Նախագծի տեխնիկական և ինժեներական գծագրում և պատկերացում՝ պատմություն

Ինչպե՞ս է զարգացել տեխնիկական և ինժեներական գծագրությունը պատմության ընթացքում: Խաչաձեւ հատվածը մ.թ.ա 2100թ. առ այսօր։

2100 ռ/վ - Օբյեկտի առաջին պահպանված պատկերն ուղղանկյուն պրոյեկցիայում՝ հաշվի առնելով համապատասխան մասշտաբը։ Գծանկարը պատկերված է Գուդեայի արձանի վրա (1), ինժեներ և քանոն

Շումերական Լագաշ քաղաք-պետություն, որը գտնվում է ժամանակակից Իրաքում։

XNUMX-րդ դար մ.թ.ա – Մարկուս Վիտրուվիուս Պոլլիոն համարվում է դիզայներական գծագրության հայրը, այսինքն. Վիտրուվիոս, հռոմեացի ճարտարապետ, շինարար

ռազմական մեքենաներ Հուլիոս Կեսարի և Օկտավիանոս Օգոստոսի օրոք։ Նա ստեղծեց այսպես կոչված Վիտրուվյան մարդուն՝ շրջանագծի և քառակուսու մեջ գրված մերկ տղամարդու պատկեր (2), խորհրդանշելով շարժումը (Լեոնարդո դա Վինչին հետագայում տարածեց այս գծագրի իր տարբերակը): Նա հայտնի դարձավ որպես «Տասը գրքերի ճարտարապետության մասին» տրակտատի հեղինակ, որը գրվել է մ. Գալենը Շվեյցարիայում. Վիտրուվիուսը մանրամասն նկարագրում է ինչպես հունական դասական կարգերը, այնպես էլ դրանց հռոմեական տատանումները։ Նկարագրությունները լրացվել են համապատասխան նկարազարդումներով, սակայն բնօրինակ նկարները չեն պահպանվել։ Ժամանակակից ժամանակաշրջանում շատ հայտնի հեղինակներ նկարազարդումներ են արել այս աշխատանքի համար՝ փորձելով վերստեղծել կորցրած գծագրերը։

3. Գվիդո դա Վիգևանոյի գծանկարներից մեկը

Միջին դարեր – Շենքեր և այգիներ նախագծելիս օգտագործվում են երկրաչափական սկզբունքներ՝ ad quadratum և ad triangulum, այսինքն. նկարչություն քառակուսի կամ եռանկյունու առումով: Մայր տաճարի շինարարները աշխատանքի ընթացքում ստեղծում են էսքիզներ և գծանկարներ, բայց առանց խիստ կանոնների և ստանդարտացման։ Դատական ​​վիրաբույժ և գյուտարար Գվիդո դա Վիգևանոյի կողմից պաշարման շարժիչների գծագրերի գիրքը, 1335 թ.3), ցույց է տալիս այս վաղ գծագրերի կարևորությունը՝ որպես գործիքներ ներգրավելու հովանավորներին և հաճախորդներին, ովքեր ցանկանում են ֆինանսավորել շինարարական ներդրումները:

1230-1235 – Ստեղծել է Վիլարդ դե Օնեկուրի ալբոմը (4). Սա ձեռագիր է, որը պարունակում է 33 թերթ մագաղաթ՝ 15–16 սմ լայնությամբ և 23–24 սմ բարձրությամբ, իրար կապած, երկու կողմից պատված են գրիչով արված գծագրերով և նախապես կապարե փայտով գծված գծագրերով։ Շենքերի, ճարտարապետական ​​տարրերի, քանդակների, մարդկանց, կենդանիների և սարքերի մասին գծագրերն ուղեկցվում են նկարագրություններով։

1335 – Գվիդո դա Վիգևանոն աշխատում է Texaurus Regis Francie-ի վրա, որը պաշտպանում է խաչակրաց արշավանքը, որը հռչակել է Ֆիլիպ VI-ը: Աշխատանքը պարունակում է մարտական ​​մեքենաների և մեքենաների բազմաթիվ գծագրեր, այդ թվում՝ զրահապատ կառքեր, հողմային սայլեր և այլ հնարամիտ պաշարման սարքեր։ Թեև Ֆիլիպի խաչակրաց արշավանքը երբեք տեղի չի ունեցել Անգլիայի հետ պատերազմի պատճառով, դա Վիգևանոյի ռազմական ալբոմը նախորդում է և ակնկալում է Լեոնարդո դա Վինչիի և տասնվեցերորդ դարի այլ գյուտարարների ռազմական շենքերից շատերը:

4. Էջ Villars de Honnecourt-ի ալբոմից:

1400-1600 - Առաջին տեխնիկական գծագրերը ինչ-որ իմաստով ավելի մոտ են ժամանակակից գաղափարներին, Վերածննդի դարաշրջանը բազմաթիվ բարելավումներ և փոփոխություններ բերեց ոչ միայն շինարարական տեխնիկայի, այլև նախագծերի նախագծման և ներկայացման մեջ:

XNUMX-րդ դար – Նկարիչ Պաոլո Ուչելոյի տեսանկյունի վերագտնումը օգտագործվել է Վերածննդի տեխնիկական գծագրության մեջ: Ֆիլիպո Բրունելեսկին իր նկարներում սկսեց օգտագործել գծային հեռանկար, որն առաջին անգամ նրան և իր հետևորդներին հնարավորություն տվեց իրատեսորեն ներկայացնել ճարտարապետական ​​կառույցները և մեխանիկական սարքերը։ Բացի այդ, XNUMX-րդ դարի սկզբի գծագրերը Մարիանո դի Յակոպոյի կողմից՝ Տակոլա անունով, ցույց են տալիս գյուտերն ու մեքենաները ճշգրիտ պատկերելու հեռանկարի օգտագործումը: Taccola-ն բացահայտորեն օգտագործում էր գծագրության կանոնները ոչ թե որպես գոյություն ունեցող կառույցները փաստաթղթավորելու միջոց, այլ որպես դիզայնի մեթոդ՝ օգտագործելով վիզուալիզացիա թղթի վրա: Նրա մեթոդները տարբերվում էին Վիլարդ դե Օնեկուրի, Աբե ֆոն Լանդսբերգի և Գվիդո դա Վիգևանոյի տեխնիկական գծագրության ավելի վաղ օրինակներից՝ հեռանկարի, ծավալի և ստվերի կիրառմամբ։ Taccola-ի նախաձեռնած մեթոդները օգտագործվել և մշակվել են հետագա հեղինակների կողմից: 

XNUMX-րդ դարի սկիզբ – Ժամանակակից տեխնիկական գծագրերի առանձնահատկությունների առաջին հետքերը, ինչպիսիք են հատակագծերը, հավաքման գծագրերը և մանրամասն հատվածային գծագրերը, գալիս են Լեոնարդո դա Վինչիի գծագրերից, որոնք արվել են XNUMX-րդ դարի հենց սկզբին: Լեոնարդոն ոգեշնչվել է ավելի վաղ հեղինակների, մասնավորապես՝ ճարտարապետ և մեքենաների դիզայներ Ֆրանչեսկո դի Ջորջիո Մարտինիի աշխատանքից: Գերմանացի գեղանկարչության վարպետ Լեոնհարդ Ալբրեխտ Դյուրերի ժամանակաշրջանի աշխատանքներում առկա են նաև պրոյեկցիաների առարկաների տեսակները։ Դա Վինչիի կողմից օգտագործված տեխնիկաներից շատերը նորարարական էին ժամանակակից դիզայնի սկզբունքների և տեխնիկական գծագրության առումով: Օրինակ, նա առաջիններից էր, ով առաջարկեց դիզայնի մաս կազմել առարկաների փայտե մոդելներ։ 

1543 – Նկարչական տեխնիկայի պաշտոնական ուսուցման սկիզբ: Հիմնադրվում է Վենետիկյան Արվեստների Դել Դիզենոյի ակադեմիան։ նկարիչներին, քանդակագործներին և ճարտարապետներին սովորեցրել են կիրառել դիզայնի ստանդարտ տեխնիկա և վերարտադրել նախշերը պատկերի մեջ: Ակադեմիան մեծ նշանակություն ունեցավ նաև արհեստագործական արհեստանոցներում ուսուցման փակ համակարգերի դեմ պայքարում, որոնք սովորաբար դեմ էին դիզայնի գծագրության մեջ ընդհանուր նորմերի և ստանդարտների կիրառմանը:

XVII դար – Վերածննդի տեխնիկական գծագրերի վրա հիմնականում ազդել են գեղարվեստական ​​սկզբունքներն ու պայմանականությունները, այլ ոչ թե տեխնիկական: Այս իրավիճակը սկսեց փոխվել հետագա դարերում։ Ժերար Դեզարգը հիմնվել է ավելի վաղ հետազոտող Սամուել Մարալուայի աշխատանքի վրա՝ մշակելու պրոյեկտիվ երկրաչափության համակարգ, որն օգտագործվում էր առարկաները մաթեմատիկորեն եռաչափ պատկերելու համար: Նրա անունով է կոչվել պրոյեկտիվ երկրաչափության առաջին թեորեմներից մեկը՝ Դեզարգի թեորեմը։ Էվկլիդեսյան երկրաչափության առումով նա ասաց, որ եթե երկու եռանկյունիները հարթության վրա ընկած են այնպես, որ իրենց գագաթների համապատասխան զույգերով սահմանված երեք ուղիղները համընկնեն, ապա համապատասխան զույգ կողմերի հատման երեք կետերը (կամ դրանց ընդարձակումները. ) մնում են համակողմանի:

1799 - XVIII դարի ֆրանսիացի մաթեմատիկոս Գասպար Մոնժեի «Նկարագրական երկրաչափություն» գիրքը (5), պատրաստվել է նրա նախորդ դասախոսությունների հիման վրա։ Համարված լինելով նկարագրական երկրաչափության և տեխնիկական գծագրության մեջ ներկայացվածության պաշտոնականացման առաջին ցուցադրությունը՝ այս հրատարակությունը սկիզբ է առնում ժամանակակից տեխնիկական գծագրության սկզբնավորումից: Մոնգը մշակել է երկրաչափական մոտեցում՝ առաջացած ձևերի հատման հարթությունների իրական ձևը որոշելու համար։ Թեև այս մոտեցումը ստեղծում է պատկերներ, որոնք արտաքին տեսքով նույնական են այն տեսակետներին, որոնք Վիտրուվիուսը քարոզում էր հնագույն ժամանակներից, դրա տեխնիկան թույլ է տալիս դիզայներներին ստեղծել համաչափ տեսարաններ ցանկացած տեսանկյունից կամ ուղղությունից՝ հաշվի առնելով հիմնական տեսարանները: Բայց Մոնգը ավելին էր, քան պարզապես պրակտիկ մաթեմատիկոս: Նա մասնակցել է տեխնիկական և դիզայներական կրթության ողջ համակարգի ստեղծմանը, որը մեծապես հիմնված էր նրա սկզբունքների վրա։ Նախագծող մասնագիտության զարգացմանն այն ժամանակ նպաստեց ոչ միայն Մոնժի աշխատանքը, այլև ընդհանրապես արդյունաբերական հեղափոխությունը, պահեստամասերի արտադրության անհրաժեշտությունը և նախագծման գործընթացները արտադրության մեջ ներմուծելը: Տնտեսագիտությունը նույնպես կարևոր էր. նախագծային գծագրերի մի շարք շատ դեպքերում անհարկի էին դարձնում աշխատանքային օբյեկտի մոդելի կառուցումը: 

