu grafičkih modela. Ovi alati ili generišu 3D modele ili ih učitavaju sa diska prilikom kreiranja željenih slika. Pored geometrije modela, alati za rendering u izlaznu sliku ugrađuju i osvetljenje, senke, teksture, boje prozirnost itd. Neki od alata za renderovanje su već pomenuti alati kao što su: 3D Studio Max, Maya, Cinema 4D, Render Man itd.

Alati za animaciju Većina programskih paketa za vizuelizaciju, modeliranje, renderovanje i simulaciju ima i uključenu animaciju. U klasičnoj animaciji redosled poslova je sledeći:

- pravi se scenario , - kreiraju se ključne slike, - definiše se zvuk koji treba uključiti, - povezuju se slike i zvuk, i na kraju - vrši se interpolacija između ključnih slika kako bi se došlo do kvalitetnije animacije.

12

Treba napomenuti da računarska animacija predstavlja promenu različitih slika u odredjenom vremenskom periodu. Da bi animacija bila kvalitetna(bez skokova slika) trebalo bi smestiti najmanje 24 ključne slike u sekundi. Postoji mnogo alata za animaciju a najčešće korišćeni su 3D Studio Max, Animation Master, Cinema 4D, Maya itd.

Alati za simulaciju Simulacija predstavlja proces kreiranja, izvršenja i vizuelizacije modela kako bi se kompletirale informacije o onome što treba reći u realnom ili imaginarnom svetu. Pod modelom se podrazumeva matematičko, fizičko ili tehničko predstavljanje sistema sa svim njegovim karakteristikama. Izmedju ostalih alati za simulaciju su :

• 3D Grapher ilustruje i rešava kompleksne matematičke jednačine u ravni i prostoru,

• GL Studio omogućava simulaciju i obuku u okruženju virtuelne realnosti,

• Mathematica omogućava numerička I simbolička izračunavanja, vizuelizaciju I simulaciju,

• Mat Lab, Maya itd..

Alati za virtuelnu realnost Postoje dve kategorije virtuelne realnosti, kompleksna i jednostavnija VR. Kod kompleksnije VR korisnik ima specijalni uredjaj na glavi i posebne naočare. Prikaz na tom uredjaju prati pokrete glave i ljudski pogled u realnom vremenu. Jednostavnija VR je jeftinija i “siromašnija” jer nema posebnih uredjaja i prikaz ne prati pokrete glave ali korisnik diktira kretanje kroz virtuelni svet. Sistem VR je i sistem za simulaciju koji opisuje i simulira odredjene aktivnosti iz realnog sveta u oblastima kao što su obuka, obrazovanje i radno okruženje. Postoji mnogo softverskih alata za VR, a neki češće korišćeni su :

• Cryonics omogućava razvoj virtuelnog okruženja i razmenu putem interneta sa ostalim korisnicima,

• Summit 3D omogućava kreiranje kompleksnog virtuelnog sveta,

• World UP omogucava kreiranje i animiranje raznih VR svetova.

WEB 3D alati Web3D alati su grafički alati koji omogućavaju korišćenje grafike putem web pretraživača. Ovi alati su alati budućnosti što se tiče obrazovanja, vizuelizacije, e-trgovine, komunikacija, itd. Mnogi Web 3D alati su postali dopunski ili dodatni moduli za web pretraživače. Ovi alati su odlični za mrežno okruženje jer korisnicima u mreži omogućavaju istovetno virtuelno okruženje u realnom vremenu.

Alati za konvertovanje formata Da bi se napravili modeli za VR i da bi se taj svet virtuelne realnosti distribuirao Internetom za različite platforme, moraju postojati 3D grafički fajlovi u kojima se čuvaju informacije o modelima, scenama, animacijama itd. Očigledno da se tu radi o mnogo fajlova u različitim formatima, jer različiti korisnici koriste različite programske pakete. Da bi se u takvu raznovrsnost uveo red, tu su programi koji omogućavaju konverziju jednog grafičkog formata u drugi bez gubitaka podataka. Neki od alata za konvertovanje formata su :

• 3D Exploration omogućava pretraživanje Interneta, pregled i renderovanje u raznim grafičkim formatima,

• Polytrans omogućava uvoz/izvoz (import/export) 3D fajlova,

• Quick 3D omogućava pregled, organizovanje i konvertovanje 3D modela.

13

Projektovanje kao proces Projektovanje geometrijskih objekata, predstavlja interaktivni proces ostvaren na relaciji čovek-pomoćna sredstva (računar) za projektovanje u kome projektant uređuje određene elemente u modelu koji gradi i prilagođava ih u skladu sa unapred definisanim funkcionalnim zahtevima. Pošto u najvećem broju slučajeva nije moguće dobiti potpuno zadovoljavajuće rešenje, proces projektovanja se vrši uz potrebne korekcije pa je po svojoj prirodi iterativan. Izlaz iz procesa projektovanja je strukturalni opis koji se obično javlja u vidu elektronskog zapisa, dokumenta, crteža ili plana objekta. Postoji I mogućnost za izračunavanje nekih osobina projektovanog objekta ili procesa kao što su zapremina, masa, površina, moment inercije itd. Projektanti se bave pitanjem kakvi neki objekti i procesi treba da budu u cilju zadovoljenja postavljene funkcije kriterijuma. Osnovna inženjerska aktivnost projektanta je da vrši sintezu raspoloživih znanja veština i tehnologija da bi se putem projekta definisali određeni proizvodi. U istoriji ima mnogo primera realizovanja ambicioznih projekata. Tu spadaju npr.: izgradnja piramida, Kineskog zida, puteva, vodovoda, savremenih arhitektonskih objekata, vasionskih letilica, računara, tehnoloških sistema itd.

Ovi proizvodi su sintetizovani od strane čoveka ali ne uvek sa unapred definisanim postupkom. Projektom nije moglo biti sve predviđeno nego ih je čovek rešavao prilagođavajući se novonastalim problemima, što inzenjersko projektovanje čini u osnovi heurističko (pronalaženje koje se usvaja/uči putem ispitivanja, otkrivanja).

Iako do danas nije izrađena opšta teorija projektovanja svedoci smo projektovanja izuzetno složenih sistema i procesa, kao i praktičnim rezultatima zasnovanim na osnovu automatizacije postpka projektovanja u oblasti proračuna, dvodimenzionalnog 2D crtanja i trodimenzionalnog 3D modeliranja isl.

Primena računara donela je veliko skraćenje vremena projektovanja, preciznost i kvalitet dobijenih rešenja. Projektovanje je proces u kome se za rešavanje određenih problema kao polazne osnove mogu poslužiti već razvijene metode i sistemi. Postavljanje koncepcije teorije projektovanja podrazumeva, pored matematičko-fizičkih nauka i psihologiju, sociologiju itd. Uvođenjem analitičke geometrije u prostoru, matematičke logike, topologije, heurističkog istraživanja, fazilogike, neuronskih mreža teži se postavljanju aksiomatike kao neophodne podloge za formulisanje opšte teorije računarskog projektovanja. To je dalje stimulisalo ljudski um da razmišlja o veštačkoj inteligenciji, što nije ništa drugo nego usavršavanje složenih sistema da obavljaju operacije u domenu mentalnog procesiranja. Ovakav pristup danas je fundamentalan zbog potreba velikog udela čovekove kreativnosti i težnje za novim saznajnim vrednostima. Koristeći moć raspoložive računarske tehnologije i novih metoda, integracijom znanja i aktivnosti inženjera projektanta i veštačke inteligencije odnosno ekspertnih sistema, označava se nova faza u razvoju opšte i posebnih teorija projektovanja. Ovim se izgrađuje nova generacija inženjerskih sistema čije su osnovne karakteristike :

• realizacija složenih funkcija sa visokim stepenom fleksibilnosti I automatizacije,

• visoka produktivnost, kvalitet i pouzdanost, i

• minimizacija uloženog resursa u procesu realizacije cilja.

Osnovna aktivnost inženjera-projektanta je da vrši sintezu raspoloživih znanja, veština i tehnologije da bi se definisali, putem projekta, veštački proizvodi. Kod projektovanja I upravljanja projektima nameće se pitanje otkrivanja logike, sadržaja i struktue ovih fenomena. U opštem slučaju probleme projektovanja je moguće klasifikovati na sledeći način:

• Za rešavanje određenih problema postoji strukturiran algoritam zasnovan na poznatom formalnom jeziku. Iako su ovi problemi determinističkog ili stohastičkog karaktera njihovo rešavanje je omogućeno manuelnim ili računarskim putem. Ovi zadaci projektovanja ne pripadaju grupi “inteligentnih” zadataka.

• U drugu klasu spadaju problemi koji nemaju razvijenu algoritamsku strukturu rešavanja. U tom slučaju nedovoljna je baza znanja za odgovarajuću oblast rešavanja. Projektant tada sam rešava problem kroz afirmaciju lične kreativnosti.

14

• Trećoj klasi problema pripadaju projektantski zadaci koji apriori nisu poznati, iako postoje izvesni algoritmi za pretraživanje rešenja. Inventinost projektanta je za sada dominantna u nalaženju rešenja a metod koji koristi projektant ili računar je hiuristicki.

