close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

код для вставки
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
----------------------------------------
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
----------------------------------------
КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ РЕФЕРАТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ "ХУДОЖЕСТВЕННЫЕ И ЮВЕЛИРНЫЕ СПЕЦТЕХНОЛОГИИ" НА ТЕМУ
"Методика автоматизованного проектирования художественного производства по геометрической модели в программном средстве "ArtCAM""
ВЫПОЛНИЛ студент гр. ТХ-1-06
Дозоров О. Т.
ПРОВЕРИЛ профессор к-ры ТХОМ., д. т. н.
Павлов Ю. А.
МОСКВА 2010 Г.
Содержание
1. Введение3
2. Программная система "АртКЭМ" как средство поддержки производственной части жизненного цикла художественного изделия4
3. Центральные методики технологической проектировки серийного или тяжелого производства каменных художеств5
3.1. Технолого-концептуальное обоснование оптимума аналитической сложности изделия5
3.2. Работа с исходной "сырой" моделью или с ручным эскизом6
3.2.1. Алгоритмическая последовательность компьютерной проектировки технологической модели общего вида6
3.2.2. Устройство рабочей модели7
3.2.3. Задание технологического исполнения образцовой модели7
3.2.4. Рациональность проектировочной работы8
3.3. Приближение, реперинг, обобщение в художествах и их ремастеринге8
4. Схемы взаимодействия с системой "АртКЭМ" оператора-проектанта посредством дисплейно-клавиатурного интерфейса11
4.1. Объектные разделы (блоки) и группы (узлы) команд интерфейса12
4.1.1. Переключательный блок13
4.1.2. Координационный блок13
4.1.3. Модельный блок13
4.1.4. Программативный блок13
4.1.5. Графический блок13
4.2. Процессные команды интерфейса13
4.2.1. Указательные команды13
4.2.2. Позывные команды14
4.2.3. Геометро-построительные команды15
4.2.4. Отобразительные команды15
4.3. Типичная зрительно-указательная последовательность работы с "АртКЭМ"15
5. Выводы17
6. Перечень использованной литературы18
1. Введение
В процессе научно-технического развития созидательной деятельности человека уже века назад появилось контрастное различие групп производственных работ. Так, производства искусно-алгоритмические, требующие трудного не формального размышления, заняли полюс, противоположный работам строго механическим, требующим лишь формальных механико-алгоритмических действий. Особняком стояли художественно-производственные задачи изобразительного искусства, в которых такой поляризации отчего-то не происходило. Механическая сторона производства была известным нам образом превращена в нечеловеческие и даже неорганические преобразования энергии - машинерию. Далее пришло время и алгоритмической стороны. Художественное производство осталось неизменным, так как изначально не было насыщено грубой силой. А тут и проявилось сродство одушевлённого мышления в целом и искусства. Никак не удавалось алгоритмическими средствами воспроизвести мышление человека, так как в целом мышление это находилось в ужасно беспорядочном состоянии. Не помогали ни алфавит, ни расписания, ни часы, ни память: всё это было бессвязными вершинками айсберга бессознательной психики. Некоторой ясности в полусознательном поведении достигало искусство, но оно к тому времени возгордилось своей "немеханичной органичностью", вообразило себя вершиной человечности. Отказывалось искусство чувств признать себя связанным с машинерией и технологией.
Тогда, потерявши надежду воплотить психику в техническую систему напрямую, наука и техника - отбросив несообразности полусознательного - просто воплотили всё, что у них было в ведении, в электронные информатические устройства сегодняшнего дня. Действительно: в компьютере сейчас можно найти и алфавит, и расписания, и часы, и память. Казалось бы, производить привычные блага и услуги теперь можно сколько угодно. Однако изящные художники да скульпторы и по сей день не спешат к белым дисплеям и аккуратным кнопочкам. Наверное, они не считают свою работу ни благом, ни услугой?
Таким образом, аппаратное обеспечение творческого производства в настоящее время творят как бы "дезертиры бессознательного", "предатели искусства", "двойные агенты". Это - те из творческих знатоков органического мышления, у которых достало смелости и способностей вписывать свои мысли и привычки в неорганическую, вечную цифровую форму. Осложняется их работа именно бесстрастной механичностью умственной организации компьютера в сравнении с искусством творческого мышления. Даже из "живо" самодействующей модели производства благ и услуг трудно получить что-то, от этих благ и услуг в корне отличное.
Настоящая работа является частью великого дела автоматизации творческого процесса и отворчествлению автоматического процесса. В силу трудностей, описанных выше, она не претендует на высокую энциклопедичность.
Психовизуальные и аппаратные средства, описанные в работе, являются частью настоящего дня, явлением слияния машинерии и творчества, а значит - находятся в разработке.
2. Программная система "АртКЭМ" как средство поддержки производственной части жизненного цикла художественного изделия
Рассматриваемое программное средство "АртКЭМ" является сравнительно простым вмешательством технической мысли в художественный процесс. Оно нацелено главным образом на оцифровку готового произведения искусства, реконструкцию его для приведения к товарному виду, и воплощению в материале исключительно линейно-поступательным фрезерно-сверлильным обходом заготовки. Приставка "арт" обозначает именно это, а не что-то более заманчиво-волшебное. Искусство в данном случае состоит в глубоко неочевидной достройке привычных автоматических процессов до экономико-технологически оптимального состояния.
