Гармония языка традиционной ручной графики с приемами новых электронных технологий

ГАРМОНИЯ ЯЗЫКА ТРАДИЦИОННОЙ РУЧНОЙ ГРАФИКИ С ПРИЕМАМИ НОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

А.И. Артюхов, А.А. Павлова

Аннотация. В статье рассмотрены основные аспекты гармонии языка традиционной ручной графики с приемами новых электронных технологий. Показана история способов выполнения и отображения чертежей - от наскального рисунка до планшетных компьютеров и BD-принтера. Представлены примеры из практики.

Ключевые слова: чертеж, новые электронные технологии, Система Компас, BD-принтер.

Summary. The article deals with the main aspects of the harmony of the language of the traditional methods of manual graphics with the use of the new electronic methods. It follows the history of the methods of the creating of drawings and the ways of displaying - from cave paintings to the Tablet PC and 3D-printer and gives practical examples.

Keywords: drawing, new electronic technologies, the Compass system, 3D-printer.

130

С древнейших времен и до наших дней графическое общение остается самым простым и удобным видом связи между людьми. Графический язык известен человечеству с незапамятных времен. Из его элементов возникли многие графические формы представления, передачи и хранения информации.

К базовым понятиям языка графики относят: изображение, чертеж, вид, разрез и сечение; форма, формообразование и др.

Изображения различных предметов и явлений появились как средство коммуникации между людьми еще до возникновения письменности. Об этом свидетельствуют сохранившиеся в музеях и архивах графические изображения, относящиеся к дописьмен-

ной истории человечества. В исторической перспективе совершенствовался данный способ передачи информации - от выполнения простейших рисунков для несложных объектов до подробных чертежей для больших сооружений. Эволюция технологий в различных формах представления информации представлена в таблице.

Рождение рисунка относится к началу позднего каменного века - палеолита (35-12 тыс. до н.э.). Древние земледельческие цивилизации Востока (Египетская, Шумерская, Вавилонская, Китайская, Индийская) стали колыбелью возникновения основ геометрии и базовых понятий графики. Одной из древнейших карт (2500 лет до н.э.) считается вавилонский чертеж, выполненный на глиняной табличке [ 1].

Преподаватель XX

ЕК

3 / 2012

Первые чертежи, используемые при строительстве древними строителями различных сооружений, назывались «планами». Они выполнялись на земле на месте будущего сооружения в натуральную величину. Стали использоваться первые чертежные инструменты — деревянный циркуль-измеритель и веревочный прямоугольный треугольник. Позднее такие чертежи стали выполнять в уменьшенном виде на пергаменте и дереве. На чертежах начали показать не только форму, но и размеры изображаемых предметов.

На чертежах храмов и общественных зданий эпохи Римской империи талантливые зодчие античности использовали виды, разрезы и сечения. Все это было востребовано в течение долгого времени существования цивилизаций Средневековья и Нового времени.

Владение основами геометрии было присуще также мастерам Древней Руси, использовавших свои знания при возведении соборов и светских сооружений. При строительстве сооружений русские зодчие выполняли достаточно сложные чертежи. Базовые знания в области графики были

восприняты Русью из недр византийской цивилизации и развитыми местными «умельцами». По предварительно разработанным проектным чертежам архитектора Федора Коня в 1586-1592 гг. в Москве была построена огромная каменная стена с многочисленными башнями.

В кораблестроении в ХУЛ-ХУШ вв. применялись более точные чертежи, в масштабе, с тремя изображениями, с указанием основных размеров судна. Сохранившийся чертеж весельного шлюпа, выполненный в 1719 г. Петром I, свидетельствует о соблюдении проекционной связи. В XVIII в. чертежи выполнялись очень тщательно, с обводкой цветной тушью. На чертежах делались условные разрезы изделий с раскраской места разреза разными цветами в зависимости от вида материалов изделий. Чертежи А.К. Нартова, И.И. Ползунова и И.П. Кулибина наглядно доказывают отличные познания русских изобретателей в области построения точного проекционного чертежа. Позднее в чертежи стали включать указания о точности, с какой должны быть выдержаны размеры (появление системы допу-

131

Таблица

Эволюция технологий в различных формах представления информации

Носитель Инструмент

Каменные плиты Натуральные красители

Глиняные таблички, вощеные таблички, керамические сосуды, остраконы Деревянная или бронзовая палочка, кость, стилус

Пергамент папирус береста Гусиные перья Тонкие кисти тростника Писало

Бума га Перья с чернилами, позднее ручки, карандаши и пр.

Меловая доска Мел

Маркерная доска Маркеры

Интерактивная доска Маркер

Планшетные компьютеры Палец, стилус

3 1 2012 Преподаватель XX_

ВЕК

132

сков и посадок), требования к качеству поверхностей и геометрии изделия (указание допусков форм и расположения поверхностей) и др.

Создание «Начертательной геометрии» Гаспаром Монжем, трактат которого вышел в свет в 1799 г., стало той основой, которая позволила новой Европе овладеть геометрическими знаниями. Большой вклад в развитие проекционного черчения внесли работы русских и советских ученых XIX-XX вв., хотя метод прямоугольного проецирования использовался до появления начертательной геометрии в чертежах русских архитекторов. Я.А. Севастьянов, издавший курс «Основания начертательной геометрии» (1821 г.), считается основоположником начертательной геометрии в России. Позднее выдающийся ученый конца XIX в. проф. В.И. Курдюмов написал ряд капитальных трудов по начертательной геометрии. Талантливому советскому ученому в области воздухоплавания и авиации Н.А. Ры-нину принадлежит ряд трудов по приложению начертательной геометрии в технике, в которых он дал графические решения задач в области перспективы. Также им был написан ряд учебников по различным разделам начертательной геометрии. Профессору ЛИИЖТ и ЛЭТИИСС Д.И. Каргину принадлежит работа «О точности графических построений» [2].