Računarski orijetisano projektovanje Projektovanje kao i mnoge druge inženjerske aktivnosti, je u periodu od 60-tih godina 20. veka pod konstantnim uticajem računarskih tehnologija. Tendencija razvoja IT tehnologija, nagovestile su mogućnost efikasnog rešavanja problema projektovanja u svim oblastima gde je ta delatnost moguća i potrebna. Posebno se to očekivalo u domenu razvoja i primene inženjerske grafike u oblasti inženjerskog projektovanja proizvoda i procesa. Pod terminom računarsko projektovanje podrazumeva se projektovanje sistema i/ili procesa uz podršku računara. Mogu se obuhvatiti mnoge projektne aktivnosti u okviru kojih se računar koristi za razradu, analizu ili modifikaciju tehničkog projektnog rešenja. Računarska podrška procesa projektovanja sastoji se u tome da računar obezbedi resurse za lakše kreiranje, trajno čuvanje i modifikovanje parametara modela projekta.

Funkcija računara u projektovanju Praksa CAD projektovanja je relativno duga. Računari su se u početku koristili da bi se rešili kompleksni i skupi numerički problemi naročito pri proračunu konstrukcija ili balističkih putanja. Vremenom se pokazalo da su iskustva u ovoj praksi pozitivna pa je praktično potvrđena dobit korisnika na osnovu investicionih ulaganja u uvođenju računarske tehnologije u domenu projektovanja. Projektovanje primenom računara može kao rezultat doneti određene uštede, naročito u smanjenju efektivnog vremena projektovanja, povećanju preciznosti, ukidanju pojedinih ispitivanja (varijacija i simulacija određene konstrukcione ideje je najlakša kada se nalazu u elektronskom obliku a najskuplja kada je realizovana).

Danas poslovno okruženje zahteva od proizvođača sposobnost trenutnog prilagođavanja na zahteve kupaca pri čemu je glavni oslonac potražen u CIM sistemu organizacije. CAD tehnologija zauzima vrlo značajno mesto u CIM konceptu. U CAD podsistemima potrebno je uneti veliki broj podataka kojima se opisuje proizvod i gradi njegov model u informacionom sistemu. Po nekim procenama čak 80% svih podataka u fabrici čija je proizvodnja podržana računarom dolazi iz CAD podsistema.

U japanskoj industriji, najveći broj promena na proizvodima vrši se u fazi definisanja i projektovanja putem CAD-a. Razmatraju se sve moguće varijante proizvoda, simuliraju se njihova ponašanja, analizira se njihov uticaj na okruženje, koristi se simultano projektovanje sa ciljem da se dobije najbolje rešenje u datim uslovima, koje svodi naknadne promene na minimum. Broj mogućih varijanata modela je teorijski neograničen, tako da izvršene promene mogu biti minorne u odnosu na moguće efekte, kako dobijanjem boljeg kvaliteta tako i smanjenjem trošenja sirovina za dobijanje gotovog proizvoda. Osamdesetih godina 20. veka najveći broj proizvodno-poslovnih sistema u razvoju globalne svetske konkurencije je radilo na obaranju cena i automatizaciji proizvodnih i poslovnih procesa. Za konkurentsku sposobnost 90-tih nije bilo dovoljno samo smanjenje cene proizvoda. Prednost će u budućnosti imati oni sistemi koji će superiornijim projektovanjem povećati vrednost svojih proizvoda kroz brzinu pojavljivanja na tržištu i zadovoljavanju kriterijuma potrošača. Iz tih razloga CAD tehnologija dobija posebno značajnu ulogu. Očekivana poboljšanja poslovanja proizvodnog sistema mogu se ostvariti :

1. Povećanjem prodaje zbog skraćenja rokova isporuke uzrokovane: • smanjenjem vremena projektovanja i pripreme dokumentacije za porudžbinu, • povećanim kvalitetom tehničke i poslovne dokumentacije, • lakšom i brzom komunikacijom između proizvođača i kupaca.

2. Povećanjem prodaje iz drugih razloga: • datumi isporuke se mogu odrediti znatno brže i preciznije, • nove klase proizvoda se uvode brže, • imidž preduzeća se povećava koričćenjem CAD tehnologija.

15

3. Uštede u odeljenju za generisanje tehničke dokumentacije: • smanjuje se broj potrebnih tehničkih crtača, • smanjuje se administrativni posao u odeljenju, • eliminiše se potreba za višestrukim kreiranjem modela korišćenjem CAD-a, • skraćuje se vreme ispitivanja, i • smanjuje se opšti rad na dokumentaciji (za druge organizacione celine: marketing,

tehnologija, servis itd.).

4. Optimizuju se zalihe: • poboljšana dokumentacija ubrzava uvođenje proizvodnje, • standardizacija komponenata smanjuje potrebe za zalihama, • optimizacija pri projketovanju smanjuje porudžbine komponenata.

5. Minimiziranje troškova proizvodnje: • smanjuje se obim potrebnih popravki i dorada, • efikasnost je poboljšana zbog bolje snabdevenosti komponentama proizvodnje, • CAD, može uticati na eliminaciju nepotrebne porudžbine raznih vrsta resursa.

6. Kontrola troškova: • ne prihvataju se poslovi bez profita zbog poboljšane procene u okruženju, • povećana je unutrašnja kontrola troškova zbog boljeg sagledavanja proizvodnih i drugih

poslovnih parametara.

Generalno, zadatak informacionog sistema koji se odnosi na računarski podržano projektovanje je, da u potpunosti automatizuje rad istraživačkih i razvojnih aktivnosti i da obezbedi integraciju podataka o tehničkoj i poslovnoj dokumentaciji.

Znanje i tehnologija potrebni CAD projektantima Do sredine 50-ih godina, klasičnim metodama projektovanja, bilo je jedino moguće da se analizira ponašanje mašinskih elemenata i sklopova. Danas tradicionalni pristup u delu projektovanja proizvoda, razrade tehnologije, izrade i kontrole kvaliteta, kao i u delu planiranja i upravljanja proizvodnjom, čini se nedovoljnim, jer ne može da obezbedi konkurentsku poziciju preduzeća na tržištu. Ekonomski faktori igraju sve veću ulogu u procesu projektovanja i kasnije izrade, tako da se teži uvođenju novih metoda koje imaju za cilj da smanje aktivno vreme projektovanja, povećavajući mogući izbor rešenja i simulirajući njegovo radno stanje u budućoj eksploataciji. Posebno značajan razlog korišćenje računara se nalazi u činjenici da obim znanja i informacija prerasta okvire u kojima je doskoro čovek ručno radio. Tako je nastala potreba drugačijeg pristupa znanju o projektovanju. Projektovanje pomoću računara zahteva viši stepen znanja u odnosu na klasično projektovanje, jer podrazumeva, pored metoda projektovanja, poznavanje hardvera i softvera za rad. Savremeni računarski programi rešavaju sve komplikovanije i obimnije probleme, pa je i korišćenje takvih programa sve složeniji zadatak kojem treba pristupiti sistematično i metodski. Posebno značajna oblast računarstva za tehničke potrebe je oblast inženjerske grafike. Ona je, sa hardversko-softverskog aspekta, oblast koja se danas dinamično razvija i značajno menja tehničku operativu projektovanja i konstruisanja. Složenost postavljenog zadatka koji treba rešiti pomoću računara, zahteva angažovanje tima stručnjaka za njegovu realizaciju, pa je neophodno da su svi oni upoznati i da se pridržavaju nekih opštih principa i preporuka za efikasno računarsko projektovanje. Kako je računar dobio centralno mesto, posebno u projektovanju, potrebno je da se preduzmu i odgovarajuće mere kojima bi se zadovoljile promene u kvalifikacijama projektanata. Stručnost, koja je potrebna u sferi kvaliteta projektovanja, postaje sve složenija. Projektant, danas, mora da raspolaže znatno većim obimom znanja nego pre samo nekoliko godina.

Poznavanje teorije projektovanja trebalo bi da predstavlja element opšteg stručnog znanja svakog inženjera tehničkih disciplina. Sve veći zahtevi za kvalitetom mogu da se zadovolje, samo ukoliko su potencijalni projektanti spremni da se obrazuju i ako su obezbeđeni odgovarajući preduslovi u okviru preduzeća (plan obuke, predavači, savremena sredstva za obuku, motivacija) za realizaciju obrazovanja. Zahvaljujući novim alatima i metodama kojima je

16

opremljen projektant, stvaraju se uslovi za proširenjem domena njegovog profesionalnog napredovanja. Naime, sa svog radnog mesta projektant može da pristupi i realizuje skoro sve svoje potrebe za uspešno osmišljavanje i realizaciju projekta. Da bi on uspešno definisao problem i optimalno realizovao postavljeni zadatak, mora da poseduje potrebne resurse i da su mu, u tom smislu, dostupne određene informacije. Pri tome, za realizaciju zadataka projektant mora raspolagati:

1. Odgovarajućim znanjem: • za rešavanje problema, • za procenjivanje planiranog rešenja, • za dokazivanje planiranog rešenja, • o stanju novih metoda i tehnologija, • o dodirnim oblastima koje su od značaja za realizaciju zadataka.

2. Kvalitetnim informacijama o: • stanju na tržištu, • konkurenciji koja se bavi sličnom problematikom, • patentnim podlogama koje mogu da budu od koristi i • informacijama o opštem stanju u sopstvenom preduzeću.

Pored znanja projektanta o korišćenju metoda projektovanja, primena računara obuhvata korišćenje odgovarajućeg hardvera i softvera.

3. Potrebni hardver obuhvata: • računar, • jednu ili više grafičkih jedinica, • ostale periferijske uređaje (digitajzer, skener, ploter itd.).

4. Potrebni softver u osnovi obuhvata: • programe za primenu inženjerske grafike, • aplikacione programe.

Faze CAD modeliranja Modeliranje u projektovanju putem računara je složen proces koji se sastoji od više međusobno povezanih faza. Ne može se smatrati da je to samo proces praćenja instrukcija računara, jer je neophodno da tom procesu prethodi nekoliko veoma bitnih faza. CAD modeliranje proizvoda predstavlja skup aktivnosti koje se sagledavaju kroz faze definisanja osnovnih stilskih rešenja, proračuna, konstruisanja i simulacije ponašanja, izrade probne serije i ispitivanja. Projektovanje odnosno modeliranje Ima za cilj da tehnički definiše proizvod, koji zadovoljava funkcionalne, estetske i standardne bezbednosne norme. U osnovne faze projektovanja spadaju:

1. Postavka zadatka na osnovu definisanog problema

Prva faza modeliranja predstavlja formulisanje projektnog zadatka na osnovu definisanog problema. Treba je naročito ozbiljno i detaljno proučiti, jer greške nastale u ovoj fazi uslovljavaju uzaludno utrošen rad u ostalim fazama izrade projekta. Pravilnim postavljanjem zadatka precizno se utvrđuju odnosi između učesnika u izradi projekta. Postavkom zadataka treba obuhvatiti specifikaciju modela, tj. precizan opis parametara, ograničenja, uslove i pretpostavke, ciljeve i zahteve koje projekat treba da ostvari na oblikovanju geometrijskog modela. Neophodno je definisati ulazne veličine, odnosno ustanoviti najmanji broj ulaznih parametara koji su dovoljni za rešavanje problema. Pored toga, potrebno je definisati izlazne veličine preko opisa očekivanih rezultata.

2. Koncepcija rada i metodologija grafičkog projektovanja objekata

Projektant, u svakom trenutku mora imati jasnu viziju niza zahvata koji ga na što brži i racionalniji način dovode do željenog modela, odnosno standardne tehničke dokumentacije. Trodimenzionalni objekti u inženjerstvu se obično kreiraju pomoću skica. Proces modeliranja počinje od koncepcije (ideje), opisivanjem objekta pomoću 2D crteža i njegovom specifikacijom. Projektanti su koristili olovku i papir za kreiranje crteža modela. Ovi crteži su bill dati putem ortogonalnih iii kosih projekcija. Danas je moguće računarski

17

(u zavisnosti od softvera), sa ili bez skica, direktno kreirati 3D model da bi se na osnovu njega, izvukli podskupovi, tj. 2D projekcije. Za to je potrebna rutina, a ona se stiče iskustvom. Pored povećanja kvaliteta i brzine neposrednog konstruisanja modela, što je samo jedan deo procesa projektovanja, korišćenje računara za projektovanje nudi čitav niz drugih pogodnosti za organizaciju konstrukcione i izradu prateće, tehnološke dokumentacije.

Ako je jasno šta je cilj, a uz to je prisutno saznanje koje performanse potencijalni softver poseduje, na projektantu je da nađe pravi način da realizuje postavljen zadatak. Zadatak softvera za grafiku koji podržava rad CAD sistema je da:

• kreira nove i poziva postojeće crteže i prikazuje ih na interfejsu, • kreira model predmeta na osnovu postojećih crteža (skica) predmeta i • omogući snimanje crteža (modela) u sopstvenu ili spoljnu memoriju računara.

3. Rešavanje problema

Rešavanje problema može se definisati kao proces dobijanja izlaznih veličina odnosno rezultata na osnovu zadatih ulaznih vrednosti. U ovoj fazi problem se rešava sa čisto stručne strane gledišta. Važno je istaći da u ovoj fazi problem mora biti jasno predočen u svim njegovim detaljima. On se lakše rešava i u vremenskom i u resursnom domenu, ako se uzima u obzir celokupni problem, prvenstveno vodeći računa o njegovim činiocima. Rad se olakšava ako se problem rešava modularno, po zasebnim delovima - koji su međusobom relativno zavisni i koji se mogu rešavati redno i/ili paralelno. Ovakvim pristupom problemi se mogu rešiti sa velikom izvesnošću, ako je uključen i koordiniran timski rad. Modularnost obezbeđuje da se istestiran modul prilagođava i rešava u više varijanata. Kod ove faze CAD projektovanja modela rad se svodi najčešće na 3D grafičko modeliranje.

4. Verifikacija rešenja

Nakon sagledavanja jedne, ili nekoliko projektnih varijanata, vrši se njihovo vrednovanje (evaluacija). Kriterijum za vrednovanje može biti vrednost objekta u realizaciji (vrednost materijala uvećana za predviđene troškove izrade), gabariti, servisibilnost, mogućnost nabavke materijala itd. Kada se izabere najbolje (optimalno) konstrukciono rešenje proizvoda, pristupa se daljim inženjerskim analizama. Analiza metodom konačnih elemenata (FEA), ili metodom graničnih elemenata, omogućuje sagledavanje rasporeda opterećenja na modelu, toplotnih, elektromagnetskih ili drugih poIja dejstva, karakteristika stabilnosti sistema, nivoa vibracija i buke itd. Odgovarajući softver tipa CAE uzima u obzir geometriju; početne i granične uslove opterećenja. Na izlazu, omogućuje projektantu da sagleda ponašanje modela u simuliranim uslovima opterećenja. Metoda konačnjh elemenata postala je dominantan koncept u numeričkoj analizi konstrukcije zbog relativne jednostavnosti, jasnog fizičkog značenja i matematičke zasnovanosti. Inženjerska analiza u principu obuhvata:

• tehno-ekonomsku analizu, • analizu zapremine, mase, težišta, momenta inercije, • analizu objekata metodom konačnih elemenata i • simulaciju položaja (kretanje) predmeta u radnom prostoru.

Od ovih faza u projektovanju i verifikaciji rešenja, pažnja je usmerena pretežno ka geometrijskoj analizi. Prvi korak je grafičko modeliranje predmeta koje predstavlja matematički opis modela i njegov grafički prikaz. Jedna šema procesa projektovanja i konstruisanja modela proizvoda prikazana je na sledećoj slici.

18

Slika 10 Proces projektovanja i konstruisanja kao proces rešavanja problema i modeliranja

Geometrijsko CAD modeliranje Pedesetih godina započet je rad na grafičkom modeliranju u oblasti žičanih modela i poligonalnih površina. Najveći deo napora u teoriji računarskog projektovanja do sada se ulagao u čisto geometrijsku interpretaciju objekata. 3D geometrijsko modeliranje je uređen skup postupaka, koji se odnosi na konstruisanje, promenu i predstavljanje fizičkih objekata u računarskom obliku (slika 11). Prikazivanje objekata pri geometrijskom modeliranju može se ostvariti pomoću:

• dvodimenzionalnog (2D) modela i • trodimenzionalnog (3D) modela.

Slika 11 Geometrijski model zapreminskog objekta

19

Generatori geometrijskih 3D modela omogućavaju kreiranje virtuelnih objekta tj. prototipova budućih proizvoda, pre nego što se oni i stvarno realizuju. Koriste se da bi se opisao objekat i/ili simulirala dinamika njegovog ponašanja. Geometrijsko modeliranje obuhvata: analitičku geometriju, teoriju vektora, topologiju, teoriju skupova i računarske metode. Ovo modeliranje obezbeđuje opis modela koji je analitički, matematički i apstraktan. Primena računarsko grafičkog modeliranje rapidno raste u mnogim oblastima. Najpoznatija je oblast CAD/CAM, ali je proširena i na: animaciju, simulaciju, vizuelizaciju, robotiku, virtuelnu realnost itd. Na taj način mogu se simulirati pouzdanost, finansijski efekat, veličina, napon i druge funkcije kao što su brzina, pronalaženje težišta, potrošnja energije i sl. CAD sistem se u principu može smatrati računarskim programom za geometrijsko modeliranje. 3D grafika kao osnova geometrijskog modeliranja se pojavila 60-ih godina, prošlog veka, najpre u oblasti automobilske i vazduhoplovne industrije. Njena primena zahtevala je računare velikog kapaciteta. Otkrićem sketchpad-a - table za skiciranje (1962, god.), otvoreno je novo polje u računarstvu, jer je korisniku omogućeno neposredno grafičko komuniciranje sa računarom. Za takvu grafičku komunikaciju koristi se pero (Lightpen) i vizuelni monitor CAD sistema. Ovaj pronalazak naročito je vezan za 2D ortogonalnu geometriju. Danas se 3D geometrijsko modeliranje koristi na mnogo načina, pored inženjerskih i u vše drugih oblasti, kao što su: medicina, energetika, nuklearna fizika, kosmologija, balistika, kinematografija i sl.

Značaj te primene se ogleda kako kroz znatno skraćenje vremena geometrijskog predstavljanja objekata, tako i kroz mnogo veći broj mogućnosti sagledavanja delova u prostoru. Ovo je veoma bitno pri definisanju spoljašnjih površina objekata, gde se sagledavanjem prikaza 3D objekata na računaru mogu uočiti nedostaci ili potencijalne greške, pristupiti i njegovoj korekciji bez prethodne prototipske realizacije.

Kod računarskog projektovanja rad unutar 3D grafike se svodi na rad unutar prostornih konvencija. Na primer program za projektovanje tipa AutoCAD je usklađen za rad sa 3D geometrijom preko odgovarajućeg koordinatnog sistema i konstrukcione ravni. Kreiranje, primena i manipulacija 3D primitivima služe za formiranje: žičanih, površinskih i solid modela. 3D koncepti se koriste u svakom aspektu rada sa CAD sistemima, kod mašinskih i drugih tehnologija. Uz njihovu pomoć se kreira osnova za inženjerske crteže sa više pogleda; koriste se kao alati preko kojih se opisuje deo, za kinematsko spajanje delova, za integraciju elemenata u 3D sklopove i sl. Važan aspekt 3D modeliranja je fotorealizam objekata koji omogućava da se prikažu realistične slike proizvoda pre nego što se on realizuje.

Timovi ljudi koji rade na geometrijskom modeliranju moraju da imaju visok nivo međusobne „3D komunikacije”, da bi povezali fazu 3D projektovanja sa analizom, proizvodnjom i fazom dokumentovanja proizvoda. Ovakav vid komunikacije poboljšava životni ciklus proizvoda, proširuje kvalitet proizvoda i obezbeđuje visok nivo integracije u projektovanju proizvoda i procesa proizvodnje.

Tipovi grafičkog CAD modeliranja

U računarskoj grafici postoje osnovni grafički entiteti za geometrijsko modeliranje. Tri osnovna tipa geometrijskih modela koja se koriste u projketovanju su:

• žičani (skeletni) (wireframe), • površinski (surface) i • puni (zapreminski) modeli (solid) .

Savremeni 3D CAD sistemi za modeliranje omogućuju da se 2D geometrijske projekcije kreiraju automatski, nasuprot ranijim CAD sistemima, koji su počinjali sa 2D žičanim modelima i kreirali svaki pogled kao posebnu sliku u ravni. Da bi opisao geometriju predmeta, konstruktor koristi naredbe za povezivanje osnovnih geometrijskih elemenata (tačka, prava, ravan, itd.). Skup ovih entiteta, zajedno sa alfanumeričkim karakterima i specijalnim simbolima, čini aplikacioni model. Pored osnovnih entiteta, mogu se koristiti i tzv. „primitivi”, tj. tipizirani elementi geometrije, npr. cilindar, kupa, lopta, paralelopiped i sl. Projektant, koristeći mogućnosti generisanja površinskih i/ili solid grafičkih elemenata, definiše model predmeta, posredstvom aplikacionog programa. Transformacije omogućuju da se menja izgled predmeta na radnoj površini i u bazi podataka,

20

da bi se brže došlo do konačnog modela. Osnovne geometrijske transformacije su: kopiranje, rotacija, translacija, skaliranje itd. Projektantu se takođe omogućuje da po izboru izvrši operacije modifikovanja u smislu: zamene, brisanja ili drugog složenijeg načina modifikacije dela ili celog 2D odnosno 3D modela.

Žičani model Trodimenzionalni opis pomoću žičanog modela je relativno jednostavan a prikazuje objekat kao skup temenih tačaka i graničnih ivica. Žičani model definiše elementarna svojstva objekta: konturu objekta, orijentaciju u odnosu na okruženje i funkciju u sklopu scene. (Scena kod mašinskih sistema je okruženje mašinskog dela a to su ostali elementi u istom sklopu. Scena može imati i opštiji karakter kada se model prikaže u funkcionalnom sklopu celog objekta – mašine.) Žičani model nema skrivenih linija, pa je teško brzo tumačiti geometrijsku formu. Ne postoje informacije o površinama, odnosno zapreminama. Nisu moguće operacije koje se dalje obrađuju (stvaranje preseka, automatsko brisanje skrivenih ivica). Obim naredbi potpuno odgovara dvodimenzionalnoj ravnoj tehnici odnosno 2D geometriji.

Slika 12 Žičani model objekta proizvoljnog oblika

Na slici 12 prikazan je žičani model objekta proizvoljnog oblika. Na njoj se vide samo ivice na kojima se susreću površine, ali samih površina nema u modelu. Pošto nema podataka o površini i zapremini objekta, a „žice“ su bez debljine, model ne možete da prikažete realistično.

Ponekada žičani model izaziva nedoumice. Jednostavna kutija na slici 13 prikazana je levo kao žičani model, dok je desno nekoliko mogućih 3D objekata koje se mogu izvesti iz tog modela.

Slika 13 Žičani model - nedoumice

Žičani model ima ograničenu primenu u proizvodnji delova. Takvi modeli se koriste za 2-1/2D CNC mašine i 2D profilisanje. Pomoću žičanog modela se ne mogu proceniti masena svojstva objekta, otkriti neslaganje sastavnih delova niti izvesti druge važne analize.

21

Površinski model Površinski model je opisan temenim tačkama, graničnim ivicama i graničnim površinama. Ovaj opis je detaljniji i omogućava definisanje vidljivosti grafičkih entiteta, formiranje jasne tehničke dokumentacije i prikaza sklopova. Površinski model sadrži kako analitičke tako i interpolirajuće (aproksimirajuće) postupke. Sadrži matematičku formulaciju površina koje ograničavaju jedno telo, ali ne i informaciju na kojoj strani površine se nalazi zapremina. Površinski model zajedno sa žičanim modelom čini osnovu mnogih CAD sistema za 3D konstruisanje.

Za analitički jednostavno opisivanje površina, koriste se pored standardnih površina ravni, cilindra, konusa, kugle i torusa i sledeći tipovi površina:

• rotacione površine, koje nastaju iz okretanja konture oko linije,

• translacione površine, koje nastaju pomeranjem konture duž prave ili željene vodeće linije i

• regulacione površine, koje se prikazuju povezivanjem dveju kontura preko prave.

Površine koje se ne mogu analitički jednostavno opisati, zasnivaju se na segmentima površina koje se aproksimiraju preko mnoštva tačaka željene prostorne krive.

Pošto površinski model predstavlja skup površina, za njegovo kreiranje potrebno je konstruisati pojedinačne površine. One se najlakše konstruišu ako se nacrta skup krivih od kojih računar automatski stvara površinu. Na slici 14 prikazan je skup krivih zajedno s površinom konstruisanom od njih.

Slika 14 Krive i površina konstruisana od njih

Površinski model se može formirati i od skupa pojedinačnih površina. Na slici 15 prikazan je površinski model s rasklopljenim površinama (exploded surfaces). Na slici 16 je prikazan realističan prikaz površinskog modela.

Slika 15 Površinski model s rasklopljenim površinama

Slika 16 Realističan prikaz površinskog modela

22

Puni (zapreminski) modeli Cilj ovog modela je da generiše jasnu i kompletnu geometrijsku predstavu "čvrstog" 3D objekta ili punog tela. Puni 3D modeli (3D solid models) sadrže najviše podataka o objektu. Zapreminski model je opisan temenim tačkama, graničnim ivicama, graničnim površinama i njima zahvaćenom zapreminom. Na slici 17 prikazan je pun model cilindričnog zupčanika.

Slika 17 Pun model cilindričnog zupčanika

Opis predmeta preko zapreminskog modela je najjasniji postupak koji omogućuje i daje preduslov za automatsko izvođenje i određivanje:

1. preseka i površina presaeka, 2. zapremine objekta, 3. momenta inercije, 4. položaja težišta, 5. pokrivenih ivica, 6. senčenja i td.

Pored toga, podaci o 3D modelu mogu da se iskoriste i procesiraju za numeričke mašina ili za projektne proračune i analizu metodom konačnih elemenata, čime se proširuje upotreba 3D modela.

Osnovna podela zapreminskih modela: • modeli granične reprezentacije (modeli predstavljeni graničnim površinama) (B-Rep

-Boundary Representation) i • modeli čvrstih tela – modeli geometrijske konstrukcije "čvrstih" tela (CSG-

Constructive Solid Geometry).

Modeli predstavljeni graničnom površinom (B-Rep) opisuju zapreminu preko svojih površina. Računarski model se sastoji iz liste svih površina i ivica, kao i topologije (međusobni odnos površina i ivica), slika 18 .

Modeli čvrstih tela se koriste za predstavljanje tela kao konstrukcije dobijenih kombinacijom čvrstih tela komponenata (primitiva) uz upotrbu Bulovih operacija nad skupovima tačaka u prostoru. (binarno stablo, čvorovi, listovi), slika 19.

Oni obuhvataju integrisane matematičke podatke o površinama, ivicama i zapremini objekta.

23

Slika 18 B-Rep model

Slika 19 CSG model

Pošto su 3D objekti jedinstvenog oblika, integrisani podaci potrebni za prikazivanje punog tela složeniji su nego oni za prikazivanje površinskog ili žičanog modela. Puni modeli se konstruišu najčešće od skupa krivih koje se zatim transformišu pomoću četiri osnovne metode: izvlačenjem (extrude), obrtanjem (revolve), složenim izvlačenjem duž putanje (loft) i prostim izvlačenjem duž putanje (sweep) (slike 20 i 21).

Slika 20 Četiri osnovna postupka s krivom

Slika 21 Realističan prikaz izvučenog tela, obrtnog tela, tela izvučenog metodom loft i tela izvučenog metodom sweep

Puni 3D model, solid model, obezbeđuje više informacija nego površinski model. Ove inforrnacije se mogu dalje koristiti za simulaciju napona, iii za termičku analizu i testiranje, iii, kao što je rečeno, kao izlaz za kreiranje koda za numeričke mašine na kojima će se deo izraditi. Ovakvi modeli, dakle, predstavljaju podlogu za potpuniju inženjersku analizu i verifikaciju CAD modela putem odgovarajuće CAE tehnologije.

24

Osnovni elementi inženjerskog grafičkog računarskog modeliranja i dokumentovanja

Osnovni elementi inženjerskog grafičkog računarskog modeliranja i dokumentovanja se proučavaju kroz sledeće oblasti:

1. Priprema – podešavanje parametara

2. Pomoćne metode modeliranja

3. Priprema i kreiranje objekata u ravni

4. Uređivanje objekata

5. Stilizacija i editovanje teksta

6. Šrafure i preseci modela

7. Definisanje i editovanje kota

8. Geometrijske tolerancije, kvalitet površina

9. Interne grafičke komunikacije u modeliranju

10. Eksterne grafičke komunikacije u modeliranju

11. Formiranje tehničke dokumentacije

Za 3D modeliranje neophodno je savladati sledeće oblasti:

1. Modeliranje trodimenzionalnih objekata

2. Kreiranje 3D površinskih modela

3. Kreiranje 3D punih modela

4. Kreiranje fotorealističnih 3D modela

5. Inženjersku analizu modela

Priprema – podešavanje parametara U stručnoj praksi brojni šablon (prototip) fajlovi (template file) su neophodni jer omogućavaju da se na efikasan način započne kreiranje novih objekata i projekata. U prototip fajlovima su sačuvani prethodno definisani parametri za formiranje specifičnih crteža. Sa tog aspekta njihovo korišćenje otklanja potrebu za ponovnim definisanjem parametara prilikom svakog početka rada na novom crtežu. Parametri su tipa: linearnih i uglovnih dimenzija odnosno jedinica mera kao i njihova preciznost prikazivanja, definisanje pozitivnog smera merenja uglovnih dimenzija (pozitivan matematički smer je suprotan smeru kretanja kazaljke na satu), veličine radne površine, skup lejera (nivoa), podešavanje parametara za precizno vezivanje za objekat itd. Na osnovu ovih fajlova se mogu kreirati i sopstveni (korisnički) templejti u zavisnosti od potreba radnog okruženja.

Za olakšano modeliranje, jasnije razumevanje i sagledavanje modela koriste se slojevi ili nivoi (layers), slika 22. Programski mogu da se definišu nivoi različitih vrsta informacija o objektnim elementima modela. Model može sadržati objekte koji predstavljaju, npr. električne žice, vovodvodne cevi, zidove i prozore. U manuelnom crtanju projektanti su često koristili folije sa određenim sadržajem informacija, npr. o pomenutim instalacijama. Preklapanjem ovih folija mogao se u gustoj mreži informacija uočiti tehnički sadržaj dokumenta samo dobrim poznavaocima projketa. Racionalna organizacija rada na modelu podrazumeva prividno razdvajanje informacija u grupe. Ovakve metode su posebno razvijene i kod vektorske i kod rasterske računarske grafike, pa se često i koriste. Svaki od objekata može biti smešten u imenovani lejer, kome su dodeljeni određeni tipovi atributa kao što su tip linije, debljina, boja i sl. Lejeri se koriste ne samo kod direktnog modeliranja, već i za olakšano prikazivanje i štampanje crteža. U tom smislu, mora se posebno voditi računa o upravljanju lejerima u projektovanju i konstruisanju.

25

Lejer sa objektima, vezanim za kotu, tekst, kružnicu i polarni niz 3D objekata

Lejer objekta trajektorije

Lejer objekta gabaritne osnove

Uređeni skup svih lejera (objekata)

Slika 22 Razvrstavanje objekata po lejerima

Pomoćne metode modeliranja Pomoćne metode modeliranja omogućavaju olakšano i ubrzano modeliranje. U pomoćne metode se svrstavaju: precizno povezivanje entiteta za objekat, prikazivanje objekata, pomoćna mreža i pomeranje kursora.

Skup programski razvijenih metoda tipa Object Snap, “precizno nišanjenje i vezivanje za objekat“, obezbeđuju efikasnu asistenciju u rešavanju grafičkih problema u modeliranju, kako u domenu 2D tako i u domenu 3D. Praktično, ni jedan savremeni softver za inženjersku grafiku nije bez ove logistike. Razlog je taj, da ove metode nude ključne prednosti u odnosu na manuelne metode modeliranja: lakim definisanjem konstrukcije bez upisivanja koordinata ili nepotrebnog računanja, realizuje se mnogo preciznija geometrija, jer je povezivanje tačaka za objekat omogućeno tzv. markerima (“magnetima“) koji na “inteligentan“ način pronalaze pojedine pozicije tačaka entiteta, metode se mogu konzistentno održavati za sve vreme modeliranja/konstruisanja.

Za prikazivanje modela mogu se primenjivati različite metode. Često, projektant koristi metode uveličavanja ili smanjenja, tj. Zumiranja. Pored toga, uobičajena je i komanda za promenu kretanja po crtežu, tzv. panovanje. Ovim i nizom drugih komandi za vizualnu kontrolu objekata crteža, omogućava se odabir nivoa prikaza detalja, parcijalnih i globalnih, koji je u skladu sa kriterijumima postavljenog zadatka.

Priprema i kreiranje objekata u ravni Kreiranje objekata u ravni predstavlja uređen skup aktivnosti vezan za dvodimenzionalno (2D) konstruisanje određenog tehničkog objekta, sklopa i sl. Da bi se 2D konstrukcija pravilno formirala, po standardnim tehničkim i drugim normama, neophodno je poznavanje osnovnih pravila tehničkog crtanja i nacrtne geometrije, kao i propisa nacionalnog JUS i internacionalnog ISO standarda. Svaki 2D crtež sastoji se od entiteta pojedinačnih i složenijih objekata. U jednostavne objekte spadaju neki od sledećih entiteta: linije, kružnice, kružni lukovi, elipse, eliptični lukovi, tačke i prave (poluprave). Smatra se da su oni zastupljeni sa oko 50% u sastavu složenijih objekata. U složenije spadaju sledeći objekti: pravougaonici, poligoni, multilinije, polilinije, splajn (glatke) krive, regioni i sl. Zajedničko je kod njih da se sastoje od pojedinačnih

26

objekata – entiteta. I jednostavniji i kompleksniji objekti se mogu modifikovati na više načina, kao što su: rotiranje, translacija, kopiranje, pomeranje, skaliranje, brisanje ili kombinacijom ovih metoda.

Priprema i kreiranje objekata izvodi se izvršavanjem odgovarajućih komandi. Pristup i aktiviranje komandi vrši se: u komandnoj liniji, u dijalog boksovima, sa palete alata, linije menija, ili putem pomoćnih menija. Na slici 23 je prikazana osnovna struktura korisničkog interfejsa jednog od CAD softvera. Centralno mesto korisničkog interfejsa predstavlja grafički editor. Interfejs je struktuiran od niza funkcionalnih delova, od kojih su najznačajniji radna površina na kojoj se kreira i prikazuje objekat, palete alata i komandna linija.

Slika 23 Osnovna struktura CAD korisničkog interfejsa

Računarski definisani crteži i modeli su jedan od načina da se dokumentuju i prenesu osnovne zamisli o geometriji objekta kakav će on u stvarnosti izgledati. 2D objekat, oblikovan kao crtež, mora biti precizno definisan, jer će se kasnije ovaj model koristiti kao praktično uputstvo za njegovu realizaciju. Svaki objekat u crtežu formira se nizom algoritama i pravilima korišćenjem alata koji omogućuju brzo formiranje linearnih i/ili nelinearnih entiteta.

Uređivanje objekata Potreba za promenama i dopunama na objektima je često prisutna kada je u pitanju geometrijsko modeliranje. Procenjuje se da se za modifikovanje već postojećeg objekta utroši 70% vremena od ukupnog vremena uloženog u njegovo direktno modeliranje. U tom smislu, razvijen je veliki broj metoda koje korisniku omogućavaju da izvrši čak i veće modifikacije na objektu, bez posledica na postavljeni rok završetka modeliranja. Postoje različite tehnike za unošenje izmena na objektima modela sa velikim stepenom automatizovanosti primene metode. Proces uređivanja počinje selekcijom jednog, ili uređenog skupa objekata. Opšti postupak za selekciju je otvoren, što znači da se mogu koristiti mnoge raspoložive metode po redosledu kako konstruktoru odgovara.

27

Kreirani objekti mogu se menjati na nekoliko načina. Prvi od njih je da se promena vrši u strukturi objekta, modifikovanjem njegovih karakteristika ili promenom njegove strukture. Druga promena se odnosi na modifikaciju objekata izmeštanjem, gde se orginalni objekat strukturalno ne koriguje, već se najčešće: umnožava, premešta, rotira i sl. Pored komandi koje omogućavaju isecanje, kopiranje i prenošenje, na raspolaganju je Drag and Drop metoda, odnosno metoda “povlačenja i puštanja“ objekata na drugo mesto u okviru istog crteža ili u druge crteže ili u fajlove programa kao što su Microsoft Word ili Excel i sl.