1822 Տեխնիկական ներկայացման հանրաճանաչ մեթոդը՝ աքսոնոմետրիկ գծագրությունը, ձևակերպվել է Քեմբրիջի հովիվ Ուիլյամ Ֆարիշի կողմից 1822-ի սկզբին Կիրառական գիտության վերաբերյալ իր աշխատության մեջ: Նա նկարագրեց մի տեխնիկա, որը ցույց էր տալիս առարկաները եռաչափ տարածության մեջ, մի տեսակ զուգահեռ պրոյեկցիա, որը քարտեզագրում է տարածությունը հարթության վրա՝ օգտագործելով ուղղանկյուն կոորդինատային համակարգ: Առանձնահատկությունը, որը տարբերում է աքսոնոմետրիան զուգահեռ պրոյեկցիայի այլ տեսակներից, նախագծված օբյեկտների իրական չափերը պահպանելու ցանկությունն է առնվազն մեկ ընտրված ուղղությամբ: Աքսոնոմետրիայի որոշ տեսակներ թույլ են տալիս նաև անկյունների չափերը պահել ընտրված հարթությանը զուգահեռ: Ֆարիշը հաճախ օգտագործում էր մոդելներ՝ իր դասախոսություններում որոշակի սկզբունքներ պատկերացնելու համար: Մոդելների հավաքումը բացատրելու համար նա օգտագործել է իզոմետրիկ պրոյեկցիայի տեխնիկան՝ հարթության վրա եռաչափ տարածության քարտեզագրում, որը զուգահեռ պրոյեկցիայի տեսակ է։ Չնայած իզոմետրիկայի ընդհանուր հայեցակարգը գոյություն ուներ նախկինում, Ֆարիշն էր, ով լայնորեն հայտնի է որպես առաջին մարդ, ով սահմանել է իզոմետրիկ գծագրության կանոնները։ 120-ում «Իզոմետրիկ հեռանկարի մասին» հոդվածում նա գրել է «օպտիկական աղավաղումներից զերծ ճշգրիտ տեխնիկական գծագրերի անհրաժեշտության մասին»։ Սա ստիպեց նրան ձևակերպել իզոմետրիայի սկզբունքները։ Իզոմետրիկ նշանակում է «հավասար չափումներ», քանի որ նույն սանդղակը օգտագործվում է բարձրության, լայնության և խորության համար: Իզոմետրիկ պրոյեկցիայի էությունը յուրաքանչյուր զույգ առանցքների միջև անկյունները (XNUMX°) հավասարեցնելն է, որպեսզի յուրաքանչյուր առանցքի հեռանկարային կծկումը լինի նույնը: XIX դարի կեսերից իզոմետրիան դարձել է ընդհանուր գործիք ինժեներների համար (6), և շուտով դրանից հետո աքսոնոմետրիան և իզոմետրիան ներառվեցին Եվրոպայում և Միացյալ Նահանգներում ճարտարապետական ​​հետազոտական ​​ծրագրերում։

6. Տեխնիկական գծագրություն իզոմետրիկ տեսքով

80- ի – Վերջին նորամուծությունը, որը տեխնիկական գծագրերը բերեց իրենց ներկայիս ձևին, դրանք տարբեր ձևերով պատճենելու գյուտն էր՝ պատճենահանումից մինչև պատճենահանում: Առաջին հայտնի վերարտադրողական գործընթացը, որը ներդրվել է 80-ականներին, ցիանոտիպն էր (7). Սա թույլ տվեց տեխնիկական գծագրերը բաշխվել առանձին աշխատակայանի մակարդակով: Աշխատողները սովորում էին կարդալ նախագիծը և պետք է խստորեն պահպանեին չափերն ու հանդուրժողականությունները: Սա իր հերթին հսկայական ազդեցություն ունեցավ զանգվածային արտադրության զարգացման վրա, քանի որ նվազեցրեց ապրանք արտադրողի պրոֆեսիոնալիզմի և փորձի մակարդակի պահանջները:

7. Տեխնիկական գծագրի պատճենը

1914 – 1914-րդ դարի սկզբին գույները լայնորեն օգտագործվում էին տեխնիկական գծագրերում: Այնուամենայնիվ, 100-րդ տարում արդյունաբերական զարգացած երկրներում այս պրակտիկան գրեթե XNUMX%-ով լքված էր: Տեխնիկական գծագրերի գույներն ունեին տարբեր գործառույթներ. դրանք օգտագործվում էին շինանյութերը ներկայացնելու համար, դրանք օգտագործվում էին համակարգում հոսքերն ու շարժումները տարբերելու և պարզապես դրանցով սարքերի պատկերները զարդարելու համար: 

1963 – Իվան Սաթերլենդը, MIT-ում իր թեկնածուական թեզում, մշակում է Sketchpad դիզայնի համար (8). Դա առաջին CAD (Compute Aided Design) ծրագիրն էր, որն ուներ գրաֆիկական ինտերֆեյս, եթե կարելի է այդպես անվանել, քանի որ այն ընդամենը x-y դիագրամներ ստեղծելն էր: Sketchpad-ի կազմակերպչական նորամուծությունները առաջ են քաշել օբյեկտի վրա հիմնված ծրագրավորման օգտագործումը ժամանակակից CAD և CAE (Computer Aided Engineering) համակարգերում: 

8. Իվան Սաթերլենդը ներկայացնում է Sketchpad-ը

60-ական թթ. – Խոշոր ընկերությունների ինժեներները, ինչպիսիք են Boeing-ը, Ford-ը, Citroën-ը և GM-ը, մշակում են նոր CAD ծրագրեր: Համակարգչային օգնությամբ նախագծման մեթոդները և դիզայնի վիզուալիզացիան դառնում են ավտոմոբիլային և ավիացիոն նախագծերը պարզեցնելու միջոց, և արտադրական նոր տեխնոլոգիաների արագ զարգացումը, հիմնականում՝ թվային հսկողությամբ հաստոցներ, անիմաստ չէ: Հաշվողական հզորության զգալի բացակայության պատճառով՝ համեմատած այսօրվա մեքենաների հետ, CAD-ի վաղ նախագծումը պահանջում էր մեծ ֆինանսական և ինժեներական ուժ:

9. Պորտեր Պիեռ Բեզիեն իր մաթեմատիկական բանաձեւերով

1968 – XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) մեթոդների գյուտը վերագրվում է ֆրանսիացի ինժեներ Պիեռ Բեզիեին:9). Ավտոմոբիլային արդյունաբերության համար մասերի և գործիքների նախագծումը հեշտացնելու համար նա մշակեց UNISURF համակարգը, որը հետագայում դարձավ աշխատանքային հիմք CAD ծրագրային ապահովման հետագա սերունդների համար:

1971 – Հայտնվում է ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM): Դա CAD գործիք էր, որը մշակվել էր Dr. Պատրիկ Ջ. Հանրատտին, որի Արտադրության և խորհրդատվական ծառայությունների (MCS) ընկերությունը ծրագրային ապահովում է մատակարարում խոշոր ընկերություններին, ինչպիսիք են McDonnell Douglas-ը և Computervision-ը:

80-ական թթ. – Համակարգչային գործիքների մշակման առաջընթաց՝ ամուր մոդելավորման համար: 1982 թվականին Ջոն Ուոքերը հիմնել է Autodesk-ը, որի հիմնական արտադրանքը աշխարհահռչակ և հայտնի 2D AutoCAD ծրագիրն է։

1987 – Pro/ENGINEER-ը թողարկվել է՝ հայտարարելով ֆունկցիոնալ մոդելավորման տեխնիկայի և ֆունկցիայի պարամետրերի կապի ավելացման մասին: Դիզայնի այս հաջորդ հանգրվանի արտադրողը ամերիկյան PTC (Parametric Technology Corporation) ընկերությունն էր: Pro/ENGINEER-ը ստեղծվել է Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris և Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC պրոցեսորների համար, սակայն ժամանակի ընթացքում արտադրողն աստիճանաբար սահմանափակել է աջակցվող հարթակների քանակը: 2011 թվականից ի վեր միակ աջակցվող հարթակները MS Windows ընտանիքի համակարգերն են:

10. Ռոբոտների նախագծում ժամանակակից CAD ծրագրում

1994 – Autodesk AutoCAD R13 հայտնվում է շուկայում, այսինքն. եռաչափ մոդելների վրա աշխատող հայտնի ընկերության ծրագրի առաջին տարբերակը (10). Սա առաջին ծրագիրը չէր, որը նախատեսված էր 3D մոդելավորման համար։ Այս տեսակի ֆունկցիոնալությունը մշակվել է 60-ականների սկզբին, և 1969 թվականին MAGI-ն թողարկել է SynthaVision՝ առաջին կոմերցիոն հասանելի մոդելավորման ծրագիրը: 1989 թվականին NURBS-ը՝ 3D մոդելների մաթեմատիկական ներկայացումը, առաջին անգամ հայտնվեց Silicon Graphics-ի աշխատանքային կայաններում։ 1993 թվականին CAS Berlin-ը մշակեց ինտերակտիվ NURBS մոդելավորման ծրագիր ԱՀ-ի համար, որը կոչվում էր NöRBS:

2012 – Autodesk 360-ը՝ ամպի վրա հիմնված դիզայնի և մոդելավորման ծրագրակազմ, մուտք է գործում շուկա: