Inženjerska grafika
1
Uvodna razmatranja
Osnovni pojmovi. Informacije i njihov grafi
č
ki prikaz. Podru
č
ja primene kompjuterskih sistema.
Kompjuterske tehnologije u razvoju proizvoda. Aktuelni softveri inženjerske grafike.
Živimo u «tehnosvetu», svetu znanja, veština i ume
ć
a,
č
iji 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 otkri
ć
e parne mašine
2. elektri
č
no doba (kraj XIX i po
č
etak XXveka), doba vezano za Teslina otkri
ć
a i
naizmeni
č
nu struju
3. nuklearno doba (sredina XX veka), doba vezano za otkri
ć
e fisije urana 235 i atomske
bombe
4. elektronsko doba (sredina i kraj XX veka) vezano za prvi direktni TV prenos izme
đ
u
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 odlu
č
ili da stvore veliku kompjutersku
mrežu w.w.w.
I dok ne pre
đ
emo u jedno novo doba, opsesije i terminalne projekcije su da je to svemirsko
doba, mi
ć
e mo se pozabaviti osnovnim resursom ovog našeg doba a to je informacija.
Informacijom se danas bavi ve
ć
ina zaposlenih. To više nije materijalna proizvodnja, ve
ć
kako se
naziva uslužni sektor, gde se ve
ć
ina zaposlenih bavi isklju
č
ivo obradom informacija i
posredovanjem te iste u svim oblicima.
Ova
č
injenica razlog je da navedemo neke osnovne karakteristike informacije kao resursa:
Informacija je neiscrpna kao resurs
. Svi prirodni resursi (nafta, ugalj, gas, razne rude..) su
ograni
č
eni raspoloživim koli
č
inama koje se nalaze u prirodi. Za mnoge od njih postoje i precizni
prora
č
uni o razdobljima u kojima
ć
e još biti rasploživi. Me
đ
utim informacija, upravo zato što
nema prirodno poreklo, ne podleže tim ograni
č
enjima.
Druga karakteristika informacije: da se trošenjem ne uništava njen sadržaj
. Svi smo navikli na
č
injenicu da se svaki proizvod ili neki drugi predmet rada uptrebom haba i postupno postaje
neprikladan za upotrebu odnosno na bilo koji na
č
in prestaje ispunjavati funkciju radi koje ga
imamo. S informacijom nije tako. Taj resurs potpuno je indiferentan prema svakom obliku
potrošnje, odnosno njegova eksploatacija nije ograni
č
ena niti vremenom niti intezitetom
potrošnje.
Tre
ć
a osobina informacije: to što ona podnosi mnoštvo konzumenata istovremeno
. Informacija
sa
č
uvana u nekoj bazi na raspolaganju je neograni
č
enom broju korisnika u isto vreme i bez
obzira na udaljenost od njene lokacije.
Č
etvrta osobina: da informacija trošenjem (upotrebom) pove
ć
ava svoju vrednost
. Naime,
informacija koja nikome nije potrebna i nema vrednost, ili drugim re
č
ima, informacija je toliko
zna
č
ajnija, pa utoliko i vrednija, što više korisnika poteže za njom.
Poslednja osobina informacije, ujedno je i njeno jedino ograni
č
enje: jedino je ljudska
sposobnost ograni
č
avaju
ć
i faktor njenog univerzalnog koriš
ć
enja
. Stvarala
č
ke mogu
ć
nosti
č
oveka, njegova kreativnost postaju sada presudni faktor koriš
ć
enja ovog resursa.
Kao što se vidi nakon ovog sagledavanja karakteristika informacije kao resursa, nije teško
zaklju
č
iti da znanje postaje jedan od osnovnih preduslova delovanja u oblasti informatike i to
znanje u pogledu koriš
ć
enja informacija, njihove obrade, povezivanja, analiziranja itd.
Zavisnost cene i doprinosa informacija od vremena generisanja može se prikazati dijagramom
na slici 1:
2
t
opt
t
d c
c
min
k
c
d
Slika 1.
