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Palabras clave: desarrollo de gráficos; aplicación
1 Desarrollo de gráficos por computadora
Los gráficos por computadora son el uso de computadoras para estudiar la representación, generación, procesamiento y procesamiento de gráficos. La ciencia de la visualización. Después de más de 30 años de desarrollo, los gráficos por computadora se han convertido en una de las ramas más activas de la informática y han sido ampliamente utilizados. En 1950, se creó la primera pantalla gráfica como accesorio para la computadora Whirlwind I en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Este monitor utiliza un tubo de rayos catódicos (CRT) similar a un osciloscopio para mostrar algunos gráficos simples. A lo largo de la década de 1950, sólo los ordenadores de tubo programados en lenguaje de máquina se utilizaban principalmente para la informática científica, con dispositivos gráficos configurados únicamente para la salida. La infografía se encuentra en su etapa de preparación y gestación y se denomina gráfica “pasiva”: gráfica “pasiva”.
2 Aplicación de gráficos por computadora en la tecnología de modelado de superficies
La tecnología de modelado de superficies es una parte importante de los gráficos por computadora y el diseño geométrico asistido por computadora, y se lleva a cabo principalmente en el sistema de gráficos por computadora. Medio ambiente Representación, diseño, visualización y análisis de superficies. Se originó a partir del proceso de muestreo de formas de aviones y barcos. Después de más de 30 años de desarrollo, ahora se ha formado un diseño de características paramétricas representado por el método de Bessel y el método B-spline y la representación de superficie algebraica implícita como cuerpo principal. de métodos, un sistema teórico geométrico con tres medios de interpolación (Intmpolation), ajuste (Fitting) y aproximación (Ap-proximation) como columna vertebral. El sistema teórico geométrico del esqueleto. A medida que la visualización de gráficos por computadora tiene requisitos cada vez mayores de realismo, tiempo real e interactividad, a medida que la tendencia de los objetos de diseño geométrico hacia la diversidad, particularidad y complejidad topológica se vuelve cada vez más obvia, a medida que la industria de fabricación de gráficos se integra con el ritmo cada vez mayor de modernización, integración y creación de redes, y con la creciente perfección de los equipos de hardware, como la tecnología de muestreo de datos tridimensionales y el escaneo de alcance láser, el modelado de superficies ha logrado grandes avances en los últimos años. Se ha desarrollado significativamente en los últimos años.
2.1 Desde la perspectiva de los campos de investigación, la tecnología de modelado de superficies se ha expandido desde la representación de superficies tradicional, la intersección de superficies, el empalme de superficies y otras investigaciones hasta la deformación de superficies, la reconstrucción de superficies, la simplificación de superficies, la conversión de superficies, la aberración de superficies, etc.
Deformación o combinación de formas: los modelos de superficie B-splines racionales no uniformes (NURBS) tradicionales solo permiten ajustar los vértices de control o los pesos para cambiar localmente la forma de la superficie y utilizan modelos de refinamiento jerárquico para operar directamente puntos en la superficie. Algunos métodos simples de generación de superficies basados en curvas paramétricas, como barrido, revestimiento, rotación y extrusión, solo permiten ajustar las curvas resultantes para cambiar la forma de la superficie. Existe una necesidad urgente en las industrias de animación por computadora y modelado de sólidos de desarrollar métodos de deformación o desarrollo de formas que sean independientes de las representaciones de superficies. Por lo tanto, se pueden utilizar deformación libre (fFD), deformación basada en deformación elástica o termoelasticidad, deformación basada en restricciones, deformación basada en restricciones geométricas, técnicas de deformación de superficies basadas en correspondencias poliédricas o superficies basadas en Minkowski y Morfología de imágenes manipuladas (MIMM). a medida que la deformación surgió en el momento histórico. Minkowski y técnicas híbridas de formas de superficies manipuladas.
2.2 Desde la perspectiva de los métodos de representación, el modelado discreto caracterizado por la subdivisión de cuadrícula (Subdivisión) tiene una gran tendencia de innovación en comparación con el modelado continuo tradicional. Además, este método de modelado de superficies se ha utilizado ampliamente en el diseño y procesamiento de animaciones de características vívidas y superficies escultóricas.
3Aplicaciones en Diseño y Fabricación Asistidos por Ordenador (CAD/CAM)
Este es uno de los campos de aplicación más extensos y activos. El diseño asistido por computadora (CAD) es una tecnología que utiliza la poderosa potencia informática y las capacidades eficientes de procesamiento de gráficos de las computadoras para ayudar a los trabajadores del conocimiento en ingeniería y diseño y análisis de productos a lograr las metas esperadas o lograr resultados innovadores.
Es una disciplina emergente que integra los últimos avances en informática y métodos de diseño de ingeniería. El desarrollo de la tecnología de diseño asistido por computadora está estrechamente relacionado con el desarrollo y la mejora de la tecnología de software y hardware y la innovación de los métodos de diseño de ingeniería. El diseño asistido por computadora es una necesidad urgente para el diseño de ingeniería moderno. La tecnología CAD se ha utilizado ampliamente en todos los aspectos de la economía nacional, y sus principales áreas de aplicación son las siguientes: 3.1 Aplicación de fabricación La tecnología CAD se ha utilizado ampliamente en la industria manufacturera, entre las que se encuentran las industrias manufactureras como máquinas herramienta, automóviles y aeronaves. , barcos y naves espaciales son los más utilizados. Como todos sabemos, el proceso de diseño de un producto pasa por varias etapas principales, como el diseño conceptual, el diseño detallado, el análisis y optimización estructural y la simulación. Al mismo tiempo, la tecnología de diseño moderna introduce el concepto de ingeniería concurrente en todo el proceso de diseño, y todo el ciclo de vida del producto se considera de manera integral durante la etapa de diseño. Los actuales sistemas avanzados de aplicaciones CAD han integrado una serie de funciones como diseño, dibujo, análisis, simulación y procesamiento en un solo sistema. Actualmente, el software de uso común incluye sistemas de aplicaciones CAD como UGII, I-DEAS, CATIA, PRO/E y Euclid, que se ejecutan principalmente en plataformas de estaciones de trabajo gráficas. El software de aplicación CAD que se ejecuta en la plataforma de PC incluye principalmente Cimatron, Solidwork, MDT, SolidEdge, etc. Debido a diversos factores, AutoCAD de Autodesk ocupa actualmente un mercado considerable entre los sistemas CAD 2D.
3.2 Aplicación en el diseño de ingeniería. La aplicación de la tecnología CAD en el campo de la ingeniería se refleja principalmente en los siguientes aspectos: diseño arquitectónico, incluido el diseño de esquemas, modelado tridimensional, diseño de renderizado arquitectónico, etc. Diseño estructural, incluido análisis de elementos finitos, diseño del plano estructural, cálculo y análisis de estructuras de marco/soporte. Diseño de equipos, incluidos agua, electricidad, equipos de calefacción y diseño de tuberías. Planificación urbana, diseño de transporte urbano, como vías urbanas, vías elevadas, tren ligero, etc. Diseño de tuberías municipales, como abastecimiento de agua, descarga de aguas residuales, gas, etc. Diseño de proyectos de conservación de agua, como presas, acueductos, etc. ⑧Otro diseño y gestión de proyectos, como desarrollo inmobiliario y gestión de propiedades, estimaciones de presupuesto de proyectos, etc.
3.3 Aplicación en circuitos electrónicos y eléctricos La tecnología CAD se utilizó por primera vez en el diseño de esquemas y diagramas de circuitos. En la actualidad, la tecnología CAD se ha extendido al diseño de placas de circuito impreso (diseño de cableado y componentes) y es útil en el diseño y fabricación de circuitos integrados, circuitos integrados a gran escala y circuitos integrados a muy gran escala, promoviendo así en gran medida tecnología microelectrónica y el desarrollo de la tecnología informática.
3.4 Simulación y animación. La aplicación de la tecnología CAD puede simular de manera realista el procesamiento de piezas mecánicas, el despegue y aterrizaje de aviones, la entrada y salida de barcos de puertos, el análisis de daños por tensión de objetos, el entorno de entrenamiento de vuelo, el sistema de aproximación de combate, la reproducción de escenas de accidentes y otros fenómenos. En la industria cultural y del entretenimiento, el modelado por computadora se ha utilizado ampliamente para simular animales originales, extraterrestres y diversas escenas que no se encuentran en el mundo real, y la animación se combina a la perfección con el fondo real y las actuaciones de los actores, lo que ha hecho Gran progreso en la tecnología de producción cinematográfica. Brillemos y produzcamos maravillosos éxitos de taquilla.
3.5 Otras aplicaciones. Además de su aplicación en los campos mencionados, la tecnología CAD también se utiliza en la industria ligera, textiles, electrodomésticos, ropa, calzado, productos médicos farmacéuticos e incluso deportes. El sistema de estandarización CAD se ha mejorado aún más; la inteligencia del sistema se ha convertido en otro punto de acceso técnico; la integración se ha convertido en una tendencia importante en el desarrollo de la tecnología CAD; la visualización informática científica, el diseño virtual y la tecnología de fabricación virtual son nuevas tendencias en el desarrollo de la tecnología CAD; .
4 Conclusión
Los gráficos por computadora se han convertido en una tecnología y una herramienta utilizada para mejorar la comprensión y la transmisión de información en casi todos los campos contemporáneos de la ciencia y la tecnología de la ingeniería. Al mismo tiempo, las aplicaciones de hardware y software de gráficos por computadora se han convertido en una enorme industria con amplias perspectivas de desarrollo y seguramente desempeñarán un papel cada vez más importante en la vida de las personas.