KOMPUTEROWE SYSTEMY GRAFIKI INŻYNIERSKIEJ

Katedra Mostów i Kolei dr inż. Jacek Makuch WYKŁAD 3 KOMPUTEROWE SYSTEMY GRAFIKI INŻYNIERSKIEJ METODY KOMPUTEROWE W DROGACH KOLEJOWYCH studia II stopnia, specjalność ITS, semestr 1 rok akademicki 2018/19

DEFINICJA: SYSTEMY GRAFIKI INŻYNIERSKIEJ CAD (Computer Aided Design) programy komputerowe wspomagające projektowanie inżynierskie w zakresie obejmującym wykonywanie rysunków technicznych edytory rysunków technicznych

RÓŻNICE W STOSUNKU DO PROJEKTOWANIA KLASYCZNEGO na papierze albo kalce ręcznie przy pomocy ołówka albo rapidografu i linijki WRAZ Z ANALIZĄ: ZALET i WAD pułapek

TWORZENIE PROJEKTU W SKALI 1:1 w oderwaniu od pojęcia skali według wymiarów rzeczywistych dopiero przy wydruku ustalana jest odpowiednia skala i zakres rysunku zmniejszenie ilości obliczeń towarzyszących kreśleniu automatyzacja wymiarowania łatwość zmiany skali, zakresu rysunku nie musimy się martwić rozmiarem kartki wzrost dokładności projektowania (dzięki możliwości powiększania / pomniejszania) zbyt małe (nieczytelne) opisy na ostatecznym wydruku

dużo szersza możliwość EDYCJI edytory w klasycznym projektowaniu: w ołówku gumka do mazania w tuszu żyletka zmniejszenie pracochłonności: od razu projektuje się na czysto unikanie zbędnego powielania już raz wykonanej pracy dzięki kopiowaniu ułatwienie niektórych przekształceń (np. skalowania) szybkość edycji: komendy cofnij i wykonaj ponownie (w ułamku sekundy) błędy wynikające z kopiowania (bez uaktualniania)

ZMIANA NARZĘDZI PROJEKTOWANIA zamiast ołówka i linijki, papieru albo kalki interfejsy komputera: klawiatura i myszka monitor, drukarka albo ploter konieczność zakupu sprzętu i oprogramowania: KOLOSALNA RÓŻNICA KOSZTÓW!!! w dłuższej perspektywie czasu mniej dotkliwa mobilność projektowania laptop (np. w podróży)

ZMIANA SPOSOBU ARCHIWIZACJI DANYCH z klasycznego (na papierze lub kalce) na elektroniczny (magnetyczny albo optyczny) łatwość przechowywania, przesyłania, przetwarzania i przeszukiwania danych, możliwość korzystania z bibliotek gotowych elementów, możliwość dołączania do rysunków informacji pozagraficznych współpraca z bazami danych błędy wynikające z kopiowania: kopiowanie bez uaktualniania dublowanie nie wiadomo co jest aktualne możliwość natychmiastowej, bezpowrotnej utraty danych tworzenie zbyt rozbudowanych bibliotek

AUTOMATYZACJA GENEROWANIA DOKUMENTACJI drukarki, plotery rezygnacja z ręcznego kreślenia skrócenie czasu tworzenia dokumentacji wzrost estetyki wyglądu rysunku konieczność zakupu: sprzętu materiałów eksploatacyjnych (tusze, tonery drogie!!!) rozbieżności pomiędzy wyglądem ekranu komputera a wydrukiem klątwa WYSIWYG-a (ang.: "what you see is what you get")

HIERARCHIZACJA wprowadzanych elementów projektu (warstwy, bloki, grupy) TYPIZACJA ATRYBUTÓW (grubość, kolor i typ linii; krój czcionki; styl wymiarowania, kreskowania) STYLE UŻYTKOWNIKA (przestrzeń robocza, rysunek prototypowy) łatwiejsze zarządzanie projektem: włącznie / wyłączanie warstw, zmiana ustawień parametrów dla całych grup dużo trudniejsze zapoznawanie się z rysunkiem, którego nie jesteśmy autorem tworzenie zbyt dużej liczby warstw analogia do brzytwy Ockhama (z filozofii): bytów nie należy mnożyć bez konieczności

