GIÁO TRÌNH CAD CAM PHẦN 2 CAD THIẾT kế NHỜ máy TÍNH CHƯƠNG 6

Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực CHƯƠNG PHẦN MỀM ĐỒ HỌA MÁY TÍNH VÀ CƠ SƠ DỮ LIỆU 6.1 TỔNG QUAN Phần cứng CAD mà bàn luận chương vô ích không hỗ trợ phần mềm Trong chương bàn luận số vấn đề liên quan đến phần mềm sở liệu cho đồ họa máy tính tương tác CAD Phần mềm đồ họa tập hợp chương trình để người dùng thao tác hệ thống đồ họa máy tính Nó bao gồm chương trình tạo hình ảnh hình CRT, xử lý hình ảnh thực việc tương tác khác người dùng hệ thống Phụ với phần mềm đồ họa có phần mềm cung cấp thêm chức chuyên dụng liên quan đến CAD/CAM Chúng bao gồm chương trình phân tích thiết kế, thí dụ phân tích phần tữ hữu hạn, mô chuyển động, chương trình thiết kế qúa trình công nghệ Chương chủ yếu nói phần mềm đồ họa Phần mềm đồ họa hệ thống đồ họa máy tính riêng biệt phụ thuộc nhiều vào kiểu phần cứng dùng hệ thống Phần mềm phải viết riêng cho kiểu CRT kiểu thiết bị nhập dùng hệ thống Các chi tiết phần mềm viết cho hình CRT vạch nét khác so với hình CRT kiểu quét mành Sự khác ống ống lưu ảnh ống nạp lại ảnh ảnh hưởng đến phần mềm đồ họa Mặc dù khác biệt phần mềm người dùng không nhìn thấy chúng quan trọng đồ họa máy tính Các nguyên tắc Có nguyên tắc trong việc thiết kế phần mềm đồ họa • Tính đơn giản (simplicity) Phần mềm đồ họa phải dễ sử dụng • Tính chắn (consistancy) Phần mềm phải hoạt động cách chắn có tính gợi ý cho người dùng • Tính đầy đủ (completeness) Không thiếu thứ chức đồ họa • Tính mềm dẻo (Robustness) Hệ thồng đồ họa phải dễ dàng bỏ qua lỗi người dùng • Tính thực thi (Performance) Khi có hạn chế phần cứng, phần mềm phải sử dụng cách triệt để Chương trình đồ họa phải hiệu tốc độ đáp ứng phải nhanh chóng chắn • Tính kinh tế (Economy) Chương trình đồ họa không qúa lớn đắt giá đến mức làm cho có người mua để dùng CAD/CAM 60 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực 6.2 CẤU HÌNH PHẦN MỀM CỦA MỘT HỆ THỐNG ĐỒ HỌA Khi sử dụng hệ thống đồ họa người dùng phải thực hoạt động sau: Tương tác với hình đồ họa để tạo biến hóa hình ảnh hình Xây dựng model vật lý từ hình ảnh hình Các model gọi model ứng dụng Đưa model vào nhớ và/hoặc nhớ phụ Khi vẽ, người dùng phối hợp lệnh với theo thứ tự định Việc chia hoạt động muốn cho chương trình thích ứng với cấu hình chung phần mềm dùng với hệ thống đồ họa máy tính tương tác Phần mêm đồ họa bao gồm modul : Bộ đồ họa (Graphics package, Foley Van Dam gọi Graphics system) Chương trình ứng dụng (The Application program) Cơ sở liệu ứng dụng (The Application Databage) Cấu hình phần mềm hệ thống CAD vẽ hình 6.1 Cơ sở liệu ứng dụng Các chương trình ứng dụng Bộ đồ họa Màn hình đồ họa Thiết bị nhập người dùng Design workstation Hình 6.1 Cấu hình phần mềm đồ họa Module trọng tâm chương trình ứng dụng (Application programs) Nó điều khiển việc lưu liệu vào lấy liệu khỏi sở liệu ứng dụng Chương trình ứng dụng điều khiển người dùng qua hệ thống đồ họa Chương trình ứng dụng người dùng sử dụng để xây dựng model hình Chương trình ứng dụng viết riêng cho lónh vực riêng biệt Các lónh vực thiết kế kỹ thuật bao gồm: kiến trúc, xây dựng, khí, điện tử, hóa chất, hàng không Những lónh vực khác thiết kế bao gồm mô vật bay, cho liệu dạng đồ hoạ, phân tính toán học, hội họa Trong trường hợp, chương trình ứng dụng phân tích để tạo hình ảnh với quy ước thích ứng lónh vực Hệ thống hay đồ họa (Graphics Package) phần mềm hỗ trợ người dùng hình đồ họa Nó quản lý tương tác người dùng hệ thống Nó dùng giao diện (kết nối trung gian) người dùng phần mềm ứng dụng Hệ CAD/CAM 61 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực thống đồ họa gồm chương trình nhập (input subroutines) chương trình xuất (output subroutines) Các chương trình nhập nhận lệnh liệu từ người dùng đưa chúng đến chương trình ứng dụng Chương trình xuất điều khiển hình (hoặc thiết bị khác) biến đổi model ứng dụng sang hình ảnh đồ họa chiều Modul thứ phần mềm đồ họa máy tính tương tác (ICG) sở liệu Cơ sở liệu chứa định nghóa tóan học, số học, lôgic học model ứng dụng, thí dụ mạch điện tử, phần tử khí Nó gồm thông tin dạng chữ (ABC) với models, thí dụ danh sách vật liệu Nội dung sở liệu nhanh chóng hình CRT in giấy Mục 6.6 bàn sở liệu cho đồ họa máy tính 6.3 CÁC CHỨC NĂNG CỦA BỘ (PHẦN MỀM) ĐỒ HỌA (FUNCTIONS OF GRAPHICS PACKAGE) Để thực vai trò cấu trúc phần mềm hệ thống CAD, phần mềm đồ họa hay nói ngắn gọn đồ họa phải thực hàng loạt chức Mỗi chức nhóm lại thành Mỗi thực số công việc người dùng máy tính Các chức là: Chức tạo phần tử đồ họa Chức biến đổi Chức điều khiển chức cửa sổ Chức tạo đặc tính (Attribute): nét vẽ, màu, độ dày Chức chia nhỏ để chỉnh sửa đối tượng (Segmenting function.) Chức tạo hàm nhập người dùng (User input Function) Chúng ta xem xét số chức kỹ mục chương Trong mục mô tả sơ qua chức Chức tạo phần tử đồ họa: Một phần tử đồ họa máy tính đối tượng hình ảnh sở điểm, đường thẳng, đường tròn, Tập hợp phần tử hệ thống bao gồm chữ viết ký hiệu đặc biệt Nhiều thành phần chuyên dụng phần cứng hệ thống đồ họa liên kết với việc cho hiển thị nhiều phần tử Việc làm tăng tốc độ tạo phần tử Người dùng xây dựng model ứng dụng cách gom phần tử có hệ thống Tên gọi “primitives” thường dùng để gọi phần tử đồ họa nguyên thuỷ Chúng ta dùng lại tên gọi xây dựng kết cấu 3D Thuộc “primitive” có hình cầu, hình lập phương, hình trụ, Trong mô hình 3D kiểu khung dây solid, phần tử nguyên thủy dùng để xây dựng block tạo model 3D theo ý người dùng CAD/CAM 62 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Chức biến đổi (Transformation): Dùng để thay đổi hình ảnh hình di chuyển đến chỗ khác, phóng to, thu nhỏ, di chuyển (pan), xoay (rotate) Chúng ta bàn phép biển đổi hình ảnh 2D 3D mục 6.5 Chức điều khiển hình chức cửa sổ (Display control and windowing functions): Chức đảm bảo khả xem ảnh: • Từ góc độ mong muốn • Phóng to theo ý muốn Khi thực chức đó, người dùng sử dụng cửa sổ hình, lúc phóng to, lúc thu nhỏ, di chuyển từ chỗ tới chỗ Thực chất sử dụng chức biển đổi để hiển thị model hình theo ý muốn Một chức việc điều khiển hình xóa đường khuất Trong nhiều hệ thống đồ họa, ảnh vật cụ thể thể đường thẳng Việc xóa đường khuất thủ tục mà hình ảnh chia thành đường trông thấy không thấy (tức đường khuất) Trong số hệ thống CAD yếu kém, người dùng phải đường đường khuất để xóa khỏi hình ảnh làm cho vật thể dễ hiểu Trong hệ thống CAD đại, thí dụ PROENGINEER hãng PTC (Parametric Technology Company), đồ họa đủ thông minh để tự động xóa đường khuất Tạo đặc tính (Attribute): chọn nét vẽ, màu, độ dày nét vẽ Chức chọn chỉnh lý đối tượng (Segmenting function) Đảm bảo khả thay thế, xóa, sửa đổi đối tượng vẽ Tên gọi “segment” có ý nói đến phần riêng biệt hình ảnh nhận sửa đổi Segment xác định phần tử nhóm logic phân tử Màn hình CRT kiểu lưu ảnh ( storage type CRT) không thích hợp cho chức segmentation Để xóa hay chỉnh lý phần ảnh CRT kiểu lưu ảnh phải xóa hình ảnh vẽ lại với thay đổi thực Màn hình kiểu quét mành (raster scan) lý tưởng cho chức segmentation hình tự động vẽ lại khoảng ≥ 30 lần giây nhậäp người dùng (USER INPUT FUNCTION - UIF) Chức nha Chức nhập người dùng gồm tập chức đặc thù (critical) hệ thống đồ họa cho phép người dùng nhập lệnh liệu vào hệ thống Chức phải viết để bổ sung riêng cho thiết bị nhập dùng hệ thống, cho người dùng cảm thấy tiện dụng UIF phải viết để tăng suất, hiệu qủa người thiết kế, đảm bảo đủ chức cho sử dụng không qúa nhiều để người dùng choáng ngợp, không nhớ Một mục tiêu mà người thiết kế phần mềm cần theo đuổi cho người chút kinh nghiệm lập trình sử dụng hệ thống CAD cách dễ dàng CAD/CAM 63 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực 6.4 XÂY DỰNG HÌNH HỌC 6.4.1 Sử dụng phần tử hình học Hệ thống đồ họa xây dựng model từ phần tử đồ họa Các phần tử gọi người dùng trình xây dựng thêm vào để tạo nên model Có nhiều khía cạnh việc xây dựng mô hình mà bàn đến 1/ Trước phần tử gọi thêm vào model người dùng phải xác định kích thước, vị trí định hướng Để tạo model có hình dạng tỉ lệ cần thiết, cần phải thực phép biến đổi khác 2/ Phần tử đồ họa trừ cộng lại, nói cách khác model tạo từ phần tử âm phần tử dương Hình 6.2 minh họa việc xây dựng phần tử C từ phân tử A B Phần tử C tạo cách lấy phần tử A trừ phần tử B 3/ Yếu tố thứ xây dựng mô hình khả nhóm phần tử thành mà gọi tế bào (cell hay block) Một tế bào, theo ý nghóa này, phối hợp phần tử gọi để dùng đâu model Thí dụ: Nếu bulong dùng nhiều nơi model lắp ráp khí bulong cần tạo thành tế bào đặt vào chỗ model A-B=C Hình 6.2 Thí dụ xây dựng mô hình 2D cách lầy phần tử A trừ phần tử B để phần tử C Việc dùng tế bào đồ họa (block) điểm mạnh việc xây dựng model Xác định phầ phần tử đồ họa Người dùng có nhiều cách để gọi phần tử cụ thể đặt vào model Bảng 6.1 liệt kê số phương pháp xác định điểm, đường cong, đường tròn phần tử hình học khác qua việc tương tác với hệ thống ICG Các phần tử lưu sở liệu dạng toán học hệ thống tọa độ chiều gọi tới Thí dụ điểm xác định tọa độ X, Y, Z Một Polygon (đa giác) xác định CAD/CAM 64 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực tập điểm góc Một đường tròn xác định tâm bán kính Bằng toán học đường tròn xác định mặt phẳng XY phương trình: ( x – m)2 + ( y – n)2 = r2 (6.1) Điều có nghóa đường tròn có bán kính r tọa độ tâm x = m y = n Trong trường hợp, định nghóa toán học biến thành cạnh mặt tương ứng để tạo nên hồ sơ sở liệu hiển thị hình CRT Bảng 6.1 Các phương pháp xác định phần tử đồ họa máy tính tương tác Các phương pháp xác định điểm: Dùng chuột điểm hình Nhập tọa độ tuyệt đối Nhập vào offset ( khoảng cách X, Y, Z) từ điểm cho trước (tọa độ tương đối Giao điểm Các điểm nằm dọc theo phần tử cho trước cách đoạn cố định (điểm chia) … Các phương pháp xác định đường (line) Sử dụng điểm xác định từ trước Sử dụng điểm, chiều dài góc so với phương nằm ngang Sử dụng điểm cho đường thẳng song song vuông góc với đường cho trước Tiếp xúc với hai đường cong Vừa tiếp xúc mà // ⊥ với đường cho trước … Các phương pháp xác định cung tròn đường tròn: (Arc circles) … Chỉ định tâm bán kính đường tròn Chỉ định tâm và1 điểm đường tròn Chỉ định điểm Tiếp xúc đường thẳng Chỉ định bán kính tiếp tuyến với hai đường cho trước Các phương pháp xác định đường ellipse (conics) Đường conics bao gồm đường ellipses, parabolas hyperbolas, xác định mặt phẳng phương pháp sau Chỉ định từ điểm tâm bán kính hai trục Chỉ định từ điểm điều kiện tiếp tuyến Các phương pháp xác định đường cong CAD/CAM 65 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Các đường splines dùng để tạo nên đường cong qua điểm liệu cho trước Thí dụ, đường spline bậc 3, đường polynomial bậc ba nằm cặp điểm kế Các kỹ thuật khác tạo đường cong đồ họa máy tính bao gồm phương pháp tạo đường cong Bezier B – spline Cả phương pháp dùng thủ tục blending để tạo nên hiệu qủa cong đặn qua điểm liệu Đường cong thu không qua tất điểm Trong trường hợp liệu điểm phải nhập vào hệ thống đồ họa kỹ thuật tạo đường cong phải định để xác định đường cong Các phương pháp xác định mặt Các phương pháp mô tả để tạo nên đường sinh dùng để tạo nên bề mặt Các nhà chế tạo ô tô dùng kỹ thuật để thể mặt lập thể vỏ xe làm từ thép Một số phương pháp tạo bề mặt bao gồm: Phương pháp tạo mặt tròn xoay: tạo nên cách quay cạnh hay đường xung quanh trục cụ thể Phương pháp tạ tạo mặt kẻ (ruled surfaces): Nối hai đường cho trước đường thẳng Phương pháp tạo mặt quét (swept surfaces): Cho đường mặt cắt quét theo quỹ đạo cho trước Phương pháp tạo mặt cắt: tạo nên mặt cắt ngang chi tiết cách cắt lát điểm mặt phẳng theo phương cho trước Các phương pháp chỉnh lý hình học (geometry editing): Hệ thống CAD đảm bảo khả sửa đổi hiệu chỉnh mô hình hình học Khi xây dựng mô hình, người dùng phải có khả xóa, di chuyển, chép xoay phần tử mô hình Chúng ta bàn đến số chức mục 6.3 nói hệ thống đồ họa Thủ tục chỉnh lý gồm chọn phần tử mô hình thực lệnh hiệu chỉnh cần thiết Mỗi hệ thống CAD có phương pháp riêng để chọn phần tử mô hình Thông thường người ta dùng chuột tạo hình chữ nhật (cửa sổ) bao lấy phần tử cần chọn hình CRT Một phương pháp khác dùng bút quang đặt bút lên phân tử cần chọn Với bảng bút điện tử phương pháp vạch đường qua phân tử cần chọn mô hình Hệ thống đồ họa phải cho người dùng thấy phần mô hình chọn Làm để máy tính kiểm tra phần chọn có ý người dùng không Những hệ thống ICG khác dùng kỹ thuật khác để phân biệt phân tử chọn Những phương pháp đặt dấu lên phần tử, làm cho phân tử nỗi bật hơn, làm cho phân tử nhấp nháy, Một số khả chỉnh lý thông dụng hệ thống CAD thương mại cho bẳng 6.2 Bảng 6.2 Một số đặc điểm chỉnh lý thông dụng máy tính CAD CAD/CAM 66 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Thực Lê Trung Move: Di chuyển phân tử đến chỗ khác: đưa phân tử từ chỗ đến chỗ Copy: Sao chép phân tử đến chỗ khác Rotate: Xoay phân tử góc Mirror: Lấy đối xứng Delete: Xóa hẳn khỏi hình sở liệu Remove: Xóa tạm thời (không xóa khỏi sở liệu) Trim: Cắt xén đoạn thừa Block: Xây dựng tế bào từ phân tử chọn Tế bào sau cộng vào mô hình nơi cần Scale: Phần tử chọn định hệ số khuyếch đại theo phương X, Y, Z Có thể khuyếch đại theo 1, phương 6.5 CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI HÌNH HỌC 2D VÀ 3D (TRANSFORMATIONS) Nhiều đặc điểm chỉnh lý biến đổi đối tượng đồ họa tế bào mô hình Trong mục bàn phương diện toán học phép biến đổi Để minh họa, trước tiên ta chọn việc biến đổi không gian chiều (2D) Sau nói đến chiều (3D) 6.5.1 Biến đổi hình học không gian chiều (2D): Để định vị điểm hệ tọa độ trục, phải tọa độ X, Y Những tọa độ coi ma trận x : (x,y) Thí dụ: Ma trận (2,5) điểm có tọa độ x = y = tính từ gốc toạ độ Phương pháp phát triển cho việc xác định đường ma trận 2x2 cách cho toạ độ điểm đường thẳng Công thức có dạng:  x y1  (6.2) L=  x y 2  Baèng cách dùng quy tắc ma trận, điểm hay đường (hoặc phần tử hình học khác viết dạng ma trận) biến đổi để tạo phần tử Có nhiều phép biến đổi dùng đồ họa máy tính Chúng ta bàn phép biến đổi: di chuyển, khuyếch đại xoay Di chuyển: Là đưa phần tử hình học từ chỗ tới chỗ Trong trường hợp điểm, phương trình viết sau: x’ = x + m , y’ = y + n (6.3) Trong x’, y’ tọa độ điểm di chuyển tới x,y tọa độ ban đầu điểm di chuyển đi, m,n - lượng di chuyển tương ứng theo phương x,y Viết dạng ma trận: (x’,y’) = (x,y) + T (6.4) Trong T = (m,n) ma trận di chuyển (6.5) Ký hiệu T chữ Transformation CAD/CAM 67 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Bất phần tử hình học di chuyển không gian cách áp dụng công thức cho điểm thuộc phần tử Đối với đường thẳng, ma trận biến đổi áp dụng cho điểm đầu cuối Scaling: lấy tỉ lệ Dùng để tăng giảm kích thước đối tượng hình học Không thiết phải có tỉ lệ khuyếch đại theo phương x,y Thí dụ đường tròn biến đổi thành ellipse cách lấy tỉ lệ khuyếch đại theo phương x y khác Các điểm phân tử lấy tỉ lệ khuyếch đại ma trận tỉ lệ sau: ( x’,y’) = (x,y) S (6.6) m  S=   n (6.6) ma trận tỉ lệ Điều có nghóa kích thước phân tử thay đổi hệ số tỉ lệ m theo phương x hệ số tỉ lệ n theo phương y Việc lấy tỉ lệ ảnh hưởng đến việc bố trí lại phần tử hệ tọa độ x, y Nếu hệ số tỉ lệ nhỏ 1, chi tiết thu nhỏ lại di chuyển gần đến gốc tọa độ Nếu hệ số tỉ lệ lớn 1, chi tiết to di chuyển xa so với gốc tọa độ (Rotation)) Xoay (Rotation Trong phép biến đổi điểm phân tử xoay quanh gốc tọa độ góc θ Đối với góc θ dương, chi tiết xoay ngược chiều kim đồng hồ Viết dạng ma trận sau: ( x’, y’) = (x,y) R (6.8)  cosθ R= − sin θ sin θ  cosθ  (6.9) ma trận xoay Thí dụ 6.1 Để minh họa biến đổi mặt phẳng 2D xét đường thẳng xác định ma trận 1  L=   4 Giả sử ta cần di chuyển L đơn vị theo x đơn vị theo y Việc có nghóa ta phải cộng thêm vào giá trị x vào gía trị y điểm đầu cuối đường thẳng Nghóa đường thẳng có điểm cuối (3,4) (4,7) Hiệu qủa phép di chuyển minh họa hình 6.3 CAD/CAM 68 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực (4,7) (2,4) (3,4) (1,1) x Hình 6.3 Kết qủa di chuyển thí dụ 6.1 Thí dụ 6.2: Cũng với đường thẳng thí dụ 6.1, ta nhân tỉ lệ lên Khi ma trận tỉ lệ ( 2x2) xác định sau: 2  T =  0 2 Phương trình khuyếch đại viết 1     2 2 4.0 2 = 4       Keát qủa đường thẳng vẽ hình 6.4 (4,8) (0.-2684,4.4648) (2,4) (2,2) (1,1) Hình 6.4 Kết qủa phóng đại Thí thí dụ dụ 6.3.6.2 (0.366,1.366) (2,4) (1,1) x Hình 6.5 Kết qủa xoay thí dụ 6.3 Chúng ta sử dụng đường thẳng cho xoay góc 300 quanh gốc tọa độ Phương trình (6.8) dùng để xác định đường thẳng biến đổi, ma trận xoay viết CAD/CAM 69 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Hình 6.9 So sánh phương pháp tạo mô hình 2D 3D Có nhiều ưu điểm việc tạo mô hình 3D: - 3D tạo 2D dễ dàng qua hình chiếu - 3D xoay quanh trục - Trong mô hình 3D thêm, bớt phần tử, ảnh hưởng đến hình chiếu Một số hệ thống CAD từ mô hình 2D xây dựng thành mô hình 3D - 3D tạo vẽ phức tạp bố trí máy, đường ống nhà máy… - 3D mô qúa trình di chuyển dụng cụ - công cụ thiếu CAD/CAM - Một số hệ thống CAD có khả tính khối lượng, trọng tâm, môment quán tính,… Nhược điểm: - Gía thành đắt: Phần mềm phần cứng đắt tiền, so với hiệu qủa không đáng kể Các phương pháp mô hình hoá không gian 3D: Có phương pháp tạo mô hình theo cấu trúc: - Cấu trúc khung dây (Wire - Frame) - Cấu trúc mặt (Surface) - Cấu trúc khối (Solid) 1) Thiết kế mô hình 3D kiểu khung dây Bản chất: Hình thành model từ điểm, đường Mô hình khung dây mức thấp mô tả model Do có nhiều nhược điểm không đủ thông tin bề mặt nằm đường phân biệt không gian bên bên vật thể Tuy có ưu điểm không cần nhớ máy tính lớn hoàn toàn đáp ứng yêu cầu vật thể đơn giản Mô hình khung dây dùng nhiều để mô chuyển động dụng cụ gia công máy phay 2,5X, 3X Khái niệm 2,5X liên quan đến vấn đề nhiều hệ thống đơn giản tạo mô hình với mặt cắt không đổi Những vật thể vật thể 2,5 chiều Để tạo mô hình 2,5X lúc đầu tạo mặt cắt mặt phẳng XY, sau cho điểm quét theo phương Z “chiều cao” CAD/CAM 77 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Những chi tiết có chiều cao thay đổi với tiết diện thay đổi khó nhìn hình chiếu Khi đó, phải rõ tọa độ điểm không gian chiều Model xây dựng gọi 3X Những hạn chế mô hình khung dây Không quán: Có thể hiểu nhầm hình chiếu Thí dụ, hình 6.10 mô hình khung dây người xem hiểu theo hai cách khác Việc nhận đường khuất đường thấy cách xóa tay đường hình chiếu trucï đo Nhưng có đường nửa thấy nửa không, xóa làm hỏng phần thấy Mặt khác, xóa hình chiếu xóa đường hình chiếu khác Hình 6.10 Hai cách hiểu khác mô hình 3D kiểu khung dây Không thể phân biệt mặt cong Những mặt trụ thực tế gân, vẽ người ta thêm vào để mô tả giới hạn bề mặt Các “gân” mặt trụ xuất không gian tùy theo điểm nhìn, “bóng” gân không coi thành phần mô hình khung dây không vẽ Hình 6.11 (a) mô hình có cung tròn lỗ mà ta thấy vẽ 3D Trên mô hình khung dây (b), thấy hình dạng vật không rõ ràng Hình 6.11 làm cho nhầm lẫn mặt cong mô tả đường bóng (a) CAD/CAM (b) 78 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Hình 6.11 Vật thể a) thể dạng khung dây b) Không thể thấy ảnh hưởng lẫn phần tử Mô hình khung dây không mang thông tin mặt bao vật thể, nên thấy tương tác bất lợi bề mặt vật thể hạn chế đáng kể việc dùng mô hình khung dây phân tích chuyển động không gian cấu, mô hoạt động robot, thiết kế mặt nhà máy, thực vẽ đường ống phức tạp, kể việc mô chuyển động dụng cụ hạn chế Do không phát cố thiết kế Khó khăn xuất tính toán tính chất vật lý Vì thiếu thông tin bề mặt, nên có khả xảy vật thể hình học thể tích thiết kế xác, thực tế so với thành phần sở lại xác định không xác [3] Như thông số vật lý, thí dụ khối lượng, diện tích bề mặt, trọng tâm môment quán tính không tin cậy Không có khả tô bóng thiếu bề mặt 2) Tạo mô hình theo cấu trúc mặt - surface modeling Mô hình mặt xác định nhờ điểm, đường, mặt Kỹ thuật cao so với khung dây, linh hoạt nhiều chức Ưu điểm so với khung dây: Có thể tạo mặt phức tạp Có thể tô bóng Có thể phân biệt phần tử đặc biệt mặt lỗ Có thể thu hình ảnh chất lượng đảm bảo giao diện thuận tiện với máy CNC mô chuyển động công cụ không gian chiều gia công chi tiết với bề mặt phức tạp theo nhiều trục Đảm bảo công cụ hiệu qủa mô chuyển động robot Các hệ thống CAD tạo mô hình mặt thích ứng với hệ máy tính, phần lớn trường hợp để đạt hiệu qủa sử dụng cao nên dùng hệ máy tính 32 bit Phương pháp tạo mô hình bề mặt có hiệu qủa thiết kế chế tạo mặt cong phức tạp vỏ ô tô Các dạng bề mặt Các mặt hình học sở gồm: Mặt kẻ –Ruled surface (hình 6.12) Mặt tròn xoay – revolved surface (hình 6.13) Mặt bo tròn mặt giao tuyến (hình 6.14) Đây công cụ tạo mô hình mặt mà hệ thống CAD có CAD/CAM 79 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Mặt quét (Sweep Surface) Là mặt xác định cách quét tiết diện theo quỹ đạo hay dường dẫn cho trước (hình 6-15) Hình 6-15 Mặt quét với tiết diện thay đổi –là loại mặt quét tiết diện quét dọc theo quỹ đạo tự động thay đổi kích thước dựa theo nhiều quỹ dạo khác Trong nhiều trường hợp mặt tạo đường Spline xây dựng không gian chiều (hình 6.16) CAD/CAM 80 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Đây loại mặt cong tự do, dùng rộng rãi thiết kế chế tạo thân ô tô (vỏ), máy bay, chân vịt, cánh quạt v.v vật gia dụng (telefon, đồ dùng nhà bếp, chai lọ, dầu gội đầu v.v Mặt trùm – Blend Surface: loại mặt xây dựng cách bao trùm nhiều tiết diện mặt cong Nguyên tắc xác định mặt NUBS (NonUniform BB-Spline) Trong hệ thống CAD phát triển mặt thành phần xác định hoàn toàn sau phủ lưới ô vuông (hình 6.17) Mỗi ô vuông có dạng hình chữ nhật topologic (hình học topo) Mặt chữ nhật khác với mặt chữ nhật thường chỗ cạnh không thiết phải thẳng song song Các cạnh biên mang tính liên tục đảm bảo cho bề mặt trơn Vùng bên bề mặt xác định phương pháp nội suy Việc mô tả mặt thành phần thực cách dựng đường Spline hay phương pháp tạo khung dây nhiều mặt hệ thống tự động làm gần độ căng mặt cong cho trơn (hình 6.18) CAD/CAM 81 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Hình 6-17, Hình 6-18 Ngoài mặt trên, nhiều hệ thống CAD đại, thí dụ Pro/Engineer, có nhiều công cụ để tạo dạng mặt khác mặt biên (Boundaries Surfaces), mặt trùm qua nhiều tiết diện lại có khả quét dọc theo quỹ đạo định, mặt tự Nhược điểm phương pháp tạo mô hình mặt Mặt dù tạo mô hình mặt có nhiều ưu điểm, tồn số nhược điểm mà giải phương pháp tạo mô hình khối rắn Những nhược điểm gồm: a/ Xuất không quán cố gắng tạo mô hình vật thể rắn b/ Không đủ độ xác mô tả số bề mặt nhằm có thông số tin cậy vật thể chiều e/ Thủ tục dấu đường khuất phức tạp khó mô tả vùng bên mô hình 3) Tạo mô hình khối rắn- Solid Modelling Mô hình khối rắn bao thể tích chiều mà vật chiếm Như mô hình khối rắn phương tiện đảm bảo hình dung đầy đủ vật thể không gian chiều Đây phương pháp đại mạnh tất phương pháp có Hiệu qủa cực đại đạt chạy máy tính 32 bit Ưu điểm mô hình khối rắn: a) Xác định đầy đủ hình khối, phân biệt rõ vùng vùng vật thể, dễ phát cố thành phần tương tác với b) Đảm bảo tự động xóa đường khuất c) Tự động xây dựng mặt cắt ba chiều, cần phân tích đơn vị lắp ráp phức tạp d) Sử dụng phương pháp phân tích có nhiều triển vọng tự động xác định thông số xác trọng lượng kết cấu cách hiệu qủa phương pháp phần tử hữu hạn e) Tạo hình ảnh có chất lượng hình nhờ sử dụng nhiều màu sắc f) Nâng cao hiệu qủa mô chuyển động cấu, tạo qũi đạo chuyển động dụng cụ người máy Có phương pháp tạo mô hình khối đặc ứng dụng: - Phương pháp kết cấu – Constructive Representation (C - rep) - Phương pháp biên – Boundary representation (B - rep) Tạo mô hình theo phương pháp kết cấu (Constructive Method) CAD/CAM 82 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Là phương pháp tạo mô hình sở phần tử solid sở Các phần tử là: hộp, cầu, tru, côn, xuyến, chêm, da diện, xác định hình dạng kích thước, điểm liên kết cách định hướng Các phép toán Boole công cụ mạnh mẽ để xây dựng mô hình theo phương pháp C – rep để xác định quan hệ vật thể Các phép toán Boole dựa sở lý thuyết toán đại số Boole có ý nghóa thông thường ứng dụng cho vật thể rắn Đặc điểm phép cộng: Tạo nên khối thống từ khối riêng biệt Đặc điểm phép trừ: Lấy từ vật thể lượng phần giao với vật thể khác Đặc điểm phép giao: Tạo nên phần giao phần tử Xây dựng Model CC- rep : Các vật thể sở tạo cách quét vùng 2D không gian chiều (giống tạo mô hình mặt), ta thu không gian đặc không gian trống rỗng bên vật thể Trên vật thể đặc ta tự động xóa đường khuất tạo hình ảnh tô bóng Thí dụ, hình 6.19 minh họa cách tạo mô hình khối rắn cách quét tô bóng Hình 6.19 Các bước tạo mô hình khối rắn tròn xoay Các bước tạo vật thể C - rep 1/ Tạo vật bản: tru, hộp, … 2/ Dùng phép toán Boole để cộng, trừ giao vật với để tạo nên phần tử phức tạp 3/ Dùng lệnh bo tròn, vát mép để tạo nên mặt chuyển tiếp mặt giao 4/ Sau tạo toàn khối vật thể dùng mặt cắt, hình chiếu để rạo hình vẽ 2D 5/ Lên kích thước cho hình chiếu 2D Tạo mô hình khối đặc phương pháp B - rep Phương pháp B - rep thực công cụ tạo phần tử phương pháp C - rep Nghóa lần đầu tạo vật thể phương pháp quét xoay, sau xây dựng model phép toán Boole Tuy nhiên, phương pháp C - rep nhận hình dạng phức tạp vật thể phạm vi vật nguyên thủy, phương pháp B - rep lại xử lý mô hình phạm vi CAD/CAM 83 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực đường gân mặt giới hạn vật thể không gian chiều Số liệu bề mặt có cấu trúc hình học Topo (được đặc trưng số mặt mô tả hình dạng vật thể bố trí không gian đỉnh, gân mặt Ưu điểm phương pháp B- rep khả dễ dàng thay đổi hình dạng bề mặt Tuy nhiên hệ thống tạo mô hình tương ứng B - rep đòi hỏi nhớ máy tính lớn Nhưng khác phương pháp không lớn số hệ thống CAD có dùng phương pháp 6.8 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM KHÁC CỦA CAD VÀ TÍCH HP CAD/CAM Phần lớn hệ thống CAD có đề nghị khả mở rộng để xây dựng vẽ thiết kế Những khả 1/ Tự động tạo nét gạch chéo mặt cắt vẽ từ mô hình khung dây 2/ Khả viết chữ vẽ - Kích thước kiểu chữ - Căn ngang dọc 3/ Kích thước đạt tự động từ sở liệu 4/ Tự động tạo danh sách vật liệu Tất đặc điểm hữu ích, giảm thời gian thực in vẽ Kinh nghiệm cho thấy lợi ích đạt từ sở liệu CAD/CAM thích hợp to lớn nhiều so với hệ CAD CAM riêng rẽ Vì cầu nối CAD CAM mục tiêu đặc biệt CAD/CAM để lấp hố ngăn cách hai công nghệ Chúng ta nói nhiều CAM thời gian cần phải nhận thấy nhiều vấn đề đạt hay dựa sở liệu CAD 6.9 TIÊU CHUẨN ĐỒ HỌA Sự cần thiết phải có tiêu chuẩn đồ hoạ Vào năm đầu đồ họa máy tính (1963-1974), phần mềm đồ họa thiết kế phải phụ thuộc vào phần cứng sử dụng Việc gây khó khăn cho người dùng lẫn người bán Do cần thiết phải có chuẩn đồ họa Các chuẩn phải đáp ứng yêu cầu sau: Dễ lưu động (portable): Có thể dùng cho nhiều loại hình (thí dụ viết cho hình DVST dùng với loại quét mành dẽ dàng) Dữ liệu hình ảnh phải dễ lưu động Việc mô tả lưu trữ hình ảnh phải không phụ thuộc hình Văn phải dễ lưu động Văn (text) phải không phụ thuộc phần cứng Cơ sở liệu đối tượng phải dễ chuyển đổi Người dùng hệ thống CAD/CAM phải truyền liệu từ hệ thống CAD/CAM sang hệ thống CAD/CAM khác cần thiết CAD/CAM 84 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Với nhu cầu trên, từ 1974, có cố gắng việc tìm kiếm xây dựng tiêu chuẩn đồ hoạ Để phát triển tiêu chuẩn đồ họa có hoạt động sau: Ủy kế hoạch phát triển đồ họa ( GSPC) Graphic Standards Planning Comitee thành lập năm 1974 ACM – SIGGRAPH Ủy ban phát triển tiêu chuẩn đồ họa thành lập 1975 DIN IFIP tổ chức hội thảo ( worshop) Methodology in Computer Graphics năm 1976 Tiêu chuẩn CAD Graphic Kernel System ( GKS) công bố năm 1982 Kết cố gắng dẫn đến việc đời tiêu chuẩn đồ họa khác Dưới số tiêu chuẩn đồ họa điển hình Tiêu chuẩn Siggraph CORE: CORE Do Special Interest Group on Graphics (Siggraph) of the Association For Computing Machinary ( ACM) đưa năm 1977 sửa lại năm 1979, đảm bảo hệ thống lệnh chuẩn hóa • Điều khiển cấu trúc • Hiển thị góc đồ họa • Tùy theo phần cứng ngôn ngữ • Lúc đầu dùng để phát triển đồ họa 2D 3D sau có thêm phần thao tác raster (digital) Tiêu chuẩn GKS (Graphic Kernel System) Đặc điểm GKS: (Do DIN phát triển công nhận chuẩn mực đồ họa ANSI ISO) Device independente Không phụ thuộc thiết bị: Tiêu chuẩn không yêu cầu thiết bị xuất nhập có đặc biệt Text/ Annotation: Toàn text/annotation viết ngôn ngữ tự nhiên tiếng Anh Display management: Các chức quản lý hình, điều khiển chuột yếu tố khác hoàn toàn đảm bảo Graphics Function: Các chức đồ họa 2D 3D xác định GKS đề nghị chương trình để xác định hình ảnh người dùng dựng nên: • Các chương trình vẽ hình học sở (primitives), • Các chương trình tạo đặc tính (attribute) Các chức hình học sở loại sau: - Polyline: Để vẽ đoạn thẳng nối tiếp - Polymarker: Để vẽ tập dấu hiệu hình thể - Fill Area: Để vẽ Polygon miền bao kín - Text: Để tạo chữ - GDP ( Generized Drawing Primitives): Để xác định đối tượng tiêu chuẩn vòng tròn, ellips, Các chức tạo đặc tính xác định thể màu dạng đường hình ảnh Lớp GKS GKS - 3D đảm bảo số chức khác CAD/CAM 85 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Mặc dù phát triển GKS bị ảnh hưởng hệ thống CORE, hai hệ thống có điểm khác Hệ thống CORE có số vấn đề liên quan đến việc di chuyển chương trình Trên quan điểm công nghệ, hệ thống CORE bị lu mờ phát triển GKS Tiêu chuẩn PHIGS: (Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics Standard) (Tiêu chuẩn đồ họa tương tác có thứ bậc người lập trình) Gồm chức đồ họa 3D di chuyển Nó kiểm soát động (dynamic) tính chất vật thể nguyên thủy dạng phân đoạn (Segment) Tiêu chuẩn PHIGS xác định tập hợp khái niệm logic độc lập thiết bị Các nhà lập trình ứng dụng sử dụng khái niệm theo nguyên tắc PHIGS GM solid: Do General Motors đề nghị để dùng máy tính việc thiết kế, phân tích chế tạo thành phần ô tô dụng cụ Các phương trình gồm block, xilanh, cane quadratic surfacs Phụ thuộc vào đặc điểm GKS CGM - Computer Graphis Metafile: có nguồn gốc từ VDM (Virtual device metafile): xác định chức cần thiết để mô tả hình ảnh Những mô tả lưu trữ truyền từ thiết bị đồ họa đến thiết bị khác VDM gọi CGM (computer graphics metafile) VDI - Virtual Device Interface : VDI thiết kế để giao diện máy in với GKS hay PHICS Nó giao diện với trạm thiết kế thông minh môi trường nối mạng VDI gọi CGI (computer graphics interface) IGES (initial graphics exchange specification) công nhận tiêu chuẩn Mỹ Y4.26M vào tháng 9-1981 Nó có khả chuyển đổi liệu model hệ thống CAD/CAM NAPLPS (North American presentation-level protocol syntax) công nhận tiêu chuẩn CANADA ANSYS năm 1983 Nó mô tả text hình ảnh dạng trình tự byte mã ASCII Việc hiểu biết tiêu chuẩn dùng để phát triển hệ thống CAD/CAM khác TIÊU CHUẨN CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU Rất nhiều cần phải chuyển vẽ vẽ hệ thống sang hệ thống khác Thí dụ: từ CADKEY sang AutoCAD hay từ AutoCAD sang ANSYS, v.v… Việc yêu cầu phải viết chương trình biên dịch phần mềm với Thí dụ có hệ thống cần phải có 10 trình biên dịch Để giải vấn đề hóc búa cần phải tạo neutral files (các file trung hòa) Các hồ sơ có dạng chuẩn hệ thống CAD có chương trình tiền xử lý (Preprosessors) để chuyển vẽ sang neutral file có chương trình hậu xử lý (Postprocessors) để chuyển neutral file sang vẽ (hình 6.20) Hê thống B Hê thống A CAD/CAM Hê thống D Hê thống C 86 Hê thống E Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Hình 6.20 Biên dịch liệu trực tiếp Sự cần thiết trao đổi liệu phần mềm CAD dẫn đến nhiều tổ chức nhóm tiêu chuẩn hóa giới phải tạo tiêu chuẩn Sự phát triển tiêu chuẩn có giai đoạn Shape based format (tiêu chuẩn định dạng dựa vào hình dạng sản phẩm) Product data based format (tiêu chuẩn định dạng dựa liệu sản phẩm) Sự tiến hóa chương trình trao đổi liệu vẽ hình (6.21) GE NEUTRAL DATABASE BOING CIIN USAF ICAM IGES 1.0 CAM-1 ANSY Y14.26M XBF-2 IGES 2.0 SET IGES 3.0 IGES 3.0 DIN TAP VDAFS IGES 4.0 IGES 5.0 Shape-Based Format IGES 6.0 PDDI Product DataBased Format CAD/CAM ISO PDES ESPRIT 87 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Hình 6.20 Sự tiến hoá tiêu chuẩn chuyển dổi liệu Shape based format Các file chuyển đổi file trung hòa định dạng dựa hình dạng sản phẩm Chúng dùng chung cho phần mềm Thuộc loại có IGES DXF files Tiêu chuẩn IGES (Initial Graphics Exchange Specification) Ủy ban IGES thành lập 1979 Cơ sở IGES CAD/CAM Integrated Information Network (CIIN) hãng Boing Quá trình phát triển IGES sau: V 1.0 đời năm 1980 V.1.0 –Mechanical 2D vaø 3D drawings V.2.0 – 1983 – Sculpture surface V.3.0 – 1986 – AEC, Piping, v.v V.4.0 - 1988 – Constructive Solid Geometry V.5.0 – 1990 – Rationalisation of existing formats V.6.0 – 1991 – B – REP solids Nhieàu công ty thương mại dùng IGES Applicon, Autotrol, CADAM, Calcomp Calme, Computer vision, Control data, Gerber, IBM, Intergraph, Prime, Summergraphics, T&W systems,… IGES cho phép chuyển liệu từ hệ thống CAD sang hệ thống CAD khác (hình 6.22) CAD system Preprocessor IGES files Postprocessor CAD system Hình 6.22 Chuyển đổi liệu CAD cách sử dụng tiêu chuẩn IGES Phần mềm chuyển đổi liệu từ hệ thống CAD sang IGES gọi Preprocessor, phần mềm chuyển đổi liệu từ IGES sang hệ thống CAD khác gọi Postprocessor Cũng phần lớn hệ thống CAD khác IGES dựa CAD/CAM 88 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực khái niệm đối tượng từ đơn giản điểm, đường, đường tròn, v.v đến phức tạp kích thước, mặt cong,… Các đối tượng IGES chia làm loại a/ Hình học: Đường, đường cong, mặt v.v xác định đối tượng b/ Ghi chú: (Annatation): Dimention, notes, title block c/ Structure: Phương pháp mà hệ thống CAD dùng để phối hợp đối tượng khác để mô tả vật thể cách dễ dàng (block, cell, v.v CAD systems) Tiêu chuẩn IGES chủ yếu bảng liệt kê cấu trúc cú pháp file trung hoà dạng mã nhị phân ASCII Các ghi IGES gồm có 80 cột 72 cột đầu chứa liệu, cột lại số thứ tự ghi dùng để định vị phận Một file IGES gồm có phần: a) Phần mở đầu: Chứa thông tin đặc tính hệ thống gốc b) Phần tổng quát: Gồm có 24 trường cần thiết cho việc chuyển đổi file Các trường ghi đặc tính đối tượng cần chuyển đổi tên file, tên người gửi, người nhận, tỉ lệ, đơn vị, giá trị toạ độ lớn nhất,… c) Phần thư mục chứa đối tượng: Là danh sách tất đối tượng xác định IGES file với đặc tính gắn liền với đối tượng màu sắc, kiểu đường, chiều dày nét vẽ, v.v d) Phần liệu tham số: chứa đặc tính đối tượng giá trị tọa độ, ghi chú, số lượng điểm liệu đường spline,… Tham số kiểu đối tượng, tham số sau dựa đối tượng Mỗi đối tượng có mũi tên thư mục chứa nó, nằm cột từ 66 đến 72 e) Phần kết: Ghi dấu chấm hết cho file chứa tổng số ghi cho mục đích kiểm tra liệu Nhược điểm IGES: Phức tạp cồng kềnh Một file IGES lớn gấp lần file đồ họa tương đương Một số đối tượng mà ứng dụng CAD chuyển hay yêu cầu chưa thể tạo nên Vì IGES xem xét lại thường xuyên, nhiều nhược điểm giới hạn tương lai Tiêu chuẩn DXF (Data Exchange File) : Là dạng file trung hoà hãng Autodesk phát triển để dùng với phần mềm AutoCAD họ File cho phép truyền liệu sản phẩm Autodesk chuyển đổi liệu hệ thống CAD khác hỗ trợ file trung hoà Nó dùng rộng rãi hệ thống CAD sở máy tính cá nhân làm công cụ lưu liệu dạng chuyển đổi Product datadata-based format (Định dạng file trung hoà dựa liệu sản phẩm.) Kinh nghiệm đạt từ tiêu chuẩn dựa việc chuyển đổi liệu shape không shape với cần thiết phải tự động hóa chức CAD/CAM dẫn đến việc phát triển tiêu chuẩn chuyển đổi dựa liệu thiết kế chế tạo Tiêu chuẩn thứ phân tích Product Data Definition Interface (PDDI) US AIR CAD/CAM 89 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực FORCE Ủy ban kỹ thuật ISO có tên TCI 84 (Industrial Automation Systems) đưa tiêu chuẩn STEP (Standand For Transfer and Exchange of Product Model Data) vào năm 1984 Họ xem xét tiêu chuẩn IGES, SET, PDDI, VDAFS gần PDES CAD-1 Ủy ban có tên TCI 84/SC4 Nhiệm vụ họ phát triển tiêu chuẩn quốc tế: - ISO 10303 - PART - LIB (Product Data Representation and Exchange ) -ISO – 13584 - Manufacturing management data Khởi đầu năm 1991 Tiêu chuẩn ESPRIT cố gắng khác thuộc hướng Nhu cầu dạng chuyển đổi bao hàm chức thiết kế, phân tích, chế tạo, đảm bảo chất lượng, thử hỗ trợ khác dẫn đến việc khởi đầu tiêu chuẩn PDES (Product Data Exchange using STEP) vào năm 1985 Tiêu chuẩn thiết kế để hỗ trợ ứng dụng công nghiệp ( khí, điện, thiết kế nhà máy, kiến trúc, kỹ thuật ( Engineering) kết cấu v.v) Để hỗ trợ tự động hóa công nghiệp, tiêu chuẩn PDES mã hóa thông tin dạng mà máy tính biên dịch trực tiếp Các tiêu chuẩn đồ họa khác Nhiều tổ chức khác đưa tiêu chuẩn đồ họa Tiêu chuẩn SET (Standard d’Exchange et de Transfert) Do Airospatiale Pháp đưa sở IGES data Model dạng gọn nhiều Vì IGES có kích thước file qúa lớn chuyển liệu CAD họ thông qua IGES được, họ phát triển phần mềm họ thành SET Các dạng File họ cho phép chia sẻ data record (bản ghi) nên giảm đáng kể kích thước file so với IGES Lần SET công bố vào năm 1983 sau vào năm 1984 với nhiều cải tiến So với IGES 2.0, file SET giảm đến 80 lần, thời gian truy xuất nhanh gấp lần SET ứng dụng kỹ thuật hàng không Châu Âu Tiêu chuẩn PDDT ( Product Data Definition Interface): phát triển US Air Force dùng để xác định trình bày giao diện hoàn thiện thiết kế chế tạo Công ty Mcdonnell khách hàng vào năm 1982 Tiêu chuẩn VDA/FS ( Verband der Deutschen Automobil Industrie – Flachen – Schnittsteile) – dạng file cho phép chuyển đổi tự liệu bề mặt nhà sản xuất ô tô Đức nhà cung cấp IGES xem không thích ứng với nhu cầu họ Không giống tiêu chuẩn khác, VDA/FS dùng phạm vi nhỏ hẹp CAD Tuy nhiên hữu ích VDA/FS công nhận tiêu chuẩn đồ họa DIN Câu hỏi ôn tập Cấu hình phần mềm hệ thống CAD bao gồm thành phần gì? Hãy nói rõ chức tổng quát thành phần Các chức cụ thể (phần mềm) đồ họa gì? Hãy nói rõ nội dung chức CAD/CAM 90 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Lê Trung Thực Quá trình xây dựng hình học bao gồm công việc gì? Hãy nói rõ nội dung công việc Hãy nói phép biến đổi hình học không gian 2D 3D Cấu trúc liệu nội dung sở liệu phần mềm CAD có đặc biệt? Nội dung ưu nhược điểm mô hình hóa hình học không gian 2D? Nội dung ưu nhược điểm mô hình hóa hình học không gian 3D theo cấu trúc khung dây? Nội dung ưu nhược điểm mô hình hóa hình học không gian 3D theo cấu trúc mặt? Nội dung ưu nhược điểm mô hình hóa hình học không gian 3D theo cấu trúc khối? 10 Tiêu chuẩn đồ họa gì? Tại cần phải có tiêu chuẩn đồ họa? Đã có hoạt động thúc đẩy phát triển tiêu chuẩn đồ họa? Các phần mềm đồ họa có phụ thuộc phần cứng không? Tại sao? 11 Tiêu chuẩn chuyển đổi liệu gì? Tại cần phải có tiêu chuẩn chuyển đổi liệu? Quá trình phát triển tiêu chuẩn chuyển đổi liệu trải qua giai đoạn nào? Tương lai tiêu chuẩn chuyển đổi liệu thuộc ai? 12 Một hồ sơ chuyển đổi liệu, thí dụ IGES, bao gồm nội dung gì? HẾT CHƯƠNG CAD/CAM 91 ... tỉ lệ ( 2x2) xác định nhö sau: ? ?2  T =  0 2? ?? Phương trình khuyếch đại viết 1     2? ?? ? ?2 4.0 2? ?? = 4       Kết qủa đường thẳng vẽ hình 6. 4 (4,8) (0. - 26 84,4. 464 8) (2, 4) (2, 2) (1,1)... Hình 6. 4 Kết qủa phóng đại Thí thí dụ dụ 6. 3 .6 .2 (0. 366 ,1. 366 ) (2, 4) (1,1) x Hình 6. 5 Kết qủa xoay thí dụ 6. 3 Chúng ta sử dụng đường thẳng cho xoay góc 300 quanh gốc tọa độ Phương trình (6. 8)... nháy, Một số khả chỉnh lý thông dụng hệ thống CAD thương mại cho bẳng 6 .2 Bảng 6 .2 Một số đặc điểm chỉnh lý thông dụng máy tính CAD CAD /CAM 66 Chương PHẦN MỀM ĐỒ HỌA VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Thực Lê Trung