Komputerowe wspomaganie projektowania. Podstawy i przykłady
- Dodaj recenzję:
- Kod: 2418
- Producent: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
- Autor: Z. Kacprzyk, B. Pawłowska
-
-
- szt.
- Cena netto: 42,86 zł 45,00 zł
Komputerowe wspomaganie projektowania. Podstawy i przykłady, Z. Kacprzyk, B. Pawłowska, rok wyd. 2012, stron: 234, ISBN: 978-83-7207-956-5
Książka składa się z dwóch części – Podstaw teoretycznych i Przykładów. W części pierwszej przedstawiono podstawowe pojęcia niezbędne do zrozumienia pracy z systemami komputerowego wspomagania pracy inżyniera. Rozdział ten stanowi unikatowe opracowanie na rynku księgarskim. W części drugiej pokazano modelowanie przestrzenne obiektów budowlanych w dwóch systemach – ArchiCAD i AutoCAD.
Skrypt może być wykorzystywany przez uczelnie wyższe prowadzące kierunek Budownictwo.
SPIS TREŚCI
Przedmowa ..................................................................................................................................... 9
1. TEORIA KOLORU W ZASTOSOWANIACH CAD .............................................................. 11
1.1. Podział i nazewnictwo w teorii kolorów .......................................................................... 14
1.2. Fizjologia widzenia barw ................................................................................................. 15
1.3. Model widzenia światła ................................................................................................... 15
1.4. Barwa w poligrafi i ........................................................................................................... 16
1.5. Podział barw .................................................................................................................... 16
1.6. Atrybuty koloru (barwy) .................................................................................................. 17
1.7. Prawa teorii koloru ........................................................................................................... 18
1.7.1. Prawo Betzolda-Bruckego .................................................................................... 18
1.7.2. Prawa Grassmanna ............................................................................................... 19
1.8. Mieszanie barw ................................................................................................................ 19
1.9. Modele przestrzeni barw .................................................................................................. 20
1.9.1. Model RGB .......................................................................................................... 21
1.9.2. Model CMY i CMYK .......................................................................................... 22
1.9.3. Model HSV i HSL ................................................................................................ 24
1.9.4. Model YUV .......................................................................................................... 26
1.9.5. Model CIELab ...................................................................................................... 26
1.10. Dyskretyzacja modeli ...................................................................................................... 28
1.11. Standaryzacja oceny koloru w budownictwie ................................................................. 30
2. GRAFIKA KOMPUTEROWA ................................................................................................. 31
2.1. Sprzęt komputerowy stosowany w grafi ce ...................................................................... 32
2.2. Dwa ważne pojęcia w grafi ce komputerowej – grafi ka wektorowa i grafi ka rastrowa ... 33
2.3. Grafi ka wektorowa a grafi ka rastrowa ............................................................................. 34
2.4. Grafi ka wektorowa ........................................................................................................... 35
2.5. Grafi ka rastrowa ............................................................................................................... 37
2.6. Kompresja obrazu ............................................................................................................ 40
2.7. Formaty grafi ki rastrowej ................................................................................................. 41
2.7.1. Format BMP ......................................................................................................... 41
2.7.2. Format GIF ........................................................................................................... 42
2.7.3. Format JPEG ........................................................................................................ 42
2.7.4. Format PNG ......................................................................................................... 45
2.7.5. Format TIFF ......................................................................................................... 46
2.8. Zestawienie formatów grafi ki rastrowej .......................................................................... 46
6
3. MODELOWANIE GEOMETRYCZNE ................................................................................. 49
3.1. Obliczenia numeryczne .................................................................................................. 50
3.2. Przekształcenia w 3D ..................................................................................................... 52
3.3. Proste techniki modelowania ......................................................................................... 54
3.4. Modelowanie prymitywami ........................................................................................... 57
3.5. Modelowanie krzywymi ................................................................................................ 58
3.5.1. Krzywe Hermite’a .............................................................................................. 60
3.5.2. Krzywe Béziera .................................................................................................. 61
3.5.3. Krzywe B-sklejane (B-splajn) ............................................................................ 64
3.6. Powierzchnie .................................................................................................................. 65
3.7. Modelowanie brył .......................................................................................................... 67
3.7.1. Operacje na bryłach i konstruktywna geometria brył ........................................ 67
3.7.2. Zakreślanie przestrzeni ....................................................................................... 68
3.7.3. Kopiowanie prymitywów ................................................................................... 69
3.7.4. Reprezentacja (opis) brzegowa .......................................................................... 70
3.7.5. Reprezentacje z podziałem przestrzeni .............................................................. 71
3.8. NURBS .......................................................................................................................... 74
3.9. Modelowanie parametryczne ......................................................................................... 74
3.10. Problemy realizacji modelowania 3D ............................................................................ 76
3.11. Skanowanie 3D .............................................................................................................. 77
3.12. Drukowanie 3D .............................................................................................................. 77
4. PREZENTACJA MODELI PRZESTRZENNYCH ............................................................... 79
4.1. Prezentacje krawędziowe ............................................................................................... 80
4.2. Oświetlenie lokalne i globalne ....................................................................................... 81
4.3. Cieniowanie modelu ...................................................................................................... 81
4.4. Rendering ....................................................................................................................... 82
4.5. Metoda śledzenia promieni ............................................................................................ 85
4.6. Metoda energetyczna ..................................................................................................... 86
4.7. Oświetlenie .................................................................................................................... 87
4.8. Źródła światła ................................................................................................................ 89
4.9. Tekstury ......................................................................................................................... 90
4.10. Wygładzanie modeli ...................................................................................................... 92
4.11. Złożoność obliczeniowa ................................................................................................ 93
4.12. Praktyczne uwagi do renderingu . ................................................................................... 93
5. PODSTAWY PRACY Z SYSTEMAMI CAD. TWORZENIE DOKUMENTACJI WSPOMAGANE
KOMPUTEREM .................................................................................................. 96
5.1. Modelowanie w skali 1:1 ............................................................................................... 96
5.2. Modelowanie precyzyjne ............................................................................................... 97
5.3. Warstwy ......................................................................................................................... 99
5.4. Modelowanie – proces tworzenia rysunków ................................................................. 101
5.5. Układy współrzędnych .................................................................................................. 102
5.6. Edycja istniejących obiektów ........................................................................................ 102
5.7. Grupowanie obiektów .................................................................................................... 103
5.8. Wymiarowanie ............................................................................................................... 104
5.9. Technika przygotowania rysunków (modeli) ................................................................. 104
7
6. STANDARYZACJA I INTEGRACJA ................................................................................... 106
6.1. Standaryzacja dokumentacji CAD ................................................................................. 106
6.1.1. Standardy tworzenia pliku rysunkowego ........................................................... 106
6.1.2. Standardy zapisywania, przekazywania i przechowywania plików rysunkowych
w obrębie grupy projektowej .................................................................... 108
6.1.3. Standardy przekazywania dokumentacji projektowej między uczestnikami procesu
inwestycyjnego ........................................................................................... 109
6.2. Formaty danych w systemach CAD .............................................................................. 110
6.3. Modelowanie informacji o budynku (BIM) ................................................................... 113
Bibliografi a ................................................................................................................................... 116
DODATKI
A. Przykład modelowania obiektu budowlanego w programie ArchiCAD .................................. 119
B. Przykład modelowania bryłowo-powierzchniowego w programie AutoCAD ........................ 195
Książka składa się z dwóch części – Podstaw teoretycznych i Przykładów. W części pierwszej przedstawiono podstawowe pojęcia niezbędne do zrozumienia pracy z systemami komputerowego wspomagania pracy inżyniera. Rozdział ten stanowi unikatowe opracowanie na rynku księgarskim. W części drugiej pokazano modelowanie przestrzenne obiektów budowlanych w dwóch systemach – ArchiCAD i AutoCAD.
Skrypt może być wykorzystywany przez uczelnie wyższe prowadzące kierunek Budownictwo.
SPIS TREŚCI
Przedmowa ..................................................................................................................................... 9
1. TEORIA KOLORU W ZASTOSOWANIACH CAD .............................................................. 11
1.1. Podział i nazewnictwo w teorii kolorów .......................................................................... 14
1.2. Fizjologia widzenia barw ................................................................................................. 15
1.3. Model widzenia światła ................................................................................................... 15
1.4. Barwa w poligrafi i ........................................................................................................... 16
1.5. Podział barw .................................................................................................................... 16
1.6. Atrybuty koloru (barwy) .................................................................................................. 17
1.7. Prawa teorii koloru ........................................................................................................... 18
1.7.1. Prawo Betzolda-Bruckego .................................................................................... 18
1.7.2. Prawa Grassmanna ............................................................................................... 19
1.8. Mieszanie barw ................................................................................................................ 19
1.9. Modele przestrzeni barw .................................................................................................. 20
1.9.1. Model RGB .......................................................................................................... 21
1.9.2. Model CMY i CMYK .......................................................................................... 22
1.9.3. Model HSV i HSL ................................................................................................ 24
1.9.4. Model YUV .......................................................................................................... 26
1.9.5. Model CIELab ...................................................................................................... 26
1.10. Dyskretyzacja modeli ...................................................................................................... 28
1.11. Standaryzacja oceny koloru w budownictwie ................................................................. 30
2. GRAFIKA KOMPUTEROWA ................................................................................................. 31
2.1. Sprzęt komputerowy stosowany w grafi ce ...................................................................... 32
2.2. Dwa ważne pojęcia w grafi ce komputerowej – grafi ka wektorowa i grafi ka rastrowa ... 33
2.3. Grafi ka wektorowa a grafi ka rastrowa ............................................................................. 34
2.4. Grafi ka wektorowa ........................................................................................................... 35
2.5. Grafi ka rastrowa ............................................................................................................... 37
2.6. Kompresja obrazu ............................................................................................................ 40
2.7. Formaty grafi ki rastrowej ................................................................................................. 41
2.7.1. Format BMP ......................................................................................................... 41
2.7.2. Format GIF ........................................................................................................... 42
2.7.3. Format JPEG ........................................................................................................ 42
2.7.4. Format PNG ......................................................................................................... 45
2.7.5. Format TIFF ......................................................................................................... 46
2.8. Zestawienie formatów grafi ki rastrowej .......................................................................... 46
6
3. MODELOWANIE GEOMETRYCZNE ................................................................................. 49
3.1. Obliczenia numeryczne .................................................................................................. 50
3.2. Przekształcenia w 3D ..................................................................................................... 52
3.3. Proste techniki modelowania ......................................................................................... 54
3.4. Modelowanie prymitywami ........................................................................................... 57
3.5. Modelowanie krzywymi ................................................................................................ 58
3.5.1. Krzywe Hermite’a .............................................................................................. 60
3.5.2. Krzywe Béziera .................................................................................................. 61
3.5.3. Krzywe B-sklejane (B-splajn) ............................................................................ 64
3.6. Powierzchnie .................................................................................................................. 65
3.7. Modelowanie brył .......................................................................................................... 67
3.7.1. Operacje na bryłach i konstruktywna geometria brył ........................................ 67
3.7.2. Zakreślanie przestrzeni ....................................................................................... 68
3.7.3. Kopiowanie prymitywów ................................................................................... 69
3.7.4. Reprezentacja (opis) brzegowa .......................................................................... 70
3.7.5. Reprezentacje z podziałem przestrzeni .............................................................. 71
3.8. NURBS .......................................................................................................................... 74
3.9. Modelowanie parametryczne ......................................................................................... 74
3.10. Problemy realizacji modelowania 3D ............................................................................ 76
3.11. Skanowanie 3D .............................................................................................................. 77
3.12. Drukowanie 3D .............................................................................................................. 77
4. PREZENTACJA MODELI PRZESTRZENNYCH ............................................................... 79
4.1. Prezentacje krawędziowe ............................................................................................... 80
4.2. Oświetlenie lokalne i globalne ....................................................................................... 81
4.3. Cieniowanie modelu ...................................................................................................... 81
4.4. Rendering ....................................................................................................................... 82
4.5. Metoda śledzenia promieni ............................................................................................ 85
4.6. Metoda energetyczna ..................................................................................................... 86
4.7. Oświetlenie .................................................................................................................... 87
4.8. Źródła światła ................................................................................................................ 89
4.9. Tekstury ......................................................................................................................... 90
4.10. Wygładzanie modeli ...................................................................................................... 92
4.11. Złożoność obliczeniowa ................................................................................................ 93
4.12. Praktyczne uwagi do renderingu . ................................................................................... 93
5. PODSTAWY PRACY Z SYSTEMAMI CAD. TWORZENIE DOKUMENTACJI WSPOMAGANE
KOMPUTEREM .................................................................................................. 96
5.1. Modelowanie w skali 1:1 ............................................................................................... 96
5.2. Modelowanie precyzyjne ............................................................................................... 97
5.3. Warstwy ......................................................................................................................... 99
5.4. Modelowanie – proces tworzenia rysunków ................................................................. 101
5.5. Układy współrzędnych .................................................................................................. 102
5.6. Edycja istniejących obiektów ........................................................................................ 102
5.7. Grupowanie obiektów .................................................................................................... 103
5.8. Wymiarowanie ............................................................................................................... 104
5.9. Technika przygotowania rysunków (modeli) ................................................................. 104
7
6. STANDARYZACJA I INTEGRACJA ................................................................................... 106
6.1. Standaryzacja dokumentacji CAD ................................................................................. 106
6.1.1. Standardy tworzenia pliku rysunkowego ........................................................... 106
6.1.2. Standardy zapisywania, przekazywania i przechowywania plików rysunkowych
w obrębie grupy projektowej .................................................................... 108
6.1.3. Standardy przekazywania dokumentacji projektowej między uczestnikami procesu
inwestycyjnego ........................................................................................... 109
6.2. Formaty danych w systemach CAD .............................................................................. 110
6.3. Modelowanie informacji o budynku (BIM) ................................................................... 113
Bibliografi a ................................................................................................................................... 116
DODATKI
A. Przykład modelowania obiektu budowlanego w programie ArchiCAD .................................. 119
B. Przykład modelowania bryłowo-powierzchniowego w programie AutoCAD ........................ 195