В конце 1951 г. человечество узнало о компьютерной графике, а 70-е гг. XX века стали временем ее широкого практического внедрения в крупных архитектурных и машиностроительных фирмах ведущих промышленных государств. В тот период основное внимание уделялось системам автоматизированного черчения. До этого

основными инструментами выполнения чертежей были ручные, традиционные инструменты - карандаш, циркуль, линейка, угольник и т.п.

В 1980-х гг., благодаря развитию компьютерной техники, компьютеры стали более доступны. Компьютеры заменили столы для черчения, благодаря этому скорость работы и уровень черчения значительно повысился. В это время наряду с 2D проектированием появляется и 3D моделирование.

В 1990-е гг. были исправлены многие ошибки в разработке систем, основополагающим стал пользовательский интерфейс программ.

Сколь бы ни усовершенствовались программы для моделирования и выполнения чертежей, все равно все, даже самые совершенные, технологии (ЧПУ, 3D-принтер, планшетные компьютеры, интерактивные доски и пр.) основаны на простейших технологиях, поэтапно преобразованных и усовершенствованных во времени.

Для примера можно рассмотреть 3D-принтер. Все начиналось с привычного для всех принтера, будь то лазерного, струйного или матричного. Результат печати такого принтера - тонкий листок бумаги с рисунком или текстом. Это некий 2D-рисунок. 3D принтеры используют 3D технологию струйной печати, поэтапно создавая объекты (прототипы) слой за слоем, путем нанесения жидкого связующего вещества на тонкие слои порошка. По аналогии с обычным принтером - печатается сечение будущего предмета, каждый последующий напечатанный лист - сечение объекта на определенную высоту выше предыдущего. Отличие заключается в том, что в 2D-принтере бумага подается под печатающую головку, а в 3D-принтере печатающая головка переме-

Преподаватель |_

3 / 2012

щается над поверхностью расходного материала (порошка), в то время как на нем пропечатываются сечения будущего изделия по данным, поступающим из специальной программы.

Подобно нанесению чернил на очередной лист бумаги в обычном принтере, в 3D-принтере связующее вещество наносится через печатающую головку на очередной тонкий (около 0,1 мм) слой порошка, создавая одно сечение объекта. Порошок твердеет в местах нанесения связующего вещества. Последующие сечения «склеиваются» с предыдущими и так далее, пока будущий объект не будет сформирован полностью. После окончания работы принтера изделие извлекается из массы порошка.

Выполнение чертежей с помощью компьютерных программ учитывает все традиции выполнения чертежей ручными инструментами (линейки, угольники, циркули и пр.). Рассмотрим самый простой пример. Задание: необходимо выполнить чертеж прямоугольника с нанесением размеров.

Выполнение чертежа на бумаге:

1. Намечаем на листе бумаги оптимальное расположение прямоугольника.

2. Чертим нижнюю сторону с помощью линейки и карандаша.

3. С помощью угольника чертим боковые стороны под углом 90°.

4. Вычерчиваем верхнюю сторону;

5. Наносим размеры.

Выполнение чертежа в системе

Компас:

1. Нажать кнопку «Создать» - в появившемся списке выбрать команду «Деталь».

2. В подменю «Геометрия» выбрать «Прямоугольник». Задать необходимые размеры прямоугольника.

3. С помощью подменю «Размеры» нанести необходимые размеры.

4. Отправить готовый чертеж на печать.

Как видно, принцип построения одинаков, при этом различаются только технологии. В системе «Компас» черчение автоматизировано, чертежи получаются более точными и аккуратными.

Таким образом, с самого раннего этапа развития технологий ввода и отображения информации, в частности в области графики, наблюдается гармония языка традиционных графических методов с приемами новых технологий. Недаром говорят, новое - это хорошо забытое старое. В нашем примере - усовершенствованное во времени и оптимизированное под новые стандарты и требования.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Павлова А.А. Технология. Черчение и графика. 8-9 классы: Учеб. для общеоб-разоват. учреждений / А.А. Павлова, Е.И. Корзинова. - 2-е изд., стер. - М.: Мнемозина, 2009. - 263 с.

2. Каргин Д.И. Гаспар Монж - творец на- jJJ чертательной геометрии // Гаспар Монж: сборник статей к 200-летию со дня рождения / Под ред. ак. В.И. Смирнова. - Л.: Изд-во Академии Наук СССР, 1947.

3. Богуславский А.А., Третьяк Т.М., Фара-фонов А.А. КОМПЛС-ЗБ v. 5.11-8.0. Практикум для начинающих - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006. - 272 с.

4. История Древнего Востока / [А.А. Вага-син, М.А. Дандамаев, М.В. Крюков и др.] / Под ред. В.И. Кузищина. - 3-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Высш. шк., 2007.

5. Соколова М.Е. Социальное время и новые электронные технологии. - М.: Институт научной информации по общественным наукам РАН, 2006. - 106 с.

3 / 2012

Преподаватель |_