NOWE MOŻLIWOŚCI możliwość projektowania trójwymiarowego: projekt powstaje w pamięci komputera, a nie na papierze ekran monitora komputerach jest jednak dwuwymiarowy, co czyni takie projektowanie jednak dość skomplikowanym automatyzacja niektórych procedur kreślenia: typy linii (np. linia kreska - kropka ) wzory kreskowania możliwość tworzenia fotorealistycznych wizualizacji i animacji

PUŁAPKI METOD KOMPUTEROWYCH 1. DYSONANS pomiędzy możliwościami komputera a możliwościami percepcyjnymi projektanta: nieograniczona liczba warstw, plików odniesienia, poziomów bibliotek danych, itp. w klasycznym projektowaniu zamiast dysonansu była zgodność 2. PERSONALIZACJA metod projektowania (style użytkownika, przestrzeń robocza, rysunek prototypowy): narzędzia te są ułatwieniem wtedy gdy pracujemy na swoich plikach, jeśli nie raczej utrudniają pracę 3. ŁATWOŚĆ wymiany informacji (przesyłanie plików rysunków mailem): zbyt częste zmiany dezinformacja np. niepotrzebne rozsyłanie pewnych plików do wiadomości wszystkim członkom zespołu projektowego 4. NOWE WERSJE oprogramowania (za często): zbyt krótkie licencje projektant marnuje czas na naukę obsługi nowych wersji programów, zamiast uaktualniać swoją wiedzę branżową

AUTOCAD historia zmian

1.0 (1982) - pierwsza prezentacja programu na targach CODMEX w Las Vegas 2.0 (1984) - dodano nowe polecenia, usunięto ograniczenia R9 (1987) - pierwsza edycja programu wymagająca koprocesora matematycznego 80x87 R12 (1992) - zmiana interfejsu użytkownika (usunięte główne menu, po uruchomieniu od razu wyświetlane jest graficzne okno służące do projektowania) R13 (1993) - interfejs graficzny oparty na standardowych elementach interfejsu Windows, obsługa technologii OLE (Object Linking and Embedding - łączenie i osadzanie obiektów) R14 (1994) - nowy silnik graficzny oraz narzędzia do projektowania 3D, AutoSnap, nowe polecenie MTEXT 2000 (1999) - dodana możliwość pracy na wielu plikach jednocześnie, jak również z częściami projektów, pojawia się DesignCenter, zmiana interfejsu (dostosowanie do Windows 98) 2000i (2000) - dodanie narzędzi do pracy zdalnej, publikacji projektów w internecie, szybkiego pobierania plików ze stron www 2002 (2001) - zmiany związane z możliwością pracy grupowej (transfer plików przez strony www i pocztę elektroniczną), nowy format plików (DWF), nowe narzędzia do zarządzania i dystrybucji gotowych rysunków, obsługa języka XML 2004 (2003) - ulepszenie interfejsu graficznego, zwiększenie funkcjonalność wielu narzędzi projektowych (z myślą nie tylko o dotychczasowych użytkownikach, ale i początkujących)

2006 (2005) - dodanie narzędzi zwiększających wydajność pracy: dynamiczne bloki (udoskonalone funkcje opisów oraz kreskowania), udoskonalenie interfejsu użytkownika, narzędzia migracji 2007 (2006) - dodanie modelowania trójwymiarowego oraz wizualizacji, możliwość interaktywnego wyboru płaszczyzny, dodane bardziej intuicyjne w użyciu funkcje do modelowania bryłowego, możliwość renderingu, bogata biblioteka materiałowa (niebywałe efekty wizualizacyjne), funkcje modelowania na jednej wspólnej palecie, intuicyjne ikony (początkujący) 2008 (2007) - skala jako właściwość obiektów (skalowanie opisów), ulepszona tabela menedżera rzutni, rozbudowany edytor MTEXT, ulepszenie narzędzi linii odniesienia i kreskowania, rozszerzone tabele (łączenie z tabelami Excela) 2009 (2008) - całkowicie nowy interfejs użytkownika (ma pomóc szybciej wykonywać rutynowe czynności i pozwalać na łatwiejsze odnalezienie rzadziej wykorzystywanych poleceń) 2010 (2009) - dodano funkcje parametryczne i modele siatkowe 2011 (2010) - dużo bardziej zaawansowane narzędzia do projektowania koncepcyjnego oraz większa swoboda i możliwość kontroli podczas projektowania w 3D: nowe narzędzia do modelowania powierzchni, obsługa grup liczących do dwóch miliardów punktów, rozszerzone możliwości w dziedzinie więzów dające możliwość definiować je w trakcie czynności kreślenia, ulepszenia polecenia kreskowania, narzędzie TimeSave

wersja 2012 nowe narzędzie do przeglądania zasobów komputera (szybkie odszukiwanie interesującego bloku bądź rysunku z poziomu palety narzędzi) szybsze wydawanie poleceń (podpowiedzi programu po rozpoczęciu wpisywania komendy w linii poleceń lub w obszarze rysowania) możliwość rysowanie szyków wzdłużścieżek (np. linii, splajnów, łuków), szyk jest dynamiczny (położenie obiektów aktualizuje się po zmianie ścieżki) szybsza edycja linii, łuków i wymiarów (po zaznaczeniu wierzchołka linii lub łuku, pojawiają się nowe polecenia dostępne w menu kontekstowym np. przedłuż, rozciągnij, czy zmień promień) nowe narzędzie scalające odcinki współliniowe i usuwające zduplikowane nakładające się linie (szybkie czyszczenie rysunku z niepotrzebnych linii) edytowalna ikona LUW, którą można manipulować w sposób bezpośredni, za pomocą wielofunkcyjnych uchwytów (łatwe przenoszenie punktów początkowych, dopasowywanie LUW do obiektów, obracanie wokół osi X, Y lub Z) AutoCAD WS umożliwiający udostępnianie projektów za pośrednictwem przeglądarki internetowej lub urządzeń przenośnych (smartfon, ipad) program zoptymalizowany pod kątem systemu Windows 7, uruchamia się szybciej i jest bardziej stabilny automatyczne wykonywanie rysunków elementów 3D z programu Inventor oraz na podstawie modeli 3D z programów: Pro/Engineer, CATIA, Solidworks, NX, Rhinoceros projektowanie szyku 3D na bazie istniejących elementów takich jak powierzchnie czy bryły, dynamiczna aktualizacja szyku w przypadku zmiany w modelu nowe narzędzia ułatwiające operacje na powierzchniach (wygładzanie, łączenie elementów, zależność między powierzchniami) przyspieszone tworzenie modeli 3D istniejących obiektów dzięki chmurom punktów

wersja 2013 nowa karta dokumentacji modelu ułatwiająca dostęp do narzędzi służących do tworzenia widoków przekrojów i szczegółów nowy styl przekreślenia dla tekstu wielowierszowego, wielolinii odniesienia, wymiarów, tabel i tekstu łukowego (większa elastyczność prezentacji tekstu w tworzonych dokumentach) sprzężenie z chmurą Autodesk Cloud (synchronizowanie rysunków i folderów z kontem internetowym) dostosowanie i synchronizacja plików (współdzielenie i korzystanie z dostępu do ustawień użytkownika oraz plików pomocniczych) udostępnianie w portalach społecznościowych (wbudowana obsługa portali Facebook i Twitter) łatwe poszerzanie możliwości oprogramowania za pomocą aplikacji w portalu Autodesk Exchange (utworzonych przez członków Sieci programistów Autodesk Developer Network) rozbudowane kontekstowe narzędzie PressPull (umożliwia wyciąganie krzywych i tworzenie w ten sposób powierzchni oraz brył), nowa opcja Wiele (wybór wielu obiektów pojedynczą operacją) nowe narzędzie do wyodrębniania krzywej powierzchni (pozwala wyodrębniać linie konturowe powierzchni zakrzywionych brył 3D przez określony punkt na powierzchni lub na ścianie bryły) natychmiastowy i dynamiczny podgląd zmian we właściwościach obiektu jeszcze przed ich wprowadzeniem (np. jeśli wybierzesz obiekt a następnie użyjesz palety "Właściwości" chcąc zmienić kolor, wybrany obiekt będzie dynamicznie zmieniał kolor zgodnie ze wskazaniem kursora na liście kolorów) nowe i ulepszone narzędzia ułatwiające migrację ustawień użytkownika lub przywracanie domyślnych ustawień instalacji oprogramowania; poprawiona obsługa palet narzędzi, narzędzie do przywracania ustawień domyślnych oraz nowa funkcja migracji niestandardowych materiałów upraszczająca przejście ze starszych wersji oprogramowania

wersja 2014 nowy wygląd zewnętrzny, inna oprawa graficzna (dotychczasową czerń zastąpiła biel) narzędzie Design Feed - możliwość dodawania komentarzy bezpośrednio do projektu dzięki współpracy z usługą Autodesk 360 (informacja o dodaniu komentarza przesyłana jest automatycznie na adres mailowy wybranego współpracownika) aplikacja Live Maps - nadaje projektom konkretne odniesienie geograficzne lokalizując je tym samym w realnym świecie (np. wczytanie mapy drogowej do rysunku) nowości w pasku poleceń: funkcje autokorekty komend (błędy spowodowane pośpiechem nie spowolnią naszej pracy) funkcje autouzupełniania komend wpisywanych w wierszu poleceń (w przypadku wpisania dowolnego środkowego fragmentu komendy). umiejętność uczenia się nowej autokorekty możliwość wyszukiwania nazw bezpośrednio w internecie funkcja rozpoznawania nazwanych obiektów i uruchamiania na ich podstawie odpowiednich poleceń programu zakładki rysunków nowe możliwości zarządzania rysunkami (wyświetlanie zakładek otwartych rysunków pozwala na sprawne i wygodne przełączanie widoku do poszczególnych otwartych rysunków bądź tworzenia nowych; dzięki zakładkom mamy ciągły dostęp do wszystkich otwartych projektów których miniatury są wyświetlane bez konieczności wychodzenia z panelu roboczego) nowa możliwość scalania warstw (za pomocą standardowego menedżera) możliwość importu plików z programu Trimble SketchUp w formacie skp ułatwiająca modelowania 3D pierwszy AutoCAD w pełni kompatybilny z systemem operacyjnym Windows 8 społecznościowe hiperłącza ( ŚLEDŹ AUTODESK, PARTNERZY ) - nowa strategia marketingowa w interfejsie użytkownika

wersja 2015 nowa kolorystyka (dotychczasową biel zastąpiła czerń) nowe okno startowe programu umożliwiające rozpoczęcie pracy z nowym projektem lub wczytanie starego nowy wstążkowy interfejs (np. podgląd pliku z poziomu wstążki) rozszerzone możliwości wizualizacji podczas edycji obiektu pozwalające użytkownikowi ocenić wpływ wprowadzonych zmian jeszcze przed ich zatwierdzeniem narzędzie Pomocy wyświetlające animowaną strzałkę wskazującą poszukiwane/potrzebne narzędzie dokładnie tam, gdzie się ono znajduje, nowe możliwości wygładzania rysunków 2D zmodyfikowany kursor wyświetlający podczas pracy dodatkowe symbole informujące o statusie wykonywanych operacji bardziej intuicyjne zarządzanie kolejnością warstw (zamiast jak dotychczas ułożenia w kolejności np. 1, 11, 2, 25, warstwy są sortowane zgodnie z ich numeracją: 1, 2, 11, 25) usprawnienie okna wierszy poleceń tekstowych (poprawa m.in. obsługi Caps Lock, numeracji wierszy) zwiększenie wydajność pracy z chmurą punktów Point Cloud; zastąpienie Insert Point Cloud przez Autodesk Recap; sprowadzenie kontroli wielkości i gęstości punktu do jednego, prostego w obsłudze suwaka; usprawnienie możliwości kolorowania chmury punktów nowe narzędzie Autodesk Translation Framework (ATF) używane do importu plików z innych systemów - wspiera translację siatek (mesh), krzywych, ale także takich atrybutów obiektów, jak kolory, warstwy nowe, osobne, niezależne narzędzie Application Manager - pozwala zarządzać posiadaną licencją (aktualizacje, service-pack'i, hot-fix'y), użytkownik decyduje, czy i kiedy dana aktualizacja/dodatek mają zostać zainstalowane

wersja 2016 DOKUMENTACJA: Ulepszone pliki PDF - Dzięki dopracowanym, wydajniejszym plikom o mniejszych rozmiarach tworzenie dokumentów przebiega szybciej. Aby zapewnić lepszą wydajność, istnieje możliwość wyszukiwania tekstu, a pliki PDF można załączać do rysunków. Inteligentne wymiarowanie - Automatycznie twórz odpowiednie pomiary w oparciu o zawartość rysunków. Umieść kursor nad wybranym obiektem, aby zobaczyć podgląd wymiarów przed rozpoczęciem jego faktycznego tworzenia. PROJEKT: Wyjątkowe wrażenia wizualne - Program pozwala poprawić jakość wyświetlania obrazu za pomocą narzędzia Przygaszanie linii. Dzięki zastosowaniu krzywych rzeczywistych zamiast segmentów linii została poprawiona czytelność. Można ograniczyć konieczność cofania operacji poprzez używanie polecenia Podgląd, co pozwala zobaczyć wyniki polecenia przed ich wykonaniem. Program ułatwia przenoszenie i kopiowanie dużych zbiorów wskazań. Model koordynacji Dołączaj i wyświetlaj modele Navisworks (angielski) i BIM 360 Glue (angielski) bezpośrednio w oprogramowaniu AutoCAD. Podczas projektowania odwołaj się do modelu Navisworks, aby uniknąć potencjalnych konfliktów. Skorzystaj z obsługi plików różnorodnych formatów oferowanej przez Navisworks, aby importować modele do programu AutoCAD z innych aplikacji. DOSTOSOWYWANIE: Monitor zmiennych systemowych - Zapobiegaj wprowadzaniu niepożądanych zmian w ustawieniach systemowych. Ta funkcja wyświetla ostrzeżenie o wprowadzeniu zmian do ustawień preferencji, które mogą mieć wpływ na pracę z rysunkiem.

wersja R9 dla DOS-a (1987)

wersja LT1 (1993)

wersja R14 (1994)

wersja 2000

wersja 2004

wersja 2008

wersja 2015

MICROSTATION historia zmian

PseudoStation terminal graficzny do przeglądania i modyfikowania projektów tworzonych w systemach VAX firmy Intergraph; program stworzony w 1983 przez Keitha Bentleya pracownika EI dupont; w 1984 Keith wraz z bratem Barrym założył firmę Bentley Systems; w 1985 komercyjna wersja PseudoStation 1.0-1986 - pierwsze wydanie MicroStation (nadal bardziej przeglądarka) 2.0 - luty 1987 wprowadzenie formatu plików dgn 3.0 - grudzień 1988 dodano do programu menu; wersja na Macintosha (3.4 - grudzień 1989); wersja na Unixa (1990) V4 - grudzień 1990 - pierwsza wersja ze środowiskiem programistycznym MDL (Microstation Development Language) i graficznym interfejsem użytkownika Motif - kanciaste, żłobione elementy (paski menu, przyciski, suwaki, pola tekstowe) z efektem trójwymiarowości (podobnie jak w Windowsach 3.x) V5 (5.0) - październik 1993 - modułowa budowa i użyteczność, obsługa binarnych rastrów, niestandardowe style linii, menedżer ustawień, właściwości masy i obliczenia środka ciężkości, fotorealistyczny rendering, pierwsza wersja pod Windowsy (zaprezentowana przez Billa Gatesa na premierze Windows NT w Baltimore) PowerDraft - koniec 1994 - pierwsze wydanie uproszczonej wersji (2D) 95 (5.5) - listopad 1995 - wrowadzenie AccuDraw i SmartLine SE (special edition, 5.7) - listopad 1997 kolorowe ikony, ostatnie multiplatformowe wydanie J - grudzień 1998 (7.0) - modelowanie brył, zintegrowany z Javą; grudzień 1998 (7.1) - sprawdzanie pisowni, wspomaganie Windows 2000

V8 (8.0) - październik 2001 - odczyt/zapis plików dwg bez konwersji, nielimitowane warstwy, historia projektu, wiele modeli 8.1 - luty 2003 cyfrowe podpisy i ochrona plików, zestawy ekranów, dodawanie nazwanych grup do narzędzi V8 2004 Edition (8.5) - kwiecień 2004 - drukowanie do pdf, 3D pdf, eksport informacji do U3D (Universal 3D) oraz jako obiekty ADT (Architectural Desktop) V8 XM Edition (8.9) - maj 2006 - unowocześniony interfejs graficzny oparty na DirectX, wspomaganie Windows Vista V8i (8.11) - listopad 2008 - intuicyjne narzędzia do modelowania, widoki dynamiczne, bardziej realistyczna wizualizacja 3D, Print Organizer, obsługa urządzeń GPS V8i (SELECTseries 1) - listopad 2009 - rozszerzono obsługę formatów pdf, zautomatyzowano kompozycję rysunkową, dodano obsługę drukowania 3D, poprawiono proces oceny projektu (zarządzanie znacznikami, komentarzami...) V8i (SELECTseries 2) - lipiec 2010 - zintegrowana obsługa chmury punktów (silnik Pointools Vortex), ułatwienia wizualizacji i animacji V8i (SELECTseries 3) - kwiecień 2012 - wprowadzenie hipermodeli (łączenie dokumentacji w kontekście modeli 3D), nawigacja za pomocą interfejsów dotykowych, usprawnienie procesu tworzenia animacji ruchu, nowe tryby renderowania, kalkulator ekspozycji słonecznej i generator cieni

CONNECT Edition (10.0) - wrzesień 2015 - pierwsza wersja podłączona do listy usług w chmurze firmy Bentley, bardziej nowoczesny i intuicyjny interfejs oparty na wstążce, zintegrowane wyszukiwanie, zastąpienie przeglądarek projektu i pozycji Eksploratorem, powitalny ekran, parametryczne bryły i powierzchnie, nowy parametryczny typ komórki, nowe możliwości dostarczana dokumentacji (Centrum Dokumentacji) i ich modelowania (komponenty funkcjonalne, modelowanie rzeczywistości) V8i (SELECTseries 4) - marzec 2016 - nowe funkcje wersji CONNECT, poza tym nie dodano żadnych nowych narzędzi ani możliwości, ale rozwiązano wiele problemów i poprawek zgłoszonych przez użytkowników

MicroStation V5 (5.0) dla DOS-a - 1993

MicroStation 95 (5.5) - 1995

Microstation V8 2004 Edition (8.05)

MicroStation V8i (SELECTseries 3) - 2012

MicroStation CONNECT Edition (10.0) - 2015

najważniejsze różnice AUTOCAD-a i MICROSTATION (w ujęciu historycznym) AUTOCAD: brak możliwości zdefiniowania grubości linii w rysunku (przed wersją 2000), konieczność wczytywania typów linii, uboższe palety narzędziowe (starsze wersje), łatwiejszy w złamaniu zabezpieczeń licencyjnych, MICROSTATION: ograniczona liczba warstw (63) i plików referencyjnych (255) (przed wersją 8), ograniczona rozdzielczość i wymiary rysunku, uboga literatura, wersje polskojęzyczne i windowsowe znacznie później, interfejs graficzny wersji dosowej zbliżony do wyglądu Windows, oferowany z szeregiem specjalistycznych aplikacji z zakresu inżynierii lądowej, starsze wersje czytają pliki nowszych bez konwersji (nie dotyczy wersji 8), wersja 8 otwiera pliki autocada bez konwersji,