Современные методы и технологии создания проекций трехмерных моделей

全文:

Обоснование. Визуализация пространственных объектов всегда являлась важнейшей составляющей человеческой деятельности. В наскальной живописи эпохи палеолита, в Древнем Египте и в эпоху Возрождения зарождались современные методы изображения окружающих нас предметов. Систематизацию и научное обоснование теории изображений в 1799 году воплотил французский математик и инженер Гаспар Монж, издав свой классический труд «Géométrie descriptive» — «Начертательная геометрия». В эпоху технического прогресса появились автоматизированные методы создания проекций трехмерных моделей, владение которыми позволяет человеку совершенствоваться в данной области. В современном мире трехмерные модели играют ключевую роль во множестве областей — от проектирования и производства до медицины и развлечений. Эффективное представление этих моделей, их визуализация и взаимодействие с ними напрямую зависят от качества и эффективности используемых методов и технологий создания проекций.

Цель — исследовать принципы создания проекций трехмерных моделей современными методами и технологиями, выявить наиболее эффективные.

Методы. В работе применялись сравнительно-исторический анализ, систематизация рассматриваемого материала, а также эмпирические методы по исследованию возможностей современных технических средств визуализации объектов.

Результаты. В процессе работы над проектом осуществлялось ознакомление с различными методами создания проекций трехмерных моделей, начиная от Древнего Египта и заканчивая современным миром. Первые чертежи создавались прямо на земле в натуральную величину. В Древнем Египте и Вавилоне (V–IV вв. до н. э.) при строительстве ирригационных систем уже использовались измерительные инструменты. В период Возрождения широкое применение среди изобретателей получило использование чертежей, выполняемых вручную с помощью чертежных инструментов (циркуль, линейка и т.п.). Реальный предмет (деталь или сборочная единица) имеет трехмерную форму, которую необходимо передать на листе, имеющем лишь два измерения. Сделать это можно, зная законы построения изображений. Правила построения изображений основываются на методе проецирования (рис. 1).

 

Рис. 1. Проекции трехмерной модели в САПР

 

В наши дни для создания проекций трехмерных моделей используют:

–электронное моделирование на базе систем автоматизированного проектирования (САПР), они обеспечивают эффективное и качественное выполнение конструкторских и проектных работ;

–фотограмметрия — способ 3D-сканирования, заключающийся в получении снимков объекта с разных сторон и их анализе с помощью специальной программы, которая по полученным данным строит 3D-модель;

–использование искусственного интеллекта — работа со специальными инструментами на базе ИИ, позволяющими создавать 3D-модели как по описанию, так и по фотографии, данный способ является наиболее быстрым, но созданная 3D-модель может иметь значительные дефекты (рис. 2).

 

Рис. 2. Исходный и сгенерированный объекты

 

Выводы. Современные средства визуализации, автоматизированного построения моделей и чертежей базируются на принципах начертательной геометрии — знание теории изображений обеспечивает грамотное использование современных технологий для решения практических задач по созданию различных объектов трехмерного пространства.

作者简介

Самарский государственный технический университет

Email: tolmacheva434@gmail.com

студентка, группа 1-ФММТ-116, факультет машиностроения, металлургии и транспорта

俄罗斯联邦, Самара

Самарский государственный технический университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: pavlandr2000@gmail.com

студент, группа 1-ФММТ-116, факультет машиностроения, металлургии и транспорта

俄罗斯联邦, Самара

补充文件