Dijagram zavisnosti cene i doprinosa informacije
t
vreme generisanja informacije,
d doprinos
informacije
c cena
generisanja
t
opt
najpogodnije vreme za koriš
ć
enje informacije
c
min
najmanja cena informacije
k
oblast korisne informacije
Savremene baze podataka, osim tekstualnih i numeri
č
kih podataka, sada
č
uvaju i razne
multimedijalne podatke kao što su fotografije, video i audio zapisi, radarski signali, satelitski
snimci, itd. koji
č
esto zauzimaju veliki memorijski prostor
Inženjerska, odnosno šire posmatrano, ra
č
unarska 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 grafi
č
ko prikazivanje
koriš
ć
enjem niza standardnih grafi
č
kih elemenata. Standardi su neophodni kako bi se izvukla
bitna korist od modeliranja, a to je komunikacija. Komunikacija izme
đ
u svih korisnika modela
odnosno svih onih koji su uklju
č
eni u dizajniranje, modeliranje i projektovanje, je osnovna svrha
vizuelnog modeliranja.
Komunikacija se može ostvariti koriš
ć
enjem nevizuelnih (tekstualnih) informacija, me
đ
utim (ali
ipak mora se priznati) ljudi su bi
ć
a koja vizuelno mnogo lakše prihvataju i uo
č
avaju stvari (bolje
jednom videti nego sto puta
č
uti ili jedna slika govori više od hiljadu re
č
i). Ljudi imaju ve
ć
u
mogu
ć
nost da razumeju stvari ako su im one prezentovane vizuelno preko modela nego u
slu
č
aju kad su one prezentovane samo tekstom. Izradom vizuelnog modela sistema, može se
pokazati kako sistem radi posmatraju
ć
i 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 izme
đ
u 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 (prora
č
une). Tehnolozi proveravaju tehnologi
č
nost 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

4
KOKONSTRUKCIJA
DETALJA
KONCEPCIJA
PRORACUNI
DOKUMENTACIJA
IZRADA PROTOTIPOVA
ISPITIVANJA
PROIZVODNI INŽENJERING
DEFINISANJE
ZAHTEVA
ISTRAŽIVANJE
I
RAZVOJ
DETALJNO
PROJEKTOVANJE
PROIZVODA
RAZVOJ
KONCEPTA
PROIZVODNJE
DETALJNO
PROJEKTOVANJE
PROCESA
PROIZVODNJA
FAZE RAZVOJA
PROIZVODA
T
E
H
N
I
K
E
I
N
Ž
E
NJ
E
R
S
T
V
A
P
R
O
C
E
S
I
CAD
CAD
CAE
CAQ
CAM
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 ograni
č
enja 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 budu
ć
e konstrukciono rešenje, definiše se na osnovu
izu
č
avanja potreba tržišta, zatim potrebe za rešavanjem odre
đ
enog tehni
č
kog problema ....
RADNA SVOJSTVA
konstrukcije definišu se prema potrebnom odnosno željenom kvalitetu
izvršavanja funkcije, na
č
inu rukovanja, održavanja, potrebnoj sigurnosti i pouzdanosti u radu i
td. Od radnih svojstava u najve
ć
oj meri zavisi konkurentnost proizvoda na tržištu, obim
plasmana i vreme održavanja na tržištu.
ERGONOMSKA SVOJSTVA
su od velikog zna
č
aja posebno ako
č
ovek rukuje mašinom u
dugim vremenskim intervalima (zamaranje, povrede, komande (pažnja, koncentracija,
preglednost, sila)) i td.
SPOLJNI IZGLED
(manji/ve
ć
i zna
č
aj)
TEHNOLOŠKA SVOJSTVA
su od velikog zna
č
aja prvenstveno za proizvo
đ
a
č
a. Delovi treba da
su tehnologi
č
ni tj. da se mogu izraditi uz što manje napora, za što kra
ć
e vreme i uz što manju
upotrebu specijalne opreme.
EKONOMSKA OGRANI
Č
ENJA
cilj je dobiti proizvod sa što nižim troškovima proizvodnje kako
bi pozitivna razlika izme
đ
u cene na tržištu i troškova bila što ve
ć
a. (Izbor materijala, tehnologija,
složenost konstrukcija ...)
USLOVI ISPORUKE, TRANSPORTA, MONTAŽE
nemaju kod svake konstrukcije isti zna
č
aj,
me
đ
utim tamo gde im je važnost velika ne mogu se i ne smeju se zanemariti.
SKLAPANJE I RASKLAPANJE
vrlo su zna
č
ajni kod onih konstrukcija koje zahtevaju
č
este
intervencije u toku eksploatacije.
CAD
-
Computer Aided Design
(konstruisanje (projektovanje) pomo
ć
u (primenom) ra
č
unara)
5
CAM
-
Computer Aided Manufacturing
(proizvodnja podržana ra
č
unarom)
CAE
-
Computer Aided Engineering
(inženjerstvo (inženjerska analiza) podržana ra
č
unarom)
CAP
-
Computer Aided Planning
(planiranje podržano ra
č
unarom)
CAPP
-
Computer Aided Process Planning
(planiranje procesa izrade podržano ra
č
unarom)
CAQ
-
Computer Aided Quality
(kvalitet podržan ra
č
unarom)
Ra
č
unarska grafika
Ra
č
unarska grafika (
Computer Graphics
) jeste vrsta ra
č
unarske obrade i izlaza gde je znatan
deo izlazne informacije u obliku slike, bilo jednostavnog histograma ili drugog grafi
č
kog prikaza,
bilo složene mape ili tehni
č
kog crteža u boji sa alfanumeri
č
kim oznakama. Izlaz može biti preko
vizualnog terminala - monitora ili kao trajan zapis preko štampa
č
a ili plotera. Ra
č
unar se može
isprogramirati tako da manipuliše informacijama, na primer, da ispravlja linije, pomera ili
izbacuje ozna
č
ene površine, uve
ć
ava ili smanjuje detalje, itd.
Sistem automatskog projektovanja i automatizovana proizvodnja bile su jedna od prvih primena
i do sada ostaju osnovne sfere koriš
ć
enja ra
č
unarske grafike. Monitor ra
č
unara omogu
ć
ava
automatizaciju pripreme crteža, arhitektonskih planova, ekonomskih dijagrama a tako
đ
e i šeme
proizvodnih procesa. Davši ra
č
unskom grafi
č
kom sistemu dimenzije elementa mašine i
koriste
ć
i metode konstruisanja crteža u mašinskom projektovanju, mogu se dobiti konture ili
slika tog elementa pod proizvoljnim uglom posmatranja. Koriste
ć
i analogne grafi
č
ke metode,
može se prikazati na monitoru i napisati tehnološka dokumentacija za izradu detalja.
Tehnološki crteži omogu
ć
avaju da se pokaže trajektorija kretanja alata ili instrumenta po površi
poluproizvoda u procesu obrade detalja.
Inženjeri-konstruktori u automobilskoj ili vazduhoplovnoj industriji koriste metode ra
č
unarskog
projektovanja pri konstrukciji oblika površi proizvoda. Na ekranu monitora prikazuju se konturni
likovi radi analize spoljnjih obrisa automobila i aviona, pri
č
emu se na ekranu mogu dati kako
konture
č
itavog proizvoda, tako i pojedina
č
ni 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
omogu
ć
ava konstruktoru da da kona
č
an oblik proizvodu.
Metode mašinskog projektovanja primenjuju se tako
đ
e pri razradi elektri
č
nih i elektronskih
šema. Koriste
ć
i grafi
č
ke oznake razli
č
itih komponenata, inženjeri elektrotehnike mogu da
razra
đ
uju šeme na ekranu monitora, neprekidno uvode
ć
i dopunske elemente.