Stilizacija i editovanje teksta i tabela Karakteristike slova koja se koriste u inženjerskoj grafici određena su standardima. Tehničko pismo za izradu konstruktivne dokumentacije propisano je standardima JUS M. A0. 037 i JUS M. A0. 030. Pismo obuhvata slova, arapske i rimske brojeve, matematičke oznake i znake interpunkcije. Zaglavlja, natpisi i brojevi na tehničkim crtežima pišu se tehničkim pismom. U tehnici za označavanje veličina i parametara koriste se slova grčkog pisma, što je definisano standardom JUS A. A0. 103.

Pored informacija matematičkog porekla (grafičke, numeričke i simboličke) u modeliranju su neiophodne i tekstualne informacije u vidu propisa, komentara, preporuka i napomena koji u principu obezbeđuju korisniku projekta kvantitativne i kvalilativne informacije. Tekstualnim informacijama se smatraju svi objekti zasnovani na uređenim nizovima karaktera. Tekst se u tom slučaju koristi za opis elemenata na objektu kao što su identifikacije materijala, definicija kvaliteta, razmera itd. U tom smislu su razvijeni standardi za korišćenje i editovanje teksta u tehničkoj dokumentaciji.

U inženjerskoj grafici usvaja se shodno standardu stil teksta kojim se definišu njegove karakteristike, kao što su font, širina i opšti izgled. Takođe mogu da se zadaju visini i debljina teksta čime se postižu različiti vizuelni efekti. U fajlu crteža može se definisati više stilova teksta tako da se različiti stilovi apliciraju u različitim situacijama grafičkog modeliranja. Prema tome projektant mora stvoriti određene podloge za deskriptivni model putem teksta korišćenjem postojećih stilova teksta, definisanja novih stilova, upisivanjem jednog i više redova teksta i modifikacijom teksta. Kada se želi promeniti stil svi ostali tekstovi u tom stilu biće promenjeni u odnosu na novu definiciju (što se odnosi na kotiranje).

Višelinijski tekst ili paragraf se obično koristi za napomene, komentare, legende ili proširene opise. U fajl crteža se može importovati tekst koji je snimljen kao ASCII ili kao RTF (rich text file) odnosno kao tekst nekog tekst procesa. Takođe se mogu koristiti Windows clipboard operacije.

Osnovni razlog kreiranja tabela u tehničkoj dokumentaciji je da se na jasan i sažet način prikažu kvantitativne i/ili kvalitativne informacije o objektu koji se predstavlja modelom. Primeri se odnose na zaglavlja, sastavnice delova iz koga se sastoji sklop, tabele tolerancija, podaci o geometrijskim, mehaničkim ili drugim veličinama koje su u vezi sa projektom ili slično. Aplikacije tabela mogu se izvesti na osnovu već kreiranih šablona zatim preko metoda atributa na osnovu importovanih fajlova i slično. Vizuelno predstavljanje tabela se definiše pomoću stilova koji su veoma slični stilovima za tekst ili dimenzionisanje. Tabelu je moguće popunjavati tekstom, simbolima, blokovima i novim objektima nazvanim „poljima“. Postupak njenog generisanja je sličan kao u Excelu i omogućava projektantu brzo generisanje efikasne aplikacije. Takođe, moguće jeinsertovanje gotovih EXCEL tabela. Modifikovanje cele tabele se vrši na bazi deljenja ili spajanja ćelija, brisanja ili dodavanja redova i slično. Pored toga često je potreba za ubacivanjem bloka u ćeliju tabele u željenoj razmeri uz mogućnost prilagođavanja zadatim dimenzijama ćelija.

Šrafure i preseci modela

Prikazivanja nevidljivih linija (zaklonjene ivice, pogledi, šupljine), 3D modela u tehnici omogućeno je primenom preseka, preloma i slično. Ovoj metodi se podvrgavaju elementi konstrukcija i sklopova koji imaju geometrijske forme kao što su rupe, otvori i slično u kojima su skriveni i kompleksniji oblici nego što bi se to moglo zaključiti sa spoljne strane. Presek predstavlja prikaz zamišljenog preseka predmeta pomoću jedne ili više ravni. Označavanje tragova preseka vrši se linijom crta-tačka-crta i to samo na krajevima i na mestima preseka.

28

Formiranjem preseka dobija se u jasnoći i uštedi pri crtanju i modeliranju. Da bi se presek označio koristi se šrafura koja simbolički označava trag presečne ravni koji bi nastao stvarnim sečenjem predmeta. Grafičko označavanje vrste materijala vrši se različitim šrafurama prema standardu JUS N. A0. 60 (slika 24).

Slika 24 Vrste šrafura za različite materijale

Osnovne vrste preseka:

1. Puni presek se koristi kod objekata čija je geometrijska forma takva da se za potpuno definisanje mora koristiti jedna ili više presečnih ravni. Presek koji se dobija pomoću presečne ravni je paralelan sa frontalnom ravni, crta se u izgledu, i naziva se frontalni puni presek (slika 25).

125±0,

Slika 25 Puni frontalni presek solid objekta

2. Polupresek je specijalni vid punog preseka, primenjuje se kod delova koji imaju najmanje dve međusobno upravne ravni simetrije (slika 26).

29

Slika 26 Polupresek u izometriji

3. Zaokrenuti presek - kada su zaklonjeni oblici poređani u dva pravca koji zahvataju izvesni ugao, sečenje se vrši dvema neparalelnim ravnima (slika 27).

Slika 27 Zaokrenuti presek

4. Presek paralelnim ravnima – Korišćenje preseka sa dve ili više paralelnih ravni formira stepenast presek, (slika 28). On je potreban ako su detalji objekta koje treba prikazati u preseku tako poređani da se jednom ravni ne mogu preseći. Formira se i kada položaj ravni presecanja nije dovoljno jasan. Trag ravni se prikazuje tankom crta-tačka-crta linijom, sa zadebljanjima na krajevima i mestima promene pravca. Može biti horizontalni, vertikalni, profilni i kosi.

30

Slika 28 Presek paralelnim ravnima

5. Delimični presek – ili prelomi primenjuju se kada potpuni ili polupreseci nisu pogodni, npr. kada treba jasno pokazati samo pojedine detalje objekta (slika 29). Prekid delimičnog preseka može se izvršiti pomoću tanke linije koja se definiše slobodnom rukom ili splajnom, može se kombinovati sa pogledom, slika 29.

Slika 29 Delimični presek

6. Profilni presek – uzastopni mestimični (poprečni presek) nastaje tako što se posmatrani deo, odnosno detalj preseče sa ravni normalnom na dati pogled a presečena površina oko ose zarotira za 90 stepeni, slika 30. Presek može biti nacrtan i na bilo kom pogodnom mestu na crtežu ali pri tome treba označiti: mesto preseka i njegovu oznaku velikim slovima.

31

Slika 30 Mestimični (poprečni) presek

Programskim metodama šrafiranja kreiraju se površine različitih preseka materijala regiona ili drugih 2D/3D objekata. Šrafura je sastavljena od određenih uzoraka tačaka, crtica, linija ili drugih simbola, ili se sastoji od homogenih obojenih površina. Metoda šrafiranja se može lako aplicirati na selektovane površine a kasnije se prema potrebi može izvršiti modifikacija šrafure. Prilikom kopiranja, premeštanja ili preslikavanja kao i prilikom izbora svih ivica šrafiranje ostaje povezano sa ivicama. Šrafiranje se može najlakše izvesti u zatvorenim zonama ili tzv. ”ostrvima”. U skladu sa njihovim pomeranjem pomeraće se i šrafirana površina, šrafura može imati osobinu asocijativnosti. U okviru šrafiranja nalaze se i dodatne mogućnosti popunjavanja površina finim prelivima boja između kontura. Popunjavanje površina se koristi ako se ne radi 3D model, a pune nehomogene šrafure simuliraju efekat senke i boja koje padaju na površinu što je svojstveno osenčenim (shade) ili renderovanim (render) prostornim modelima (slika 31).

Slika 31 2D osenčen model

Definisanje i editovanje kota Funkcionalnost kota predstavlja jednu od osnovnih faza u procesu definisanja mašinskih, građevinskih, arhitektonskih, saobraćajnih i drugih objekata. Stvarni odnosno virtualni objekat može da se formira samo ako je određen dimenziono i oblikovno. Kotiranje je određivanje i unošenje brojnih vrednosti veličina objekta, izraženo odgovarajućom jedinicom mere i simbolima. Na određenom crtežu mogu se upisati dimenzije gotovog dela, bez obzira na

32

razmeru u kojoj je crtež nactran. Kote, po mogućnosti, treba ispisati samo u pogledima, presecima ili prelomima gde se vide konture i ivice predmeta na koje se iste kote odnose. Izražavaju se grafički i numerički na crtežu pomoću linija, simbola i drugih oznaka. Razlikuju se sledeće vrste kota:

1. Funkcionalna kota – mera bitna za funkciju dela ili prostora. Funkcionalna je jer od nje zavisi funkcija dela. Ovoj koti se propisuje tolerancija (oznaka ‘F’ na slici 32).

2. Nefunkcionalna kota – mera koja nije bitna za funkciju dela ili prostora (oznaka ‘NF’ na slici 32).

3. Pomoćna kota – mera koja se daje samo informativno. Ne utiče na proizvodne ili kontrolne operacije i dobijena je iz drugih vrednosti na crtežu ili pratećoj dokumentaciji. Pomoćne kote su u zagradama i tolerancije se ne odnose na njih (oznaka ‘P’ na slici 32).

Slika 32 Funkcionalne (F), nefunkcionalne (NF) i pomoćne (P) kote

Postoji nekoliko osnovnih principa kotiranja:

1. Svi podaci o dimenzijama predmeta moraju biti prikazani potpuno i nedvosmisleno.

2. Pravilno kotiran crtež, isključuje svaku potrebu dodatnog računanja kota pri korišćenju crteža u proizvodnji ili pri izradi tehnološke dokumentacije.

3. Svaka mera na crtežu se kotira samo jednom.

4. Kota se smešta u onu projekciju (izgled) u kojoj je taj deo najjasnije prikazan.

5. Sve mere u mašinstvu se daju u mm, ali se te jedinice ne pišu. Ako se koristi neka druga jedinica, onda se ona označava posle date brojčane vrednosti.

6. Kotni brojevi moraju biti ispisani tako da se mogu jasno čitati na crtežima i njihovim kopijama.

Osnovni elementi kotiranja su (slika 33):

• pomoćna kotna linija,

• kotna linija,

• pokazna linija,

• kotni završetak – strelica ili kosa crta,

• početna tačka, i

• kotni broj – vrednost kote.

33

144209 91 43

pocetna tacka

kotnizavršetak(strelica)

kotnalinija

kotnibroj

pomocnakotnalinija

produžetakpomocnekotnelinije

Slika 33 Elementi kotiranja

Glavna kotna linija treba da bude udaljena od konture predmeta oko 11mm, a svaka naredna 8mm. Pomoćne kotne linije moraju se produžiti izvan preseka sa glavnom kotnom linijom za 2mm. Presecanje glavnih i pomoćnih kotnih linija treba izbegavati. Kada to nije moguće, ni jedna kotna linija se ne sme prekidati. Ako kotni broj leži na osnoj liniji, ona se prekida na tom mestu.

Kotni brojevi upisuju se na crtežu u skladu sa jednom od sledeće dve metode. Na jednom crtežu primenjuje se samo jedna metoda.

Kod prve metode kotni brojevi se upisuju u sredini i iznad kotne linije, paralelno sa odgovarajućim kotnim linijama, slika 34.

Slika 34 Položaj kotnih brojeva – kotni brojevi se upisuju paralelno sa glavnom kotnom linijom

Kod druge metode formiranja kota, položaj kotnih brojeva je uvek horizontalan i umetnut iznad ili na mestu prekida glavne kotne linije, slika 35.

Slika 35 Položaj kotnih brojeva alternativne metode kotiranja

Neke od metoda kotiranja su:

1. Redno (lančano) kotiranje, kote se nadovezuju jedna na drugu kao lanac. Pojedinačne kotne linije postavljene su tako da završetak prethodne kotne linije predstavlja početak nove, slika 36. Primenjuje se u slučaju kada su za funkciju bitna međusobna rastojanja

34

pojedinih elemenata i ne postoji problem narušavanja funkcije objekata pri sabiranju tolerancija pojedinačnih kota. Da bi se omogućila upotrebljivost dela (sklopa), treba jedan nefunkcionalan deo (detalj) na predmetu ostaviti bez kote, radi kompezacije grešaka svih ostalih kota u nizu.

Slika 36 Lančano kotiranje

2. Paralelno kotiranje koristi se kada nekoliko kota istog smera ima zajednički početak – mernu bazu. Zajednički element može biti površina, odnosno njena kontura, ili osa simetrije određenog detalja, slika 37. Razmak između konture i prve kotne linije iznosi 11mm a između svih ostalih kotnih linija 8mm. U ovom slučaju ne postoji opasnost da se ugrozi upotrebljivost komada (dela) zbog sabiranja tolerancija, jer kotni brojevi nisu u nizu.

Slika 37 Paralelno kotiranje

3. Kombinovano kotiranje predstavlja kombinaciju pojedinačnih kota, rednog i paralelnog kotiranja, zbog smanjenja zbirnih grešaka pojedinih kota, slika 38.

Slika 38 Kombinovano kotiranje

Pored navedenih metoda kotiranja postoje: kotiranje preklapanjem, kotiranje profila, kotiranje detalja koji se ponavljaju, kotiranje zakošenja, tabelarno kotiranje, kotiranje konusa i nagiba, kotiranje tolerancija naleganja itd.

Geometrijske tolerancije, kvalitet površina Geometrijska tolerancija jeste tolerancija oblika i položaja delova kojima se utvrđuje dozvoljeno odstupanje putem odgovarajućih polja, unutar kojeg mora ležati deo površine, ose ili središnje ravni. Odstupanjem oblika naziva se odstupanje oblika stvarne površine od oblika nominalne, geometrijski idealne površine. Odstupanjem položaja naziva se odstupanje stvarnog položaja posmatranog elementa (ose ili ravni simetrije) od nominalnog položaja. Vrste geometrijskih

35

tolerancija i karakteristični simboli šematski su prikazane u tabeli 1. Osnovni oblici oznaka za upisivanje tolerancije oblika i položaja dati su na slici 39.

Tabela 1

Slika 39 Tipični kontrolni okvir geometrijske tolerancije

Interne grafičke komunikacije u modeliranju

Efikasnost inženjerskog računarskog projektovanja zasniva se, između ostalog, i na njegovoj mogućnosti da ponovo upotrebljava već razvijene grafičke objekte ili druge uređene skupove podataka, potrebne za projektovanje i konstruisanje. Navedena prednost nad klasičnim projektovanjem omogućena je razvojem računarskih metoda za razmenu informacija, kako u okviru samog programa, tako i među različitim programima unutar jednog računarskog sistema. Poseban fenomen predstavlja računarska komunikacija u mreži posredstvom internet-a i intranet-a. Razvoj metoda, na tim osnovama, i eksponencijalni rast broja njenih korisnika utiče da se razvoj računarskih komunikacija može sistematizovati i pratiti. Grafičke komunikacije se posmatraju kao segment opštih komunikacija, podržanih računarskim sistemima. Projektantu je vrlo bitno da razmenjuje grafičke i druge podatke kako bi: ubrzao realizaciju (pod)projekta za koji je odgovoran, postigao viši kvalitet i pouzdanost i odgovorio na zahteve sinhronizovanog rada na projektu u integraciji sa projektantskim timom.

36

Razmena grafičkih informacija u okviru grafičkih komunikacija može da se ostvariti korišćenjem Windows komandi za brzo isecanje, kopiranje i umetanje (Cut/Copy, Paste) objekata, zatim korišćenjem specijalnih program novije generacije tipa Design Center - za grafičku komunikaciju između više projekata sa visokim nivoom vizuelizacije i stepenom efikasnosti odnosno za prikazivanje i kopiranje podataka iz drugih formiranih iii delimično završenih projekata, Multiple Document Enviroment - za istovremeni rad sa nekoliko dokumenata, Sheet Set Manager - za upravljanje tehničkom dokumentacijom u lokalnom i/ili mrežnom okruženju itd.

Elementi koji omogućavaju interne grafičke komunikacije su i blokovi. Blokovi se kreiraju izborom i grupisanjem jednog iii većeg broja objekata, entiteta u jedinstven imenovani objekat. Blok, nakon formiranja, se može insertovati u fajl projekat neograničen broj puta, a da se pri tome ne treba ponovo kreirati. Blokovi se mogu sačuvati u tekućem fajlu zajedno sa objektima u projektu, iii se memorišu u posebnom fajlu sa raznim blokovima. Insertovanjem blokova značajno se smanjuje veličina fajla-projekta nego što je to u slučaju kada bi se, ponaosob, kreirao svaki objekat umesto bloka. Značajna je osobina da, iako projekat može da sadrži desetine istovetnih insertovanih blokova, ako je neophodna njihova modifikacija (u strukturi blok-objekta iii u modifikaciji tipa: rotiranja, skaliranja, premeštanja i sl.), dovoljno je izvršiti korekciju samo na originalnom bloku. Automatski će se ažurirati i svi preostali blokovi, ako se oni nalaze a tom modu.

Cilj formiranja blokova je očigledno automatizacija postupaka crtanja i modeliranja sa elementima koji se ponavljaju. Blokovi mogu da sadrze jednostavnije objekte kao što su: linije, lukovi, kružnice iii tekst; zatim složenije kao što su: zavrtnji i navrtke, klizni i kotrljajni ležajevi; i kompleksne, kao sto su: blokovi motora, sklopovi, reduktori, tehnološki sistemi i sl.

Tekstualni podaci koji se smeštaju u okviru blokova crteža predstavljaju atribute. Obuhvataju ime konstruktora-projektanta, opis dela, napomene, cenu, vrednosti tolerancija, datum i na desetine drugih alfa-numeričkih podataka koji su različiti, od crteza do crteza odnosno od projekta do projekta. Prilikom unosa bloka formata crteža, obično se popunjavaju podaci o atributima, jer se oni u crtež smeštaju zajedno sa blokom kome pripadaju. Uloga atributa je takođe značajna, s obzirom da se podaci o atributima mogu koristiti za (tabelarnu) sistematizaciju informacija u drugim programima za upravljanje bazama podataka, kao sto su MS Access, MS Excel i sl.

