პროექტის ტექნიკური და საინჟინრო ნახაზი და ვიზუალიზაცია - ისტორია

როგორ განვითარდა ტექნიკური და საინჟინრო ნახაზი მთელი ისტორიის განმავლობაში? ჯვარი კვეთა 2100 წ დღემდე.

2100 ლარი - ობიექტის პირველი შემონახული გამოსახულება მართკუთხა პროექციაში შესაბამისი მასშტაბის გათვალისწინებით. ნახატი გამოსახულია გუდეას ქანდაკებაზე (1მოუსმინე)) ინჟინერი და მმართველი

შუმერული ქალაქი-სახელმწიფო ლაგაში, რომელიც მდებარეობს თანამედროვე ერაყის ტერიტორიაზე.

XNUMX საუკუნე ძვ.წ – მარკუს ვიტრუვიუს პოლიო ითვლება დიზაინის ნახატის მამად, ე.ი. ვიტრუვიუსი, რომაელი არქიტექტორი, კონსტრუქტორი

სამხედრო მანქანები იულიუს კეისრისა და ოქტავიანე ავგუსტუსის მეფობის დროს. მან შექმნა ეგრეთ წოდებული ვიტრუვიელი კაცი - შიშველი კაცის გამოსახულება, რომელიც ჩაწერილია წრეში და კვადრატში (2მოძრაობის სიმბოლო (მოგვიანებით ლეონარდო და ვინჩიმ გაავრცელა ამ ნახატის საკუთარი ვერსია). იგი ცნობილი გახდა, როგორც ტრაქტატის ავტორი ათი წიგნის არქიტექტურაზე, რომელიც დაიწერა ძვ. გალენი შვეიცარიაში. ვიტრუვიუსი დეტალურად აღწერს როგორც ბერძნულ კლასიკურ ორდენებს, ასევე მათ რომაულ ვარიაციებს. აღწერილობებს დაემატა შესაბამისი ილუსტრაციები - ორიგინალური ნახატები, თუმცა, არ არის შემონახული. თანამედროვე პერიოდში ბევრმა ცნობილმა ავტორმა გააკეთა ილუსტრაციები ამ ნამუშევრისთვის, ცდილობდა ხელახლა შეექმნა დაკარგული ნახატები.

3. გვიდო და ვიგევანოს ერთ-ერთი ნახატი

Შუა საუკუნეები – შენობებისა და ბაღების დაპროექტებისას გამოიყენება გეომეტრიული პრინციპები – ad quadratum და ad triangulum, ე.ი. ნახატი კვადრატის ან სამკუთხედის თვალსაზრისით. საკათედრო ტაძრის მშენებლები მუშაობის პროცესში ქმნიან ესკიზებსა და ნახატებს, მაგრამ მკაცრი წესებისა და სტანდარტიზაციის გარეშე. სასამართლო ქირურგისა და გამომგონებლის გვიდო და ვიგევანოს ალყის ძრავების ნახატების წიგნი, 1335 წ.3) აჩვენებს ამ ადრეული ნახატების მნიშვნელობას, როგორც ინსტრუმენტებს სპონსორებისა და კლიენტების მოსაზიდად, რომლებსაც სურთ სამშენებლო ინვესტიციების დაფინანსება.

1230-1235 - შეიქმნა ალბომი Villard de Honnecourt-ის მიერ (4). ეს არის ხელნაწერი, რომელიც შეიცავს პერგამენტის 33 ფურცელს დამაგრებულ, 15–16 სმ სიგანისა და 23–24 სმ სიმაღლის, ორივე მხრიდან დაფარულია კალმით შესრულებული ნახატებითა და ნიშნებით და ადრე დახატული ტყვიის ჯოხით. შენობების, არქიტექტურული ელემენტების, ქანდაკებების, ადამიანების, ცხოველებისა და მოწყობილობების შესახებ ნახატებს ახლავს აღწერილობები.

1335 – გვიდო და ვიგევანო მუშაობს Texaurus Regis Francie-ზე, ნაწარმოებზე, რომელიც იცავს ფილიპე VI-ის მიერ გამოცხადებულ ჯვაროსნულ ლაშქრობას. ნამუშევარი შეიცავს საბრძოლო მანქანებისა და მანქანების მრავალ ნახატს, მათ შორის ჯავშან ეტლებს, ქარის ეტლებს და სხვა გენიალურ ალყის მოწყობილობებს. მიუხედავად იმისა, რომ ფილიპეს ჯვაროსნული ლაშქრობა არასოდეს მომხდარა ინგლისთან ომის გამო, და ვიგევანოს სამხედრო ალბომი წინ უსწრებს და მოელის ლეონარდო და ვინჩის და მეთექვსმეტე საუკუნის სხვა გამომგონებლების ბევრ სამხედრო შენობას.

4. გვერდი ალბომიდან Villara de Onnekura.

1400-1600 - პირველი ტექნიკური ნახაზები გარკვეულწილად უფრო ახლოსაა თანამედროვე იდეებთან, რენესანსმა მრავალი გაუმჯობესება და ცვლილება მოიტანა არა მხოლოდ სამშენებლო ტექნიკაში, არამედ პროექტების დიზაინსა და პრეზენტაციაში.

XV საუკუნე – მხატვრის პაოლო უჩელოს მიერ პერსპექტივის ხელახალი აღმოჩენა გამოყენებული იქნა რენესანსის ტექნიკურ ნახატში. ფილიპო ბრუნელესკიმ დაიწყო ხაზოვანი პერსპექტივის გამოყენება თავის ნახატებში, რამაც პირველად მისცა მას და მის მიმდევრებს შესაძლებლობა რეალისტურად წარმოედგინათ არქიტექტურული სტრუქტურები და მექანიკური მოწყობილობები. გარდა ამისა, XNUMX საუკუნის დასაწყისის ნახატები მარიანო დი იაკოპოს მიერ, სახელად ტაკოლა, აჩვენებს პერსპექტივის გამოყენებას გამოგონებებისა და მანქანების ზუსტად გამოსახატავად. Taccola აშკარად გამოიყენა ნახაზის წესები არა როგორც არსებული სტრუქტურების დოკუმენტაციის საშუალება, არამედ როგორც დიზაინის მეთოდი ვიზუალიზაციის გამოყენებით ქაღალდზე. მისი მეთოდები განსხვავდებოდა ვილარ დე ჰონეკურის, აბა ფონ ლანდსბერგის და გვიდო და ვიგევანოს ტექნიკური ნახაზის ადრინდელი მაგალითებისგან პერსპექტივის, მოცულობისა და დაჩრდილვის თვალსაზრისით. ტაკოლას მიერ ინიცირებული მეთოდები გამოიყენეს და განავითარეს მოგვიანებით ავტორებმა. 

XNUMX საუკუნის დასაწყისი - თანამედროვე ტექნიკური ნახატების მახასიათებლების პირველი კვალი, როგორიცაა გეგმის ხედები, აწყობის ნახატები და დეტალური სექციური ნახატები, მოდის ლეონარდო და ვინჩის ესკიზებიდან XNUMX საუკუნის დასაწყისში. ლეონარდომ შთაგონება მიიღო ადრინდელი ავტორების ნამუშევრებიდან, კერძოდ, ფრანჩესკო დი ჯორჯო მარტინის, არქიტექტორისა და მანქანების დიზაინერის. პროექციებში არსებული ობიექტების ტიპები ასევე გვხვდება ლეონჰარდ ალბრეხტ დიურერის დროინდელი ფერწერის გერმანელი ოსტატის შემოქმედებაში. და ვინჩის მიერ გამოყენებული მრავალი ტექნიკა იყო ინოვაციური თანამედროვე დიზაინის პრინციპებისა და ტექნიკური ნახაზის თვალსაზრისით. მაგალითად, ის იყო ერთ-ერთი პირველი, ვინც შესთავაზა ობიექტების ხის მოდელების დამზადება, როგორც დიზაინის ნაწილი. 

1543 – ფორმალური ტრენინგის დაწყება ხატვის ტექნიკაში. დაარსდა ვენეციური ხელოვნების აკადემია del Disegno. მხატვრებს, მოქანდაკეებს და არქიტექტორებს ასწავლიდნენ სტანდარტული დიზაინის ტექნიკის გამოყენებას და ნახატებში ნიმუშების რეპროდუცირებას. აკადემიას ასევე დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა ხელოსნობის სახელოსნოებში მომზადების დახურულ სისტემებთან ბრძოლაში, რომლებიც ჩვეულებრივ ეწინააღმდეგებოდნენ საერთო ნორმებისა და სტანდარტების გამოყენებას დიზაინის ნახატში.

მე -XNUMX საუკუნე - რენესანსის ტექნიკურ ნახატებზე, უპირველეს ყოვლისა, გავლენას ახდენდა მხატვრული პრინციპები და კონვენციები და არა ტექნიკური. ეს მდგომარეობა შეიცვალა მომდევნო საუკუნეებში. ჟერარ დეზარგიმ გამოიყენა ადრინდელი მკვლევარის სამუელ მარალუას ნაშრომი, რათა შეემუშავებინა პროექციული გეომეტრიის სისტემა, რომელიც გამოიყენებოდა ობიექტების სამ განზომილებაში მათემატიკურად წარმოსაჩენად. მის სახელს ატარებს პროექციული გეომეტრიის ერთ-ერთი პირველი თეორემა, დეზარგის თეორემა. ევკლიდეს გეომეტრიის თვალსაზრისით, მან თქვა, რომ თუ ორი სამკუთხედი დევს სიბრტყეზე ისე, რომ მათი წვეროების შესაბამისი წყვილით განსაზღვრული სამი წრფე ემთხვევა, მაშინ შესაბამისი წყვილი გვერდების გადაკვეთის სამი წერტილი (ან მათი გაფართოება). ) რჩება კოლინარული.

1799 - XVIII საუკუნის ფრანგი მათემატიკოსის გასპარ მონჟის წიგნი "აღწერითი გეომეტრია"5), მომზადებული მისი წინა ლექციების საფუძველზე. განიხილება აღწერითი გეომეტრიის პირველი ექსპოზიცია და ტექნიკური ნახაზის ჩვენების ფორმალიზება, ეს პუბლიკაცია თარიღდება თანამედროვე ტექნიკური ნახაზის დაბადებიდან. მონჯმა შეიმუშავა გეომეტრიული მიდგომა წარმოქმნილი ფორმების გადაკვეთის სიბრტყეების ჭეშმარიტი ფორმის დასადგენად. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მიდგომა წარმოქმნის სურათებს, რომლებიც ზედაპირულად იდენტურია იმ შეხედულებებისა, რომლებსაც ვიტრუვიუსი ავრცელებდა უძველესი დროიდან, მისი ტექნიკა დიზაინერებს საშუალებას აძლევს შექმნან პროპორციული ხედები ნებისმიერი კუთხიდან ან მიმართულებით, ხედების ძირითადი ნაკრების გათვალისწინებით. მაგრამ მონგი უფრო მეტი იყო, ვიდრე უბრალოდ პრაქტიკოსი მათემატიკოსი. მან მონაწილეობა მიიღო ტექნიკური და დიზაინის განათლების მთელი სისტემის შექმნაში, რომელიც დიდწილად ეფუძნებოდა მის პრინციპებს. იმ დროს ხატვის პროფესიის განვითარებას ხელი შეუწყო არა მხოლოდ მონჯის მუშაობამ, არამედ ზოგადად ინდუსტრიულმა რევოლუციამ, სათადარიგო ნაწილების დამზადების აუცილებლობამ და დიზაინის პროცესების წარმოებაში დანერგვამ. ასევე მნიშვნელოვანი იყო ეკონომიკა - დიზაინის ნახატების ნაკრები უმეტეს შემთხვევაში არასაჭირო ხდიდა სამუშაო ობიექტის განლაგების აგებას. 