АСТПП "АртКЭМ" разработки английской ОАО "ДелКэм" - система программ для компьютера архитектуры ЭВМ ЕС, в которой единым для проектанта порядком создается, редактируется и прорабатывается дизайн математической модели изделия или "сырые" данные сканирования его прототипа, а также создаются управляющие программы для технологического оборудования с гибким компьютерным управлением. "АртКЭМ" позволяет точно моделировать технологию, не прибегая к пробному производству. Данная АСТПП зарекомендовала себя как надежное и гибкое средство моделирования художественной резьбы. "АртКЭМ" версии "Профессиональная" предназначена для пространственного моделирования и программирования автоматической механообработки. Она позволяет получать модели объёмных поверхностей из плоского растра, рассчитывать по плоским контурам шаблонные карты высот для примитивных барельефов, а также раскройки листовых заготовок, и получать по ним программы гибкого компьютерного управления, недостижимые прямыми кодонаборными методами. Дополнительные программные модули, входящие в состав АСТПП "АртКЭМ Про.", позволяют:
- читать геометрические модели из файлов разных стандартов записи; - обрабатывать до белового исполнения модели, полученные на трёхмерных сканирующих устройствах; - использовать уникальную библиотеку готовых моделей объёмных форм; - создавать рельефы по дискретной функции двух дискретных аргументов; - отрисовывать приблизительный вид одного и того же проекта изделия, изготовленного в разных материалах; - создавать сборки, состоящие из различных моделей; - создавать программы управления CNC-фрезерами по различным коммерческим стандартам с учётом всех подробностей технологического процесса; - контролировать массу, объем изделия и реальный срок изготовления единицы этого изделия. Все это может быть объединено в одном проекте для получения сложного технического дизайна изделия. Имеющиеся графические возможности могут дать наглядное представление о готовом виде изделия. Это позволяет варьировать дизайн в модели - без необходимости издерживаться на лишнюю пробную продукцию.
Несмотря на кажущееся "рыночное" разноголосье проектировочных методов, подпрограммы "АртКЭМ" в систему объединяет крайняя аскетичность разнообразия получаемых техпроцессов. Бессвязные, хотя и легко понятные, методики могут быть применены совместно к проекту исключительно из-за сурового математического ограничения на их общий результат. Иными словами, единообразие проектировки в "АртКЭМ" идёт не "с верхушки" дизайн-проекта, а скорее "с балансового острия" техно-проекта. В моделировочных САПР положение противоположное.
3. Центральные методики технологической проектировки серийного или тяжелого производства каменных художеств
3.1. Технолого-концептуальное обоснование
оптимума аналитической сложности изделия
Для современного пластического искусства объемное изделие есть подобие системы наперёд известных и придумываемых по ходу работы соподчинённых несложных форм, выстроенных в осмысленную композицию с целью в меру условно изобразить нечто воображённое или видимое. Такое представление есть ценное наследие "аналоговых" скульпторов, прямо воздействовавших на материал своими движениями. Однако между автором цифровой скульптуры и её конечным воплощением, размножаемым автоматическим устройством, расположен лабиринт информатической формальности. Этот "плод человеческого разума" в своей программной основе, т. н. "core", никоим образом не подобен никакому ручному инструменту, как бы ни пытались программисты внушить это своим покупателям. Скорее это продолжение способа мышления группы программистов, но, увы - не всегда скульпторов. Можно определить такие "чистые" задачи проектировки, в которых исходные данные решаемой задачи находятся в реальном "мире оператора", а в искусственный "мир ЭВМ" всё полностью заносится его действиями. Можно определить и "смешанные", что заставляют ЭВМ работать с использованием уже оцифрованных исходных данных. В этом случае часто получается уменьшить трудную творческую составляющую работы, и проектировка сводится к "объёмной ретуши" чего-то "полуготового". Встречаются и задачи, требующие предварительно ручной творческой оцифровки данных.
В 20-м веке наиболее производительные и масштабные моделингово-программинговые задачи успешно и широко решаются для написания однообразных реалистических многопользовательских электронных Интернет-видеоигр. Они по-своему красивы - но продаются не столько из-за этого, сколько из-за наркотического действия готико-футуристических зрелищ с иллюзией контроля на целевую аудиторию. Скульптурное же совершенство занимает в так называемом "3D game design" одно из последних мест, гораздо важнее там замысел миссии героев и психоактивность видеопроцесса игры. Когда-то видеоигры не только расслабляли игрока, но и развивали его оперативные способности, но это обыкновение рухнуло как раз из-за рывка видеовычислительных мощностей электроники. "Видеозомбирование" в большинстве случаев победило, и было превращено в коммерческий рынок. В науке этот метод титанически-вычислительного качественного скачка при решении формальной целевой задачи получил название "bruteforce". Попытки напрямую заменить привычный кусок гипса компьютерной системой принимают самые уродливые, ресурсоёмкие и негибкие формы. Печально, что гонка вычислительных мощностей создаёт видимость совершенствования этих антихудожественных методов. Применение к скульптуре геометрографического моделирования "с нуля", изначально внутри компьютера в 20-ом веке даёт весьма своеобразные плоды. Этим чисто электронным способом получаются "омытые" сплайновой геометрией Пьера Безье короба автомобилей и бытовых изделий. "Чистому" моделированию также открыты матричные методы прочностных, гидравлических и электромагнитных расчётов. С художественной точки зрения металлические и пластиковые объекты, рождённые исключительно человеком и компьютером 20-го века, обычно напоминают то мускулы, кожу, печень или кости, то иллюстрации из школьной стереометрии, то диаграммы корпускулярно-силовых явлений в сплошных средах. Эти "алхимические элементы" сочетаются, пересекаются, "сплавляются", но часто остаются легко различимыми. В ряде случаев к "поверхности явлений" всплывают ничем не прикрытые фрейдизмы цветущей в подполье порнографии и пугающие образы галлюциногенных практик. Более того, последние - так называемый "психодел" - порой заметно интереснее и привлекательнее для покупателя, чем всё прочее.
Из описанной ситуации следует, что цифровая скульптура идёт одновременно по различным путям. Материально-имитационный путь тупиковый, или даже "замкнут кольцом" вокруг средневекового прошлого. Ретушь оцифрованных данных полезна только для не вполне интеллектуальных репродукционных работ. Сплошь компьютерный предметно-целевой путь промышленного дизайна 20-го века - "плавный переход от зернокомбайна к Дейнеке" может быть полезен в смысле методических построительных принципов, но он и сейчас ещё несёт неизгладимый отпечаток технических нехудожественных работ. Таким путём шла и идёт группа разработчиков программы "3Д Студия Максимум"; их программа за десяток выпусков только "обросла" второстепенными модулями, и с 80-х годов ни разу не пересматривалась в основных понятиях. Данный путь показал себя негибким, грубо отбрасывающим любые неизвестные древним грекам геометрические образы; он "прямолинеен", как обрывающиеся в пропасть локомотивные пути. Как и предыдущие две, остаётся нерешённой и рискует быть забытой задача сознательного получения в памяти компьютера совершенно любой технологически достижимой и представимо сложной изобразительной фигуры. Кажется верным, что для такого "спирального" пути развития машинной графики требуется "продолжить в компьютер" сознательные вообразительные принципы людей, владеющих программированием и решением всех ранее описанных задач, теорией объёмной геометрографии, и вдобавок гипсовой скульптурой - самой гибкой из "ручных". Какое-либо специально созданное программистское предпринимательское общество задалось бы целью представить себе стереотомическое "рождение" совсем любых достижимых сложных фигур - причём представить, исходя из конечного их вида. Такие работы ведутся, и их результаты обычно самые дорогостоящие и "громкие". Их успех кроется во всё более слабых ограничениях на форму. Такова, например, самобытная САПР "Майя". Но успех "Майя" не повторишь, так как и эта задача была узкоцелевой, конкретно - зрелищно-рекламной; в ней решены лишь самые "наболевшие" тогда вопросы изображения подвижных органических миров. При этом все прочие методы фигурного синтеза, хотя и не являются настолько же эффективными и художественными, по-прежнему конкурируют с ними неравно. В отличие от осмысленного универсального стереотомического компьютерного синтеза любых художественных фигур, все другие методы - более лёгкие пути, и их целевой "дивный новый мир" прекрасно виден.
3.2. Работа с исходной "сырой" моделью или с ручным эскизом
Техническая, а тем более - технико-художественная компьютерная графическая проектировка представлена группами не нацело формализованных стратегий оператора-проектанта, системно обобщённых, но отчасти и специфичных для разных групп задач. Стратегии эти определяют взаимодействие проектанта, непрестанно выполняемой ЭВМ геометрографической программной системы и данных, обрабатываемых человеком и программной системой совместно. 3.2.1. Алгоритмическая последовательность компьютерной проектировки технологической модели общего вида При совместной проектной работе человека и ЭВМ происходит "симбиотическое" образование динамической системы, действующей внось и вновь по следующей схеме:
1) решение задачи об оптимальном варианте продолжения работы и переход к следующему этапу проектировки, то есть - получению в ЭВМ ожидаемого состояния программ и данных; 2) сопровождающиеся зрительным дисплейным контролем и чередующиеся в разных сочетаниях
а) выбор подпрограммы записи-изменения-стирания модели; б) указание ограничительных принципов, размещающих составляющие в пространстве модели;
в) выбор нужной, добавление новой или устранение имеющейся группы составляющих модели; г) организованное выбранной подпрограммой изменение параметров этой группы в соответствии с последовательно указуемыми новыми параметрами; 3) автоматическая или ручная запись модели в полученном состоянии в память нужного уровня: автоматическая запись в энергозависимую или ручная - в энергонезависимую.
3.2.2. Устройство рабочей модели
Основная особенность "АртКЭМ" как АСТПП - одновременная работа с несколькими моделями, связанными в хранимую единым файлом рабочую над-модель: - образцовой моделью, показывающей целевую для проекта наружность готового продукта, и состоящей из растрово-поверхностной, векторно-линейной частей, цветной растровой части-"кальки" для прослеживания фигур оцифрованного эскиза, а также подчинённой образцовой модели
- программно-траекторной моделью, показывающей линии перемещения центральной точки каждого инструмента в ходе проектируемого технологического процесса, а также подчинённой программно-траекторной модели
- имитационной моделью, показывающей предполагаемое программой поведение реального материала при осуществлении над ним действий программно-траекторной модели.
Модель образцового художественного объекта в "АртКЭМ" может быть представлена одновременно и картами заданных математической матрицей высотных точек рельефа, и плоскими графиками кусочно-заданных математических сплайновых функций гравюры. Но не чем-либо третьим. То есть, принципиально различаются только не переходные друг между дружкой стили глиптики: рельеф и гравюра. И то, и другое может быть как получено из имеющегося файла одного из стандартных коммерческих форматов, так и создано в самой программной системе. Есть средства несимметричного взаимного перехода между этими способами представления модели. Однако при необходимости представления информационно ёмких геометрографических образов система более пригодна для доработки уже имеющейся модели.
Предусмотрена возможность разбиения информационно-емкой образцовой модели на отдельные набор независимых рельефов, набор независисимых гравюр и набор независимых "кальковых цветных бумажек". При этом в пределах каждого набора для отдельных "слоёв" задаётся режим совмещения с другими "слоями". 3.2.3. Задание технологического исполнения образцовой модели
Для увязки как полученной извне, так и "свежезаданной" цифровой модели с технологическими принципами современных CNC-фрезеров требуются разной лёгкости указательно-зрительные работы с "АртКЭМ" посредством вызова дисплейно-клавиатурным интерфейсом какого-либо набора графико-числовых программ. В соответствии с устройством образцовой модели технологических процессов, представляемые программно-траекторной моделью, разбиты на отдельные стратегии. Эти стратегии различаются на - многослойно-плосколинейные типы уп.-й программы, многозаходно прорезаемые движущейся в любой горизонтальной плоскости вертикальной фрезой, и - сканово-рельефные типы уп.-й программы, монотонно повторяющие карту высот "прилежным" обходом фрезой одного вертикального профиля заготовки за другим. Однако, в отличие от образцовой модели, работа с составляющими которой ведётся отчасти отдельными наборами подпрограммных средств, траекторная модель любого технологического процесса предназначена для работы единым набором средств.
Задача технологизации может включать - исправление шумовых и крупномерных искажений имеющейся записи объёма, - исправление излишеств и неровностей плоско-криволинейных моделей,
- достройку или частичную редакцию объёма или линий простыми фигурами или математически выведенными из контура "пузырями" высот;
- совмещение в одном наборе управляющих программ как плоских криволинейных, так и сканово-рельефных фрезеровок.
3.2.4. Рациональность проектировочной работы
В "АртКЭМ", как и в любой моделировочной программе, важно рациональное вложение труда. Несмотря на явную творческую убогость, технологическую избыточность, антитехническую мелочность результирующих механических методов, у "АртКЭМ" проявляется признак, свойственный и более гибким проектировочным системам. Эта черта - понятное разнообразие эффективных путей получения одного и того же результата - как промежуточного, так и конечного. Причём как любой из нескольких путей, так и единственно возможный путь может быть оптимальным в зависимости от всей проектировки. А прочими путями можно работать сколько угодно: компьютер никогда не подскажет, так как не знает точно, какой результат от него хотят получить. Нацело формализовать общий случай проектировочной работы невозможно до тех пор, пока не будет найдено единственно верное описание результата. А оно в случае творческого проекта становится однозначным только при выяснении начальных условий и конечных требований к каждому проекту отдельно. Для всех же проектов в общем алгоритмически неизменны лишь некоторые руководящие над-принципы построения "расписания работы" и отдельные чередуемые "операционные модули". Причём всё это принадлежит оператору-проектанту, а для проектировочной машины может выглядеть несколько иначе. Успешность, понятность, гибкость проектировочной программы прямо зависит от выбора как указанных принципов, так и указанных модулей. И решают судьбу такого проектировочного "software product" не вычислительная и изобразительная мощь компьютера, не технические знания оператора. Решает её именно возможность программной системы на рабочее время стать "чудесной созидательной фантазией" - продолжением сознания для большинства обученных операторов, в котором можно почти всё, что только представимо.
3.3. Приближение, реперинг, обобщение в художествах и их ремастеринге Несмотря на значительную сложность сознательных принципов формирования скульптурных произведений искусства, эти произведения в конечном виде обнаруживают систему простых особенностей строения. Эта система очень важна как для прочтения изделия зрителем, так и для записи его автором. Она накладывает ограничения на свободу как записи, так и чтения объекта. Это приводит к превращению сознания автора и объекта работы во взаимодействующие динамические системы. Взамен ослабления ненужных возможностей такая система ведения работы - если только она художественна! - даёт усиление возможностей нужных. Например, ограничение информационного содержания плана своих действий позволяет упорядоченно вообразить весь процесс выполнения работы до конца - причём решение некоторых частных групп операций оставить на время исполнения. Ограничение же содержания и действий, и объекта позволяет вообразить... "вообще всё".
Один из главнейших принципов строения творческого объекта - неравнозначность различных его составляющих. Сознательная воля к привнесению в объект этой неравнозначности и есть часть творческой интерпретации натурного источника. И эта же поляризация образа на важное-неважное позволяет ничтожными изобразительными средствами изготовить с натуры работу, зрителем не отличимую от натуры. Натуры, которой, может, и не было. В случае изображения автором несуществующего или невозможного, но узнаваемого образа задача наболее трудна: это частичная умозрительная имитация вымышленным поведением вымышленной системы реального поведения реальной системы. Наконец, на другую сторону сложности, уже "закругляясь" вновь к простоте, выходит изображение чего-то, реалистическая узнаваемость чего не нужна. Изобразительное мастерство - где-то в середине этого кругового "танца" в поле произведения "узнаваемости-неведомости" и "возможности-невозможности".
Всегда можно в художественной работе выделить эмоционально-повествовательную и изобразительно-техническую составляющие воли автора, осуществляемые едиными творческими методами и оттого почти неразделимые. Именно этим безвредным отделением технической составляющей творчества трудны как работа с проектировочной программой, так и в разы более - создание такой программы.
В машинной графике к творческой работе близки различного рода "притягивания" свойств "безвольных", метрически или структурно свободных или неясных элементарных свойств эскиза к состояниям модели, математически наипростейшим из возможных. При этом может использоваться, например, огрубление подаваемой с "мыши" координаты точки до ближайшего целого значения этой координаты - реперная сетка. Такая сетка программно встроена в почти любое графическое программное средство. Также обычно построительная подпрограмма позволяет в определённом режиме "отлавливать" вновь создаваемую или изменяемую величину в окрестности ясного соотнесения этой величины с величинами другими; "отловленные" так величины округляются до ясно соотносимого с другими значения. Например, новая точка ложится точно на место другой точки, ближайшей к подаваемой с мыши координате, или на ближайшую точку другой линии, или в точку падения на линию перпендикуляра из предыдущей заданной точки, и т. п. Весьма действенен метод замены "мыши" клавиатурой - то есть печатной дачи графических параметров или "кнопочного" выбора построительного режима совместно с "мышиным" заданием координаты. Такой "устаревший метод" бурно продолжается многими программными средствами в форме применения целиком наборных графических алгоритмов, самостоятельно дающих построительные команды - так называемого "scripting", "программирования одной программой другой программы". Но можно и применять и менее очевидные методы: - упорядочение плана дачи построительных команд по простым алгоритмам, содержимых в уме оператора-проектанта;
- разбитие плана действий на ускоряющие работу группы одинаковых действий над различными составляющими проекта - и наоборот, группы различных действий над одной и той же составляющей; - установление незаметных упрощающих работу связей между отдельными элементарными частями, и между группами элементарных частей;
- ручное сочетание различных реперов на разных координатных осях;
- построение вспомогательной "реперной картинки", не имеющей построительного значения после её употребления;
- последовательное употребление различных "реперных картинок", их наложение друг на друга и вывод одной из другой; - сочетание структурной неоднородности и размерной однородности, или наоборот, или одновременно (одновременно - это и есть уже упомянутый репер); - использование арифметических прогрессий величин, и связь алгебраических свойств функциями; - указательно-зрительный перебор до оптимума величин подобных параметров, лежащих в окрестности неточно заданной величины;
- индуктивный синтез: размножение одинаковых составляющих проекта с последующим установлением различий между ними, и противоположный ему - дедуктивный синтез: приведение имеющихся различных частей проекта к единому состоянию.
Таким образом можно в разы сократить работу по имеющемуся неточному, "косячному" эскизу, автор которого не придаст значения той части сделанной работы, что отклонится от его поспешных "козявок" на бумаге. Вообще, здесь затрагивается граница между творческим методом - улучшающим результат, и методической вольностью - за которую не похвалят. 4. Схемы взаимодействия с системой "АртКЭМ" оператора-проектанта посредством дисплейно-клавиатурного интерфейса
Рисунок. Объектные разделы дисплейно-клавиатурного интерфейса САПР-АСТПП "АртКЭМ" версии 9.0 Интерфейс "АртКЭМ" использует принятые как стандарт с 1980-х годов объекты Компонентной Модели операционной среды "Виндоус" - всем привычные указатель "мыши", "выпадающие меню" структурного указания, курсор клавиатурного ввода и его "белые корытца" с полосами "прокрутки" не умещающегося в "корытце" содержимого, "кнопки" дачи единичных команд, "корытца" и "флажки" поимённо-выборных перечней, "картотечные вкладки" выпадающих группировочных полей, "древца" поимённых вложенных структур. Широко используется главное удобство Компонентной Модели - плавающие одно поверх другого "окна" независимо и одновременно выполняемых ЭВМ подпрограмм. Одновременный вывод всего возможного "раздражимого материала" "АртКЭМ" покрыл бы весь дисплей пару десятков раз, что естественно для современных Виндоус-программ. В настоящей работе описано лишь содержимое главного окна АСТПП, так как разобраться во всплывающих "окошках" подпрограмм достаточно нетрудно сразу после обучения работе с Компонентной Моделью "Виндоус".
Важной характеристикой фокуса ввода, соединяющего работу оператора с работой ЭВМ, является положение составляющей интерфейса, определяющей режим текущего взаимодействия оператора с ЭВМ, в методическом алгоритме оператора. Это положение можно определить двумя независимыми "координатами": объектной и процессной. Причём переход фокуса ввода с одной ячейки этой "координатной сетки" на другую происходит чаще по процессной координате, чем по объектной. Отдельные составляющие интерфейса могут быть задействованы с помощью набора на клавиатуре одиночных букв при зажатии какого-либо набора регистровых клавиш клавиатуры - одновременном нажатии "Д" и "контроль" ("Ctrl"), или "Д" и "альтернатива" ("Alt"), или одновременном нажатии "Н", "контроль" и "альтернатива", или же одновременном нажатии "?", "прописные" ("Shift") и "альтернатива". Также указание "мышью" на объект при зажатии регистровых клавиш обычно даёт команду, отличную от даваемой только указанием "мышью" на тот же объект.
Деление интерфейса "АртКЭМ" на блоки продумано с целью ускорения и мнемоничности наиболее типичных зрительно-указательных работ, выполняемых с этой программой одним оператором. Разделение обязанностей на нескольких операторов при работе с ней навряд ли ускорит или улучшит дело. Это обусловлено предназначением "АртКЭМ" для персональных ЭВМ. Ведь ПЭВМ изначально создавались как индивидуальные "рабочие кабинеты", и далеко не во всех случаях перешли в состояние многолюдных "заводов" или соединённых коммуникационной сетью "промзон".
4.1. Объектные разделы (блоки) и группы (узлы) команд интерфейса
Объектные разделы, определяющие "крупнорежимные" единицы методического алгоритма оператора-проектанта, обычно более специфичны для каждой отдельной группы программных средств. В "АртКЭМ" имеются следующие объектные блоки интерфейса:
- блок выбора группы зрительно-указательных работ (зелёные тона), - блок координационного режима (розовые тона), - блок моделировочного режима (оранжевые тона),
- блок программационного режима (синие тона),
- блок графического сопровождения команд (желтый), а также
- различные свободные окна, без необходимости не отображаемые.
Все три режимных блока, кроме переключательного, отображаются на одном и том же месте дисплея по команде с координационного блока.
Также часть интерфейса выстроена в колонки над-процессов (слева направо): оперативную колонку, геометрографическую колонку, модельно-"слоевую" колонку.
4.1.1. Переключательный блок
С помощью переключательного блока выбираются узлы различных режимов работы с "АртКЭМ":
- переключатель координационного, модельного и программационного режимов (мореводный),
- строка "меню" структурно-клавиатурного указания (салатовый)
- переключатель емких подпрограмм (голубой).
4.1.2. Координационный блок Координационный блок содержит узлы, отвечающие форме записи проекта в памяти ЭВМ:
- отображение структуры проекта (розовый),
- узел чтения-записи энергонезависимой памяти (малиновый). 4.1.3. Модельный блок
Модельный блок - самый часто используемый среди прочих объектных. Он содержит средства, напрямую вызывающие подпрограммы изменения рабочей модели:
- узел работы с растрово-поверхностно представленной частью образцовой модели (красный),
- узел работы с векторно-линейно и растрово-трасировочно представленными частями образцовой модели (рыжий).
4.1.4. Программативный блок
Программативный блок на поверку оказывается самый ценным в "АртКЭМ". Именно в нём есть ярлычки к весьма продуманным, разнообразным и гибким средствам формирования и вывода на CNC-оборудование программно-траекторной модели - набора траекторий, параметрико-автоматически проложенных в заготовке в соотвествии с содержимым образцовой модели:
- узел работы с программно-траекторной моделью (фиолетовый),
- узел работы с имитационной моделью (синий).
4.1.5. Графический блок
Блок графического сопровождения устроен проще прочих; он представлен проективным видом, работающим одновременно в плоском чертёжном и объёмном живописном режимах. На видах отображаются одновременно все три рабочих модели, причём чертёжный вид снабжён масштабно-мерительными шкалами и цветной закраской, помогающей работать с "припиской объёма" отдельным плосколинейным контурам. 4.2. Процессные команды интерфейса
"Перпендикулярно" объектной классификационной сетке команд можно выделить и процессную сетку, имеющую более простое строение ввиду более частого перемещения фокуса ввода между её единицами. Существенная часть процессных команд отдаётся посредством появляющихся и убирающихся с дисплея "окон" подпрограмм. Однако эти "окошки" достаточно очевидно и единообразно устроены, а также понятно надписаны. Поэтому подпрограммные "окошки" в данной работе описаны словесно. 4.2.1. Указательные команды
Эти команды обычно используются сериями внутри элементарных подпрограмм. Они предназначены для принятия за текущий изменяемый объект какой-либо составляющей какой-либо модели. Этот выбор может тут же приниматься подпрограммой, или же оставаться на время следующих действий. Зрительно выбор осуществляется указанием "мышью" на одну ближайшую окрестность или площадь требуемого объекта, на несколько таковых, или же последовательным выбором нескольких требуемых имён в списке. Выбор отражается на дисплее отрисовкой выбранного объекта на том же месте, но в отличном от других объектов цвете, толщине, или же с миганием, или как-то ещё. Повторное указание на объект обычно снимает с него выбор. Указать можно и два объекта: начальный и конечный, если при перемещении указателя между ними держать "мышь" нажатой, а на конечном объекте отпустить её. Таким способом, в частности, упрощается до одного движения мышью исполнение элементарных подпрограмм "параллельный перенос", "вращение на угол", "свободный масштаб". Указуемыми и выбираемыми могут быть проекции объекта на чертёжном виде. В таком случае в исполняемой построительной подпрограмме указанная точка или область модели принимается за один из параметров.
Указываются мышью и составляющие интерфейса, а также поимённые отображения структурных единиц образцовой и траекторной моделей. В случае с "корытцем" текстового или числового поля этой командой выбирается отрезок строки между конечным и начальным зазорами литер. Тогда его можно "множить из ума" в другие такие же поля командами "множить" и "внести"; а эти команды представлены пунктами меню, выпадающего в месте нажатия правой - а не левой - клавиши "мыши". Такое "правое меню" называется контекстным; оно существенно облегчает дачу команды применительно к любому выбранному объекту - потому что для каждого объекта в нём оказывается выбор многих применимых именно к этому объекту команд. 4.2.2. Позывные команды
Такими командами являются почти все вызовы подпрограмм по интерфейсному "ярлычку". Обычно с этих команд начинается работа "программного инструмента" - исполнение ЭВМ и оператором элементарного зрительно-указательного раздела методического алгоритма.
Примеры: чтение с НЖМД высотно-рельефного растра, добавление к образцовой модели литерно-наборной строки текста, добавление к образцовой модели очередного "слоевого" набора гравировочных линий, подрезка имеющимся гравировочным контуром множества гравировочных линий, прослеживание линии контура разложенной в растр одноцветной области, построение под одной частью рельефа другой оконтуренной и гладкой части, вычисление траектории фрезы по имеющемуся набору гравировочных линий с добавлением этой траектории к программной модели, вывод готовой управляющей программы на CNC-оборудование.
Особо следует отметить типичные для Виндоус команды "отменить последнее воздействие" (клавиши Ctrl и Z), "абзац" (клавиша "Enter") "к следующему\\предыдущему элементу интерфейса" (клавиша Tab\\клавиши Shift и Tab), "закрыть исполнение программы" (диагональный крестик), "сохранить файл" (ярлычок-дискетка), "множить выбранное" (клавиши Ctrl и C), "вынести выбранное" (клавиши Ctrl и X), "внести после курсора" (клавиши Ctrl и V), "устранить выбранное" (клавиша Del), "справка" (группа меню "Help" или клавиша F-1). Всё это действительно и в пределах "АртКЭМ". Так, оператор может вести перебор различных "ветвящихся" вариантов методического алгоритма - то есть, в каждом случае ошибки возвращать модели в предыдущее состояние, и снова вести алгоритмическую ветвь уже верным путём. Более того: записывая доведённую до различных этапов одну и ту же работу в отдельные проектные файлы, можно надстроить ещё один "страховочный каскад". Тогда можно позволить себе над-перебирать до успешности из одного и того же файла целые "гроздья" под-переборов "отменой". Нажатие клавиши "абзац" равнозначно завершению отдельно-оконного отрезка подпрограммы. Нажатие клавиши "пробел" при выбранной "кнопке или флажке" ранозначно указанию этого элемента. Выбранный геометрический объект на проективном виде можно "выносить на ум" из модели, а его бесчисленные копии - "вносить из ума" в неё. "Устранение" работает для самых различных выбранных составляющих модели.
Общепризнана бесценной - хотя она и бесплатна - команда "справка", вызывающая электронный справочник по каждой из элементарных подпрограмм. Такой справочник в "АртКЭМ" имеется. Подобные справочники-"хелпы" чрезвычайно детальны, но не могут заменить полное методическое руководство или обще-компьютерный "ликбез", так как исчерпывающий инструктаж обычно стоит отдельных денег. Однако в сочетании с инструктажем "хелп" позволяет драматически сократить сроки освоения любого программного средства.
4.2.3. Геометро-построительные команды
Специфичными для изобразительных программных средств являются трудно освоимые команды непосредственного изменения выбранного геометрического свойства модели. В ходе исполнения ряда геометро-построительных подпрограмм эти команды выполняются указанием "мышью" очередной нужной составляющей (обычно точки или отрезка) модели. Геометро-построительные команды разнообразны, но метафизически легко понятны. Важнейшими элементарными командами этой группы являются создающие, прибавительные, убавительные, изменяющие, сообщительные и устраняющие команды. Сущность этих команд интуитивно понятна из включающей их подпрограммы.
Чрезвычайно удобно совмещение клавиатурного указания метрико-числовых или структурно-числовых параметров со зрительным указанием метрико-координатных или структурно-координатных параметров. Однако в "АртКЭМ" этот способ почти не применяется.
Одновременное указание "мышью" на объект построительной команды при зажатии регистровых клавиш обычно даёт команду, отличную от даваемой только указанием "мышью" на тот же объект.
4.2.4. Отобразительные команды
Управление чертёжным и живописным проективными видами осуществляется простыми указательными командами. Для каждого режима отображения принят определённый способ выбора отображаемой области моделей, состоящий в указании центральных или граничных координат и далее - любой из составляющих моделей по назначенному ей имени.
Отобразительными также являются команды активации-деактивации отрисовки отдельных составляющих модели, синхронной с проектировочной работой.
4.3. Типичная зрительно-указательная последовательность работы с "АртКЭМ"
Можно привести пример типичной "однозаходной" работы с "АртКЭМ". Подобная работа начинаётся с... бумажного листочка. Для быстрого и эффективного исполнения продолжительного проекта следует после его продумывания главнейшую часть плана работы "сбросить" в "Блокнот" Виндоус или в безотказный бумажный блокнот. Самое полезное для изобразительно сложной работы - сложный набросок геометрографической части проекта, а лучше - соподчинённые маленькие наброски "с деталировкой". Худшее, что можно сделать в таких набросках - старательное рисование с циркулем и линейкой, а также запись "неуверенных", очевидных, избыточных подробностей.
Работа с ЭВМ, возможно, начнётся с задания ожидаемых габаритов и растрового шага заготовки. Далее возможно получение в чертёжном виде основных составляющих образцовой модели: построения зависимых от проектанта простых и геометрически строгих составляющих, а также взятие готовых цифровых фигур из сторонних файлов. Далее - соотносящая добавленные к модели составляющие "ретушно-переплётная" работа: изменение и дополнение слитых исходных и "свежих" гравировочных контуров, ретушь и векторизация рельефно-высотного растра, "рельефизация" нужных контуров. Эта работа - самая типичная для САПР. Её называют просто "modeling". В случаях художественной проектировки с использованием "тяжёлых" изобразительно-программных средств именно к ней относятся утверждения п. 3.3 данной работы; к ней происходит длительное привыкание, к ней же относятся большинство профессиональных "цифрово-изобразительных" навыков. После каждого моделингового обхода всех частей модели бывает "проверочная чистка" полученной модели от мелких ошибок, возможно - всякого рода реперинг и "ручная параметризация" с помощью упомянутой "отмены воздействия". В конце очередного этапа моделинга драгоценным становится "принцип о лучшем и хорошем". Можно сделать ряд вариаций готовой модели и выбрать из них лучший, однако здесь при переоценке своих возможностей проект может "уйти в мигрень": выносливость компьютера всегда превышает выносливость оператора. Что же до технологической проектировки - то без прямого доступа к станку, блокнота и производственного опыта даже имитационная модель бессильна. Вначале выбирают положение образцовой модели в рабочей зоне станка, а значит - и положение траекторной модели в материале заготовки. Если время сидения за считающей машиной ограничено, то для каждого вида обработки следует задавать по возможности меньшую вычислительную точность. Первой задают грубую обработку заготовки, и для неё задают такие режимы и припуски, что не будут противоречить последующей более тонкой обработке: ненулевой припуск, наибольший из имеющихся инструмент, оптимально краткую стратегию обхода заготовки. Как после вычисления уп.-й программы грубой траектории, так и после вычисления всех прочих программ полезно запустить имитацию техпроцесса по "свежей" уп.-й программе. Тонкую обработку можно разбить на под-этапы так, чтобы последний этап имел наиближайший к нулю допуск и выполнялся наименьшим инструментом по самой аккуратной стратегии. В последнюю очередь задаётся отработка гравировочных линий, и в этом случае декоративно важна форма исполняющего гравировку инструмента. Также желательно для последней обработки гладких гнутых поверхностей рельефа выбрать инструмент, оставляющий наименьшую волнистость - например, сферическую фрезу. Не следует забывать о возможности сочетать в траекторной модели не совмещённые друг с другом в образцовой модели "слои". Например, можно при активном первом слое рельефа вычислить и добавить к программной модели одну уп.-ю программу, при активном втором - вычислить и добавить другую, и т. д. Тогда и в имитационной модели, и в реальном материале получится "урезка" другом друга поверхностей нескольких совмещённых гладких фрезеровок. Такие фрезеровки пересекутся по чёткому гребню или даже острию, что недостижимо посредством лишь одной уп.-й программы. Приблизительно то же справедливо и для ветвящихся или пересекающихся линий.
Всегда можно попытаться выдать лёгкое технологическое несовершенство продукта за изысканный техно-стиль творческого программирования, и таким образом избавиться от ручной доработки заготовки напильником и абразивными шкурками.
5. Выводы
Несомненно, технологическая практика важна для освоения любой части любого САПР или АСТПП. "АртКЭМ", как средство индивидуально-эксклюзивного толка, здесь открывает раздольную пахоту для личного самосовершенствования, и навряд ли смертный человек может исчерпать возможности "утончения владения" даже только "АртКЭМ". Ритм и порывистость современной производственной жизни делает обучение новым АСТПП в процессе работы неизбежным для любого специалиста любых умонастроений.
Где-то в мучительных переборах технологических параметров и "дотягиваением" несовершенства до выразительности кроется грань между технологией и мастерством. А связь этих занятий с искусством диктуется художественностью как предметов этих занятий, так и требований к их результату.
Возможно, почти все современные технические дизайнеры могут изредка гордиться и радоваться своим новым соседям - художникам, скульпторам, гравёрам. Задача будущего, коснувшегося настоящего сверкающими техническими линиями - сделать эти гордость и радость постоянными; сделать совместные мечты встретившихся специализаций вечным искусством.
6. Перечень использованной литературы
1) Павлов Ю. А. Компьютерные проектирование и подготовка промышленного производства изделий из камня: Учебное пособие для студентов специализации "261001" в 3-х частях. - М.: МГГУ, 2002.
2) Павлов Ю. А. Программное управление технологическим оборудованием в гибком автоматизированном камнеобрабатывающем производстве: Учебное пособие в 3-х книгах - книга 3 "Программирование компьютерных систем управления технологическим оборудованием". - М.: МГГУ, 2009.
3) Павлов Ю. А. Компьютерные АСТПП промышленных изделий: Методические указания к практикам специализации "261001". - М.: МГГУ, 2001.
4) Дементьева В. М., Королёва А. В., Павлов Ю. А. Дизайн. Основы технической эстетики: Методические указания к курсовому проектированию для студентов специализации "261001". - М.: МГГУ, 2008.
5) Савина Е. П., Митин В. Р. Программа трехмерного моделирования художественных рельефов ArtCAM в школе. 6) http://www.delcam.ru/
7) http://www.texnologia.ru/program/artcam
8) http://www.sapr.ru/article.aspx?id=8301&iid=334
9) http://nrcde.ru/delcam/artcam.html
10) http://www.roland.ru/products/accesories/artcam-js.php
2
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
37
Размер файла
456 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа