Техничко инженерско цртање и визуелизација на проектот - историја

Како се развивало техничкиот и инженерскиот цртеж низ историјата? Пресек од 2100 п.н.е до денес.

2100 вртежи во минута - Првата зачувана слика на објектот во правоаголна проекција, земајќи ја предвид соодветната скала. Цртежот е прикажан на статуата на Гудеа (1слушај)) инженер и владетел

сумерски град-држава Лагаш, кој се наоѓа на територијата на модерен Ирак.

XNUMX век п.н.е – Маркус Витрувиус Полио се смета за татко на дизајнерскиот цртеж, т.е. Витрувиј, римски архитект, конструктор

воени возила за време на владеењето на Јулиј Цезар и Октавијан Август. Тој го создал таканаречениот Витрувски човек - слика на гол човек впишан во круг и квадрат (2), симболизирајќи го движењето (подоцна Леонардо да Винчи дистрибуираше своја верзија на овој цртеж). Се прославил како автор на расправата За архитектурата на десет книги, која била напишана помеѓу 20 и 10 п.н.е., а била пронајдена дури во 1415 година во библиотеката на манастирот Св. Гален во Швајцарија. Витрувиј детално ги опишува и грчките класични редови и нивните римски варијации. Описите беа дополнети со соодветни илустрации - оригиналните цртежи, сепак, не се зачувани. Во модерниот период, многу познати автори правеле илустрации за ова дело, обидувајќи се да ги рекреираат изгубените цртежи.

3. Еден од цртежите на Гвидо да Вигевано

Среден век – При проектирање на згради и градини се користат геометриски принципи - ad quadratum и ad triangulum, т.е. цртање во однос на квадрат или триаголник. Градителите на катедралата во процесот на работа создаваат скици и цртежи, но без строги правила и стандардизација. Книга со цртежи на опсадни мотори од судскиот хирург и пронаоѓач Гвидо да Вигевано, 1335 година3) ја покажува важноста на овие рани цртежи како алатки за привлекување спонзори и клиенти кои сакаат да финансираат градежни инвестиции.

1230-1235 – Создаде албум од Вилард де Онекур (4). Ова е ракопис кој содржи 33 листови пергамент прицврстени заедно, широки 15–16 cm и високи 23–24 cm. Цртежите за згради, архитектонски елементи, скулптури, луѓе, животни и уреди се придружени со описи.

1335 – Гвидо да Вигевано работи на Тексаурус Регис Франси, парче што ја брани крстоносната војна прогласена од Филип VI. Делото содржи бројни цртежи на воени машини и возила, вклучувајќи оклопни коли, ветерни колички и други генијални опсадни уреди. Иако крстоносната војна на Филип никогаш не се случила поради војната со Англија, воениот албум на да Вигевано претходи и предвидува многу од воените згради на Леонардо да Винчи и другите пронаоѓачи од шеснаесеттиот век.

4. Страна од албумот на Вилар де Онекур.

1400-1600 - Првите технички цртежи се во извесна смисла поблиски до современите идеи, ренесансата донесе многу подобрувања и промени не само во градежните техники, туку и во дизајнирањето и презентацијата на проектите.

XNUMX век – Повторното откривање на перспективата на уметникот Паоло Учело беше искористено во техничкиот цртеж на ренесансата. Филипо Брунелески почнал да користи линеарна перспектива во своите слики, што за прв пат му даде можност на него и на неговите следбеници реално да ги претстават архитектонските структури и механичките уреди. Покрај тоа, цртежите од почетокот на XNUMX век од Маријано ди Јакопо, наречен Такола, покажуваат употреба на перспектива за прецизно прикажување на пронајдоци и машини. Такола експлицитно ги користел правилата за цртање не како средство за документирање на постоечките структури, туку како метод на дизајнирање користејќи визуелизација на хартија. Неговите методи се разликуваа од претходните примери на техничко цртање од Вилард де Онекур, Абе фон Ландсберг и Гвидо да Вигевано во нивната употреба на перспектива, волумен и засенчување. Методите иницирани од Такола се користени и развиени од подоцнежните автори. 

Почеток на XNUMX век – Првите траги од карактеристиките на современите технички цртежи, како што се погледите на планот, цртежите на склопување и деталните пресечни цртежи, потекнуваат од црковните книги на Леонардо да Винчи направени на самиот почеток на XNUMX век. Леонардо црпеше инспирација од работата на претходните автори, особено Франческо ди Џорџо Мартини, архитект и дизајнер на машини. Видови предмети во проекции се присутни и во делата на германскиот мајстор на сликарството од времето на Леонхард Албрехт Дирер. Многу од техниките што ги користел Да Винчи биле иновативни во однос на модерните принципи на дизајн и техничкиот цртеж. На пример, тој беше еден од првите што предложи правење дрвени модели на предмети како дел од дизајнот. 

1543 – Почеток на формална обука за техники на цртање. Основана е Венецијанската академија за уметности дел Дисењо. сликарите, скулпторите и архитектите беа научени да применуваат стандардни техники на дизајнирање и да репродуцираат обрасци во слика. Академијата беше од големо значење и во борбата против затворените системи на обука во занаетчиските работилници, кои обично се спротивставуваа на употребата на заеднички норми и стандарди во дизајнот.

XVII век – Техничките цртежи на ренесансата првенствено биле под влијание на уметничките принципи и конвенции, а не техничките. Оваа ситуација почна да се менува во следните векови. Жерар Дезарг се потпираше на работата на претходниот истражувач Самуел Маралоа за да развие систем на проективна геометрија што се користеше за математичко претставување на објекти во три димензии. Една од првите теореми на проективната геометрија, теоремата на Дезарг, е именувана по него. Во однос на Евклидовата геометрија, тој рече дека ако два триаголници лежат на рамнина на таков начин што трите прави дефинирани со соодветните парови на нивните темиња се совпаѓаат, тогаш трите точки на пресек на соодветните парови страни (или нивните продолжетоци ) остануваат колинеарни.

1799 - Книгата „Описна геометрија“ од францускиот математичар од XVIII век Гаспар Монж (5), подготвена врз основа на неговите претходни предавања. Сметана за прва изложба на описна геометрија и формализирање на приказот во техничкиот цртеж, оваа публикација датира од раѓањето на современиот технички цртеж. Монге разви геометриски пристап за да ја одреди вистинската форма на пресечните рамнини на генерираните форми. Додека овој пристап произведува слики кои се површно идентични со ставовите што Витрувиус ги промовирал уште од античко време, неговата техника им овозможува на дизајнерите да создаваат пропорционални погледи од кој било агол или насока, со оглед на основен сет на погледи. Но, Монге беше повеќе од обичен математичар. Учествувал во создавањето на целокупниот систем на техничко и дизајнерско образование, кое во голема мера се засновало на неговите принципи. Развојот на професијата за цртање во тоа време беше олеснет не само од работата на Монге, туку и од индустриската револуција воопшто, потребата за производство на резервни делови и воведувањето на процесите на дизајнирање во производството. Економијата беше исто така важна - збир на дизајнерски цртежи во повеќето случаи го направија непотребно да се изгради распоред на работен објект. 

1822 Еден од популарните методи на техничко претставување, аксонометрискиот цртеж, беше формализиран од свештеникот Вилијам Фариш од Кембриџ на почетокот на 1822 век во неговата работа за применетите науки. Тој опиша техника за прикажување објекти во тродимензионален простор, еден вид паралелна проекција што го мапира просторот на рамнина користејќи правоаголен координатен систем. Карактеристика што ја разликува аксонометријата од другите видови на паралелна проекција е желбата да се задржат реалните димензии на проектираните објекти барем во една избрана насока. Некои типови на аксонометрија исто така ви овозможуваат да ги одржувате димензиите на аглите паралелни со избраната рамнина. Фариш често користел модели за да илустрира одредени принципи во неговите предавања. За да го објасни составувањето на моделите, тој ја искористи техниката на изометриска проекција - мапирање на тридимензионален простор на рамнина, што е еден од видовите на паралелна проекција. Иако општиот концепт на изометрика постоел порано, Фариш е тој што е широко заслужен како првиот човек што ги воспоставил правилата за изометриско цртање. Во 120 година, во написот „За изометриска перспектива“, тој напишал за „потребата од точни технички цртежи, без оптички изобличувања“. Ова го навело да ги формулира принципите на изометријата. Изометриски значи „еднакви мерки“ бидејќи истата скала се користи за висина, ширина и длабочина. Суштината на изометриската проекција е да се изедначат аглите (XNUMX°) помеѓу секој пар оски, така што перспективното намалување на секоја оска е исто. Од средината на деветнаесеттиот век, изометријата стана вообичаена алатка за инженерите (6), а набргу потоа аксонометријата и изометријата беа инкорпорирани во програмите за архитектонско истражување во Европа и САД.

6. Технички цртеж во изометриски приказ

80-и – Најновата иновација што ги донесе техничките цртежи во нивната сегашна форма беше изумот на нивно копирање на различни начини, од фотокопирање до фотокопирање. Првиот популарен репродуктивен процес, воведен во 80-тите, беше цијанотипот (7). Ова овозможи дистрибуција на технички цртежи до ниво на поединечни работни станици. Работниците беа обучени да го читаат планот и мораа строго да се придржуваат до димензиите и толеранциите. Ова, пак, имаше огромно влијание врз развојот на масовното производство, бидејќи ги намали барањата за нивото на професионалност и искуство на изведувачот на производот.

7. Копија од технички цртеж

1914 – На почетокот на 1914 век боите биле широко користени во техничките цртежи. Меѓутоа, до 100-тата година, оваа практика беше напуштена за речиси XNUMX% во индустријализираните земји. Боите во техничките цртежи имаа различни функции - тие се користеа за да претставуваат градежни материјали, тие се користеа за да се направи разлика помеѓу тековите и движењата во системот и едноставно да се украсуваат сликите на уредите со нив. 

1963 – Иван Сатерленд, во својата докторска теза на MIT, развива Sketchpad за дизајн (8). Тоа беше првата програма CAD (Compute Aided Design) опремена со графички интерфејс - ако може така да се нарече, бидејќи сè што правеше беше создавање xy дијаграми. Организациските иновации применети во Sketchpad го означија почетокот на употребата на објектно-ориентираното програмирање во современите CAD и CAE (Computer Aided Engineering) системи. 

8. Иван Сатерленд воведува Sketchpad

60-тите години. – Инженерите од големите компании како Боинг, Форд, Ситроен и ГМ развиваат нови CAD програми. Методите на дизајнирање со помош на компјутер и визуелизацијата на дизајнот стануваат начин за поедноставување на автомобилските и авијациските проекти, а брзиот развој на нови производствени технологии, главно машински алати со нумеричка контрола, не е без значење. Поради значителниот недостаток на компјутерска моќ во споредба со денешните машини, раниот CAD дизајн бараше многу финансиска и инженерска моќ.

9. Портер Пјер Безие со неговите математички формули

1968 – Пронајдокот на методите на XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) му се припишува на францускиот инженер Пјер Безие.9). За да го олесни дизајнот на делови и алатки за автомобилската индустрија, тој го разви системот UNISURF, кој подоцна стана работна основа за следните генерации CAD софтвер.

1971 – Се појавува ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM). Тоа беше CAD алатка развиена од Др. Патрик Ј. Ханрати, чија компанија за производство и консултантски услуги (MCS) снабдува софтвер со големи компании како што се Мекдонел Даглас и Компјутервизија.

80-тите години. – Напредок во развојот на компјутерски алатки за солидно моделирање. Во 1982 година, Џон Вокер го основа Autodesk, чиј главен производ е светски познатата и популарна 2D AutoCAD програма.

1987 – Објавен е Pro/ENGINEER, кој најавува зголемена употреба на техники за функционално моделирање и врзување на параметрите на функцијата. Производител на оваа следна пресвртница во дизајнот беше американската компанија PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER беше создаден за Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris и Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC процесори, но со текот на времето производителот постепено го ограничи бројот на поддржани платформи. Од 2011 година, единствените поддржани платформи се системите од семејството MS Windows.

10. Дизајнирање роботи во модерна CAD програма

1994 – На пазарот се појавува Autodesk AutoCAD R13, т.е. првата верзија на програмата на добро позната компанија која работи на тридимензионални модели (10). Тоа не беше првата програма дизајнирана за 3D моделирање. Функциите од овој тип беа развиени во раните 60-ти, а во 1969 година MAGI го објави SynthaVision, првата комерцијално достапна програма за цврсто моделирање. Во 1989 година, NURBS, математичко претставување на 3D модели, првпат се појави на работните станици на Silicon Graphics. Во 1993 година, CAS Берлин разви интерактивна програма за симулација NURBS за компјутер наречена NöRBS.

2012 – Autodesk 360, софтвер за дизајн и моделирање базиран на облак, влегува на пазарот.