Eksterne grafičke komunikacije u modeliranju

Spoljašnje reference predstavljaju savremeni vid grafičkih komunikacija. One omogućavaju povezivanje sa objektima koji su potrebni konstruktoru-projektantu, a nalaze se u posebnom fajlu (originalu) i vezani su sa tekućim fajlom u kojem se trenutno izvodi modeliranje. Prilikom povezivanja nekog objekta sa tekućim, stvara se tzv. spoljna referenca. I ako se spoljna referenca u tekućem crtežu odražava kao specijalna vrsta bloka, ipak ovi objekti nisu ugrađeni u crtež, kao kod principa "klasičnog" insertovanja blokova, već su samo povezani sa njim. Razlika između spoljnih referenci i blokova je u tome što se blokovi u crtež umeću konačno i postaju njegov sastavni deo, dok spoljašnja referenca, povezivanjem sa fajlom crteža, nastavlja da postoji van projekta kao nezavisan fajl. S obzirom da fajlovi referenci ne postaju deo fajla kome su pridodati, mora se voditi računa o tome da se ovi fajlovi nalaze na mestu gde im je programski poznata adresa. Eksternom komunikacijom mogu se kombinovati informacije o objektima iz različitih fajlova, a da pri tom povezivanju sa tekućim projektom ne dolazi do značajnijeg povećanja memorije tekućeg fajla crteža. Korišćenjem spoljnjih referentnih objekata je obezbeđena i brza regeneracija objekata u radnom fajlu. Pored pogodnosti u resursnom domenu, značajno je i to da se promene, koje se naprave u originalnom crtežu (referenci), automatski ažuriraju i u tekućem crtežu. U tom smislu, spoljašnje reference su posebno korisne, ako se pristupa konstruisanju složenih objekata, npr. sklopova koji se sastoje od velikog broja delova, pri čemu se projektanti pozivaju na njih kao na spoljne reference, a ne na klasične blokove. Kada je u pitanju timski rad, ako neko od učesnika u projektu izvrši modifikaciju spoljne reference, te promene će se automatski (paralelno) prikazati i na svim crtežima koje koriste pojedini projektanti u sopstvenim tekućim fajlovima, čime se značajno ubrzava integralni rad na crtežu objekta. Osnovni nedostatak spoljašnje reference je nemogućnost da se rastavi na

37

osnovne objekte. Prevazilaženje ovog nedostatka vrši se posredstvom konvertovanja spoljašnje reference u blok, da bi se blok kasnije rastavio na entitete. U svakom slučaju, organizacija crtanja i modeliranje u koordinaciji sa ostalim članovima projektantskog tima, putem spoljašnjih referenci, dobija sve više na značaju u složenim sistemima grafičkih komunikacija kod tzv. konkurentnog inženjerstva.

Eksterne grafičke komunikacije omogućavaju formiranje kompleksnijih fajl-crteža vezivanjem iii ugrađivanjem objekata iz drugih programa. Posebnim metodama, koje su relativno jednostavne, kompletiranje crteža u tekućem fajlu se izvodi tako što se informacije (tekstualne, numeričke, grafičke i sl.), koje su već formirane u drugim programima, mogu koristiti u njihovom izvornom obliku. Uvoz (importovanje) tih fajlova, kao i izvoz (eksportovanje) objekata u druge formate i druge programe, predstavljaju sve više korišćene metode međuprogramskih grafičkih komunikacija. Primena ove komunikacije omogućava razvijena Windows tehnologija pod nazivom OLE (Object Linking and Emmbedding). Metode "vezivanja i ugrađivanja" objekata vrše se podsredstvom, npr. sledećih programa: MS Word, MS Excel, Visio (for Technical), MS Project iii Mathcad Professional i dr. Pri tome, treba razlikovati pojmove vezivanja i ugrađivanja. Vezani objekat OLE ponaša se slično spoljašnjim referencama. Naime, kada se crtež projekta poveže (linkuje) sa drugim dokumentom, između crteža i dokumenta kreira se veza, što predstavlja svojstvo slično spoljnoj referenci. Ukoliko se modifikuje izvorni objekat, nakon ažuriranja veze, promena će se videti i u tekućem crtežu. Linkovanje bi trebalo da se koristi u slučajevima kada izmene na izvornom dokumentu treba da se vide i na dokumentu gde je on ugrađen; u ovom slučaju - u fajlu projekta. Ova metoda je posebno pogodna u onim varijantama kada se isti podaci koriste u više od jednog dokumenta. Nasuprot tome, ugrađivanjem objekata, umeće se kopija fajla u crtež. Ta kopija se smešta u ciljni dokument-fajl crteža i nijedna modifikacija, koja se izvrši na kopiji, nema uticaja na originalni crtež, niti modifikacije na originalnom crtežu utiču na ugrađenu kopiju. Ugrađeni objekat OLE se ponaša slično bloku umetnutom iz drugog crteža. OLE objekti koji su prikazani na crtežima mogu se, uz prethodno selektovanje, modifikovati primenom sledećih operacija: kopiranja, sečenja, umetanja, brisanja, premeštanja, razvlačenja, skaliranja i sl.

Formiranje tehničke dokumentacije Izrada konstruktivne, tehničke ili tehnološke dokumentacije je jedan od ciljeva modeliranja odnosno projektovanja I projekta. Izrada crteža projekta i štampa istih naručiocima omogućuje da se realizuje proizvod, na osnovu geometrijskog modela koji je projektovan uz računarsku podršku. Zbog toga, kada se započinje projekat, važno je unapred sagledati kakva treba da bude forma štampanog crteža, da bi se ispunili zahtevi korisnika. Programski se mogu razvijati i izvesti razne varijante, pomoću kojih će se realizovati izlazni dokument u skladu sa standardnim zahtevima. Takođe, postoji mogućnost za objavljivanjem elektronskih dokumenata-crteža na Internet-u ili Intranet-a, koristeći funkcije ePlot. Ova grafička komunikacija na relaciji fajl-ploter relativno je jednostavna. Međutim, zbog izvesnih podešavanja potrebno je neko vreme za njenu pripremu i realizaciju. I pored savlađivanja osnovnih algoritama, korisniku ostaje da izvrši eksperimente a pokušaju da na najbolji način realizuje štampanje.

Formati papira za tehničke crteže su definisani nacionalnim standardom JUS A.A0.104, međunarodnim ISO iii npr. nemačkim DIN 476. Njima se definišu položaj i struktura zaglavlja na crtežu kao i ivica i okvira. Tehnički crteži crtaju se u odgovarajućem formatu kojim se obezbeđuje potrebna jasnoća crteža. Crteži se formiraju (crtaju iii štampaju) na formatima papira određenog gabarita i odnosa dužine stranica. Ovi formati nose oznaku A, mada postoje i druge oznake. Za red A uzet je osnovni format A0 čija površina iznosi m2. Ovaj format je oblika pravougaonika sa odnosom stranica a : b = 1:1,41. Iz tih proporcija izračunate su dužine stranica a=1189 mm i b=841 mm. Iste proporcije, ali manje veličine, definisane su i kod ostalih A formata, gde je površina svakog slededećg formata Al, A2, A3, A4 dvostruko manja od površine prethodnog.

38

VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA strukovnih studija K r a g u j e v a c

TEORIJSKA PITANJA IZ PREDMETA INŽENJERSKA GRAFIKA

januar 2010. godine U Kragujevcu

Predmetni nastavnik Dr Milan D. ERIĆ, dipl. inž.

1 Pojam informacije, osnovne karakteristike informacije kao resursa 2 Područja primene C-tehnologija 3 Računarska grafika – osnovne napomene 4 Vektorska grafika 5 Rasterska grafika 6 Razlika između vektorskih i rasterskih slika i međusobno konvertovanje 7 Modelovanje, vizuelizacija, renderovanje – pojam i alati 8 Animacija, simulacija, virtuelna realnost – pojam i alati 9 Web 3D alati i alati za konvertovanje formata 10 Projektovanje kao proces 11 Računarski orjentisano projektovanje 12 Znanja I tehnologija potrebni CAD projektantima 13 Faze CAD modeliranja

1.

ko

lokv

ijum

14 Geometrijsko CAD modeliranje 15 Žičani modeli 16 Površinski modeli 17 Puni (solid) modeli 18 Osnovni elementi inženjerskog grafičkog računarskog modeliranja i

dokumentovanja 19 Priprema-podešavanje parametara i pomoćne metode modeliranja 20 Priprema i kreiranje objekata u ravni 21 Uređivanje objekata 22 Stilizacija i editovanje teksta i tabela 23 Šrafure i preseci modela 24 Definisanje i editovanje kota 25 Geometrijske tolerancije, kvalitet površina 26 Interne grafičke komunikacije u modeliranju 27 Eksterne grafičke komunikacije u modeliranju 28 Formiranje tehničke dokumentacije 29 Ulazno-izlazni uređaji grafičkih sistema 30 Grafički formati

2.

ko

lokv

ijum

31 Grafički standardi