1822 ტექნიკური წარმოდგენის ერთ-ერთი პოპულარული მეთოდი, აქსონომეტრიული ნახაზი, გაფორმდა კემბრიჯის პასტორ უილიამ ფარიშის მიერ 1822 საუკუნის დასაწყისში თავის ნაშრომში გამოყენებითი მეცნიერებების შესახებ. მან აღწერა სამგანზომილებიან სივრცეში ობიექტების ჩვენების ტექნიკა, ერთგვარი პარალელური პროექცია, რომელიც ასახავს სივრცეს სიბრტყეზე მართკუთხა კოორდინატთა სისტემის გამოყენებით. თვისება, რომელიც განასხვავებს აქსონომეტრიას სხვა სახის პარალელური პროექციისგან, არის სურვილი, შეინარჩუნოს დაპროექტებული ობიექტების რეალური ზომები მინიმუმ ერთი არჩეული მიმართულებით. აქსონომეტრიის ზოგიერთი ტიპი ასევე საშუალებას გაძლევთ შეინარჩუნოთ კუთხეების ზომები შერჩეული სიბრტყის პარალელურად. ფარიში ხშირად იყენებდა მოდელებს გარკვეული პრინციპების საილუსტრაციოდ თავის ლექციებში. მოდელების შეკრების ასახსნელად მან გამოიყენა იზომეტრიული პროექციის ტექნიკა - სამგანზომილებიანი სივრცის რუკაზე სიბრტყეზე, რაც პარალელური პროექციის ერთ-ერთი სახეობაა. მიუხედავად იმისა, რომ იზომეტრიის ზოგადი კონცეფცია ადრე არსებობდა, ფარიშ იყო ის, ვინც ფართოდ მოიხსენიება, როგორც პირველი ადამიანი, ვინც დაადგინა იზომეტრიული ნახაზის წესები. 120 წელს, სტატიაში „იზომეტრიული პერსპექტივის შესახებ“ მან დაწერა „ოპტიკური დამახინჯებისგან თავისუფალი ზუსტი ტექნიკური ნახაზების საჭიროების შესახებ“. ამან აიძულა იგი ჩამოეყალიბებინა იზომეტრიის პრინციპები. იზომეტრიული ნიშნავს "თანაბარ ზომებს", რადგან იგივე მასშტაბი გამოიყენება სიმაღლეზე, სიგანეზე და სიღრმეზე. იზომეტრიული პროექციის არსი არის კუთხეების (XNUMX°) გათანაბრება ღერძების თითოეულ წყვილს შორის, ისე, რომ თითოეული ღერძის პერსპექტიული შემცირება იგივე იყოს. მეცხრამეტე საუკუნის შუა ხანებიდან იზომეტრია გახდა ინჟინრების საერთო ინსტრუმენტი (6), და ცოტა ხნის შემდეგ აქსონომეტრია და იზომეტრია ჩართული იქნა არქიტექტურულ კვლევის პროგრამებში ევროპასა და შეერთებულ შტატებში.

6. ტექნიკური ნახაზი იზომეტრულ ხედში

80- ი – უახლესი ინოვაცია, რომელმაც ტექნიკური ნახატები დღევანდელ ფორმამდე მიიყვანა, იყო მათი სხვადასხვა გზით გადაწერის გამოგონება, ასლიდან ასლამდე. პირველი პოპულარული რეპროდუქციული პროცესი, რომელიც დაინერგა 80-იან წლებში, იყო ციანოტიპი (7). ამან შესაძლებელი გახადა ტექნიკური ნახაზების განაწილება ცალკეული სამუშაო სადგურების დონეზე. მუშები გაწვრთნილი იყვნენ გეგმის წასაკითხად და მკაცრად უნდა დაიცვან ზომები და ტოლერანტობა. ამან, თავის მხრივ, დიდი გავლენა იქონია მასობრივი წარმოების განვითარებაზე, რადგან შეამცირა მოთხოვნები პროდუქტის შემსრულებლის პროფესიონალიზმის დონისა და გამოცდილების მიმართ.

7. ტექნიკური ნახაზის ასლი

1914 – 1914 საუკუნის დასაწყისში ფერები ფართოდ გამოიყენებოდა ტექნიკურ ნახაზებში. თუმცა, 100 წლისთვის ეს პრაქტიკა თითქმის XNUMX%-ით იქნა მიტოვებული ინდუსტრიულ ქვეყნებში. ფერებს ტექნიკურ ნახატებში განსხვავებული ფუნქციები ჰქონდათ - ისინი გამოიყენებოდა სამშენებლო მასალების წარმოსაჩენად, ისინი გამოიყენებოდა სისტემაში ნაკადებისა და მოძრაობების გასარჩევად და უბრალოდ მოწყობილობების გამოსახულების გასაფორმებლად. 

1963 - ივან საზერლენდი, MIT-ის სადოქტორო დისერტაციაში, ავითარებს Sketchpad-ს დიზაინისთვის (8). ეს იყო პირველი CAD (Compute Aided Design) პროგრამა, რომელიც აღჭურვილი იყო გრაფიკული ინტერფეისით - თუ შეიძლება ასე დავარქვათ, რადგან მხოლოდ xy დიაგრამების შექმნა იყო. Sketchpad-ში გამოყენებული ორგანიზაციული ინოვაციები აღნიშნავდა ობიექტზე ორიენტირებული პროგრამირების გამოყენების დაწყებას თანამედროვე CAD და CAE (Computer Aided Engineering) სისტემებში. 

8. ივან საზერლენდი წარმოგიდგენთ Sketchpad-ს

60-იანი წლები. – მსხვილი კომპანიების ინჟინრები, როგორიცაა Boeing, Ford, Citroën და GM, ავითარებენ ახალ CAD პროგრამებს. კომპიუტერის დახმარებით დიზაინის მეთოდები და დიზაინის ვიზუალიზაცია ხდება საავტომობილო და საავიაციო პროექტების გამარტივების საშუალება, და ახალი წარმოების ტექნოლოგიების სწრაფი განვითარება, ძირითადად, ჩარხები რიცხვითი კონტროლით, არ არის მნიშვნელობის გარეშე. დღევანდელ მანქანებთან შედარებით გამოთვლითი სიმძლავრის მნიშვნელოვანი ნაკლებობის გამო, ადრეული CAD დიზაინი მოითხოვდა დიდ ფინანსურ და საინჟინრო ძალას.

9. Porter Pierre Bezier თავისი მათემატიკური ფორმულებით

1968 – XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) მეთოდების გამოგონება მიეკუთვნება ფრანგ ინჟინერ პიერ ბეზიეს.9). საავტომობილო ინდუსტრიისთვის ნაწილებისა და ხელსაწყოების დიზაინის გასაადვილებლად მან შეიმუშავა UNISURF სისტემა, რომელიც მოგვიანებით გახდა სამუშაო საფუძველი CAD პროგრამული უზრუნველყოფის შემდგომი თაობებისთვის.

1971 – გამოჩნდება ADAM, ავტომატური შედგენა და დამუშავება (ADAM). ეს იყო CAD ინსტრუმენტი, რომელიც შემუშავებული იყო Dr. პატრიკ ჯ. ჰანრატი, რომლის საწარმოო და საკონსულტაციო სერვისების კომპანია (MCS) აწვდის პროგრამულ უზრუნველყოფას მსხვილ კომპანიებს, როგორებიცაა McDonnell Douglas და Computervision.

80-იანი წლები. – პროგრესი მყარი მოდელირების კომპიუტერული ხელსაწყოების შემუშავებაში. 1982 წელს ჯონ უოკერმა დააარსა Autodesk, რომლის მთავარი პროდუქტია მსოფლიოში ცნობილი და პოპულარული 2D AutoCAD პროგრამა.

1987 – გამოვიდა Pro/ENGINEER, რომელიც აცხადებს ფუნქციური მოდელირების ტექნიკისა და ფუნქციის პარამეტრის სავალდებულო გაზრდილი გამოყენების შესახებ. დიზაინის ამ შემდეგი ეტაპის მწარმოებელი იყო ამერიკული კომპანია PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER შეიქმნა Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris და Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC პროცესორებისთვის, მაგრამ დროთა განმავლობაში მწარმოებელმა თანდათან შეზღუდა მხარდაჭერილი პლატფორმების რაოდენობა. 2011 წლიდან, ერთადერთი მხარდაჭერილი პლატფორმა არის MS Windows ოჯახის სისტემები.

10. რობოტების დაპროექტება თანამედროვე CAD პროგრამაში

1994 – Autodesk AutoCAD R13 ჩნდება ბაზარზე, ე.ი. ცნობილი კომპანიის პროგრამის პირველი ვერსია, რომელიც მუშაობს სამგანზომილებიან მოდელებზე (10). ეს არ იყო პირველი პროგრამა, რომელიც შექმნილია 3D მოდელირებისთვის. ამ ტიპის ფუნქციები შეიქმნა 60-იანი წლების დასაწყისში და 1969 წელს MAGI-მ გამოუშვა SynthaVision, პირველი კომერციულად ხელმისაწვდომი მყარი მოდელირების პროგრამა. 1989 წელს NURBS, 3D მოდელების მათემატიკური წარმოდგენა, პირველად გამოჩნდა Silicon Graphics-ის სამუშაო სადგურებზე. 1993 წელს CAS Berlin-მა შეიმუშავა ინტერაქტიული NURBS სიმულაციური პროგრამა კომპიუტერისთვის, სახელწოდებით NöRBS.

2012 – Autodesk 360, ღრუბელზე დაფუძნებული დიზაინისა და მოდელირების პროგრამული უზრუნველყოფა, შემოდის ბაზარზე.