Arhitekte, pri projektovanju, tako
đ
e koriste crteže gra
đ
evina, ostvarene pomo
ć
u ra
č
unarske
grafike. Ovi crteži mogu biti ostvarni u razli
č
itim oblicima. Planovi spratova koriste se pri
projektovanju rasporeda soba, vrata i prozora ili rasporeda razli
č
itih instalacija.
Trodimenzionalni prikazi omogu
ć
avaju da se vidi spoljnji izgled pojedine gra
đ
evine ili da se
predstavi raspored kompleksa zgrada.
Tehniku ra
č
unarske grafike koriste umetnici. Pomo
ć
u grafi
č
kih monitora izra
đ
uju se crtani
filmovi. Apstraktne i geometrijske šare generišu se grafi
č
kim sistemima radi koriš
ć
enja u
stvarala
č
kom procesu. Šare, dobijene ra
č
unarom, nalaze primenu u raznim oblastima,
uklju
č
uju
ć
i tekstilnu industriju. Umetnici-dekorateri tako
đ
e koriste metode obrade slike za
retuširanje, prekomponovanje i druge umetni
č
ke poslove.
Pod obradom slike podrazumeva se celokupnost grafi
č
kih metoda, koje omogu
ć
avaju da se
dobije na ekranu monitora slika predmeta prema njegovoj fotografiji ili televizijskoj slici. Mada se
i u ovom slu
č
aju koristi ra
č
unar, obrada slika se razlikuje od obi
č
nih metoda ra
č
unarske 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 omogu
ć
avaju da se zatim prekomponuje crtež,
pove
ć
a kontrast i poboljša obojenost slike.
Lekari istraživa
č
i koriste metode obrade slika za analizu rentgenskih snimaka s ciljem
izu
č
avanja funkcionisanja fizioloških sistema. Ove iste metode su korisne i pri prou
č
avanju

7
se odre
đ
uje bitima, najmanjom mogu
ć
om jedinicom informacije u ra
č
unaru). Tipi
č
na rasterska
slika je prikazana na slici 3.
Slika 3.
Tipi
č
na rasterska slika
Sa leve strane je cela slika, a desno se nalazi njegov deo na kome je prikazan jedan od vrhova
planine, uveli
č
an za 250 procenata. O
č
igledno je, da se slika sastoji od redova i kolona malih
elemenata razli
č
itih boja. Takav element se naziva piksel. Ljudsko oko ne razlikuje pojedina
č
ne
elemente (jer su suviše sitni), tako da mi vidimo celu sliku sa blagim prelazima izme
đ
u boja.
Broj elemenata, koji je neophodan za dobijanje realisti
č
ne slike zavisi od mnogo faktora.
Tipovi rasterskih slika
Rasterske slike mogu da sadrže bilo koji broj boja, ali se po tome naj
č
eš
ć
e dele na
č
etiri
osnovne kategorije:
Jednobitne (Line-art)
(slika 4). Slike koje se sastoje od samo dve boje. Obi
č
no se koriste crna i
bela boja, ali mogu
ć
a je i kombinacija bilo koje druge dve boje. Ponekad se za takve slike koristi
naziv bitmapa, zato što ra
č
unar koristi samo jedan bit za svaki piksel.
Slika 4.
Jednobitna (Line-art) slika
Sive (Grayscale)
(slika 5), sadrže razli
č
ite nijanse sive, a tako
đ
e i
č
istu crnu i belu boju.
Slika 5.
Siva (Grayscale) slika
Višebojne
(slika 6): Takve slike sadrže nijanse dve ili više boja. Naj
č
eš
ć
e se koriste takozvani
duotonovi, koji se obi
č
no sastoje od crne i neke druge boje (obi
č
no palete boja). Na primer,
slika 6 je sastavljena od crne i palete tople crvene boje.
Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.
Slični dokumenti