Lukisan teknikal dan kejuruteraan dan visualisasi projek - sejarah

Bagaimanakah lukisan teknikal dan kejuruteraan berkembang sepanjang sejarah? Keratan rentas dari 2100 SM hingga ke hari ini.

2100 rpn - Imej objek yang dipelihara pertama dalam unjuran segi empat tepat, dengan mengambil kira skala yang sesuai. Lukisan itu digambarkan pada patung Gudea (1dengar)) jurutera dan pembaris

Negara kota Sumeria Lagash, terletak di wilayah Iraq moden.

abad ke-XNUMX SM – Marcus Vitruvius Pollio dianggap bapa lukisan reka bentuk, i.e. Vitruvius, arkitek Rom, pembina

kenderaan tentera semasa pemerintahan Julius Caesar dan Octavian Augustus. Dia mencipta apa yang dipanggil Vitruvian Man - imej seorang lelaki telanjang yang tertulis dalam bulatan dan persegi (2), melambangkan pergerakan (kemudian Leonardo da Vinci mengedarkan versi lukisan ini sendiri). Dia menjadi terkenal sebagai pengarang risalah On the Architecture of Ten Books, yang ditulis antara 20 dan 10 SM dan tidak ditemui sehingga 1415 di perpustakaan biara St. Gallen di Switzerland. Vitruvius menerangkan secara terperinci kedua-dua perintah klasik Yunani dan variasi Rom mereka. Penerangan telah ditambah dengan ilustrasi yang sesuai - lukisan asal, bagaimanapun, tidak dipelihara. Pada zaman moden, ramai pengarang terkenal membuat ilustrasi untuk karya ini, cuba mencipta semula lukisan yang hilang.

3. Salah satu lukisan oleh Guido da Vigevano

Pertengahan umur – Apabila mereka bentuk bangunan dan taman, prinsip geometri digunakan - ad quadratum dan ad triangulum, i.e. lukisan dari segi segi empat sama atau segi tiga. Pembina katedral dalam proses kerja membuat lakaran dan lukisan, tetapi tanpa peraturan dan penyeragaman yang ketat. Buku lukisan enjin pengepungan oleh pakar bedah mahkamah dan pencipta Guido da Vigevano, 13353) menunjukkan kepentingan lukisan awal ini sebagai alat untuk menarik penaja dan pelanggan yang ingin membiayai pelaburan pembinaan.

1230-1235 – Mencipta album oleh Villard de Honnecourt (4). Ini adalah manuskrip yang mengandungi 33 helai kertas kulit yang diikat bersama, lebar 15–16 cm dan tinggi 23–24 cm. Ia ditutup pada kedua-dua belah dengan lukisan dan tanda yang dibuat dengan pen dan sebelum ini dilukis dengan kayu plumbum. Lukisan tentang bangunan, elemen seni bina, arca, manusia, haiwan dan peranti disertakan dengan penerangan.

1335 – Guido da Vigevano sedang mengusahakan Texaurus Regis Francie, sebuah karya mempertahankan perang salib yang diisytiharkan oleh Philip VI. Kerja ini mengandungi banyak lukisan mesin perang dan kenderaan, termasuk kereta perisai, kereta angin, dan alat pengepungan cerdik lain. Walaupun perang salib Philip tidak pernah berlaku kerana perang dengan England, album tentera da Vigevano mendahului dan menjangkakan banyak bangunan tentera Leonardo da Vinci dan pencipta abad keenam belas yang lain.

4. Halaman daripada album Villara de Onnekura.

1400-1600 - Lukisan teknikal pertama dalam erti kata yang lebih dekat dengan idea moden, Renaissance membawa banyak penambahbaikan dan perubahan bukan sahaja dalam teknik pembinaan, tetapi juga dalam reka bentuk dan pembentangan projek.

abad ke-XNUMX – Penemuan semula perspektif oleh artis Paolo Uccello digunakan dalam lukisan teknikal Renaissance. Filippo Brunelleschi mula menggunakan perspektif linear dalam lukisannya, yang buat pertama kalinya memberinya dan pengikutnya peluang untuk mewakili struktur seni bina dan peranti mekanikal secara realistik. Di samping itu, lukisan dari awal abad ke-XNUMX oleh Mariano di Jacopo, bernama Taccola, menunjukkan penggunaan perspektif untuk menggambarkan ciptaan dan mesin dengan tepat. Taccola secara eksplisit menggunakan peraturan lukisan bukan sebagai cara mendokumentasikan struktur sedia ada, tetapi sebagai kaedah reka bentuk menggunakan visualisasi di atas kertas. Kaedah beliau berbeza daripada contoh lukisan teknikal yang terdahulu oleh Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg dan Guido da Vigevano dalam penggunaan perspektif, kelantangan dan lorekan. Kaedah yang dimulakan oleh Taccola telah digunakan dan dibangunkan oleh pengarang kemudian.

Permulaan abad ke-XNUMX – Jejak pertama ciri lukisan teknikal moden, seperti pandangan pelan, lukisan pemasangan dan lukisan keratan terperinci, datang daripada buku lakaran Leonardo da Vinci yang dibuat pada awal abad ke-XNUMX. Leonardo mendapat inspirasi daripada karya pengarang terdahulu, khususnya Francesco di Giorgio Martini, seorang arkitek dan pereka mesin. Jenis objek dalam unjuran juga terdapat dalam karya sarjana lukisan Jerman dari zaman Leonhard Albrecht Dürer. Banyak teknik yang digunakan oleh da Vinci adalah inovatif dari segi prinsip reka bentuk moden dan lukisan teknikal. Sebagai contoh, beliau adalah salah seorang yang pertama mencadangkan membuat model kayu objek sebagai sebahagian daripada reka bentuk.

1543 – Permulaan latihan formal dalam teknik melukis. Akademi Seni Venice del Disegno diasaskan. pelukis, pengukir dan arkitek telah diajar untuk menggunakan teknik reka bentuk standard dan menghasilkan semula corak dalam imej. Akademi ini juga sangat penting dalam memerangi sistem latihan tertutup dalam bengkel kraf, yang biasanya menentang penggunaan norma dan piawaian biasa dalam lukisan reka bentuk.

Abad XVII – Lukisan teknikal Renaissance terutamanya dipengaruhi oleh prinsip dan konvensyen seni, bukan teknikal. Keadaan ini mula berubah pada abad-abad berikutnya. Gerard Desargues menggunakan kerja penyelidik terdahulu Samuel Maralois untuk membangunkan sistem geometri projektif yang digunakan untuk mewakili objek secara matematik dalam tiga dimensi. Salah satu teorem pertama geometri unjuran, teorem Desargues, dinamakan sempena namanya. Dari segi geometri Euclidean, beliau berkata bahawa jika dua segi tiga terletak pada satah sedemikian rupa sehingga tiga garis yang ditakrifkan oleh pasangan sepadan bucunya bertepatan, maka tiga titik persilangan pasangan sisi yang sepadan (atau sambungannya ) kekal kolinear.

1799 - Buku "Descriptive Geometry" oleh ahli matematik Perancis abad XVIII Gaspard Monge (5), disediakan berdasarkan kuliah beliau sebelum ini. Dianggap sebagai eksposisi pertama geometri deskriptif dan pemformalan paparan dalam lukisan teknikal, penerbitan ini bermula sejak kelahiran lukisan teknikal moden. Monge membangunkan pendekatan geometri untuk menentukan bentuk sebenar satah persilangan bagi bentuk yang dihasilkan. Walaupun pendekatan ini menghasilkan imej yang serupa secara dangkal dengan pandangan yang telah dipromosikan oleh Vitruvius sejak zaman purba, tekniknya membolehkan pereka bentuk untuk mencipta pandangan berkadar dari mana-mana sudut atau arah, berdasarkan set pandangan asas. Tetapi Monge lebih daripada sekadar seorang ahli matematik yang berlatih. Beliau mengambil bahagian dalam penciptaan keseluruhan sistem pendidikan teknikal dan reka bentuk, yang sebahagian besarnya berdasarkan prinsipnya. Perkembangan profesion lukisan pada masa itu difasilitasi bukan sahaja oleh kerja Monge, tetapi juga oleh revolusi perindustrian secara amnya, keperluan untuk pembuatan alat ganti dan pengenalan proses reka bentuk ke dalam pengeluaran. Ekonomi juga penting - satu set lukisan reka bentuk dalam kebanyakan kes menjadikannya tidak perlu untuk membina susun atur objek yang berfungsi.

1822 Salah satu kaedah perwakilan teknikal yang popular, lukisan aksonometrik, telah diformalkan oleh Pastor William Farish dari Cambridge pada awal abad 1822 dalam karyanya mengenai sains gunaan. Beliau menerangkan teknik untuk menunjukkan objek dalam ruang tiga dimensi, sejenis unjuran selari yang memetakan ruang pada satah menggunakan sistem koordinat segi empat tepat. Ciri yang membezakan aksonometri daripada jenis unjuran selari yang lain ialah keinginan untuk mengekalkan dimensi sebenar objek yang diunjurkan dalam sekurang-kurangnya satu arah yang dipilih. Beberapa jenis aksonometri juga membolehkan anda mengekalkan dimensi sudut selari dengan satah yang dipilih. Farish sering menggunakan model untuk menggambarkan prinsip tertentu dalam kuliahnya. Untuk menerangkan pemasangan model, beliau menggunakan teknik unjuran isometrik - memetakan ruang tiga dimensi pada satah, yang merupakan salah satu jenis unjuran selari. Walaupun konsep umum isometrik wujud sebelum ini, Farishlah yang dikreditkan secara meluas sebagai orang pertama yang mewujudkan peraturan lukisan isometrik. Dalam 120, dalam artikel "Pada Perspektif Isometrik," dia menulis tentang "keperluan untuk lukisan teknikal yang tepat, bebas daripada herotan optik." Ini menyebabkan beliau merumuskan prinsip isometri. Isometrik bermaksud "ukuran yang sama" kerana skala yang sama digunakan untuk ketinggian, lebar dan kedalaman. Intipati unjuran isometrik adalah untuk menyamakan sudut (XNUMX°) antara setiap pasangan paksi, supaya pengurangan perspektif setiap paksi adalah sama. Sejak pertengahan abad kesembilan belas, isometri telah menjadi alat biasa untuk jurutera (6), dan tidak lama selepas itu aksonometri dan isometri telah dimasukkan ke dalam program penyelidikan seni bina di Eropah dan Amerika Syarikat.

6. Lukisan teknikal dalam pandangan isometrik

80 tahun – Inovasi terkini yang membawa lukisan teknikal ke bentuk sekarang ialah ciptaan menyalinnya dalam pelbagai cara, daripada fotokopi kepada fotokopi. Proses pembiakan popular pertama, yang diperkenalkan pada tahun 80-an, ialah sianotip (7). Ini membenarkan pengedaran lukisan teknikal ke peringkat stesen kerja individu. Pekerja telah dilatih untuk membaca pelan tindakan dan terpaksa mematuhi dimensi dan toleransi dengan ketat. Ini, seterusnya, mempunyai kesan yang besar terhadap pembangunan pengeluaran besar-besaran, kerana ia mengurangkan keperluan untuk tahap profesionalisme dan pengalaman penghibur produk.

7. Salinan lukisan teknikal

1914 – Pada awal abad ke-1914, warna digunakan secara meluas dalam lukisan teknikal. Walau bagaimanapun, menjelang tahun 100, amalan ini telah ditinggalkan hampir XNUMX% di negara perindustrian. Warna dalam lukisan teknikal mempunyai fungsi yang berbeza—ia digunakan untuk mewakili bahan binaan, ia digunakan untuk membezakan antara aliran dan pergerakan dalam sistem, dan hanya untuk menghiasi imej peranti dengannya.

1963 – Ivan Sutherland, dalam tesis Ph.D. di MIT, sedang membangunkan Sketchpad untuk reka bentuk (8). Ia adalah program CAD (Compute Aided Design) pertama yang dilengkapi dengan antara muka grafik - jika anda boleh memanggilnya begitu, kerana semua yang dilakukan ialah mencipta gambar rajah xy. Inovasi organisasi yang digunakan dalam Sketchpad telah memulakan penggunaan pengaturcaraan berorientasikan objek dalam sistem CAD dan CAE (Computer Aided Engineering) moden.

8. Ivan Sutherland memperkenalkan Sketchpad

60-an. – Jurutera daripada syarikat utama seperti Boeing, Ford, Citroën dan GM sedang membangunkan program CAD baharu. Kaedah reka bentuk berbantukan komputer dan visualisasi reka bentuk menjadi satu cara untuk memudahkan projek automotif dan penerbangan, dan perkembangan pesat teknologi pembuatan baharu, terutamanya alatan mesin dengan kawalan berangka, bukanlah tanpa kepentingan. Disebabkan kekurangan kuasa pengkomputeran yang ketara berbanding dengan mesin hari ini, reka bentuk CAD awal memerlukan banyak kuasa kewangan dan kejuruteraan.

9. Porter Pierre Bezier dengan formula matematiknya

1968 – Ciptaan kaedah XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) dikreditkan kepada jurutera Perancis Pierre Bézier.9). Untuk memudahkan reka bentuk alat ganti dan alat untuk industri automotif, beliau membangunkan sistem UNISURF, yang kemudiannya menjadi asas kerja untuk perisian CAD generasi berikutnya.

1971 – ADAM, Penggubalan dan Pemesinan Automatik (ADAM) muncul. Ia adalah alat CAD yang dibangunkan oleh Dr. Patrick J. Hanratty, yang syarikat Perkhidmatan Pembuatan dan Perundingan (MCS) membekalkan perisian kepada syarikat besar seperti McDonnell Douglas dan Computervision.

80-an. – Kemajuan dalam pembangunan alat komputer untuk pemodelan pepejal. Pada tahun 1982, John Walker mengasaskan Autodesk, produk utamanya ialah program AutoCAD 2D yang terkenal dan popular di dunia.

1987 – Pro/ENGINEER dikeluarkan, mengumumkan peningkatan penggunaan teknik pemodelan berfungsi dan pengikatan parameter fungsi. Pengeluar kejayaan seterusnya dalam reka bentuk ini ialah syarikat Amerika PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER dicipta untuk pemproses Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris dan Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC, tetapi lama kelamaan pengeluar telah mengehadkan bilangan platform yang disokong secara beransur-ansur. Sejak 2011, satu-satunya platform yang disokong ialah sistem daripada keluarga MS Windows.

10. Mereka bentuk robot dalam program CAD moden

1994 – Autodesk AutoCAD R13 muncul di pasaran, i.е. versi pertama program syarikat terkenal yang bekerja pada model tiga dimensi (10). Ia bukanlah program pertama yang direka untuk pemodelan 3D. Fungsi jenis ini telah dibangunkan pada awal 60-an, dan pada tahun 1969 MAGI mengeluarkan SynthaVision, program pemodelan pepejal pertama yang tersedia secara komersial. Pada tahun 1989, NURBS, perwakilan matematik model 3D, pertama kali muncul di stesen kerja Silicon Graphics. Pada tahun 1993, CAS Berlin membangunkan program simulasi NURBS interaktif untuk PC yang dipanggil NöRBS.

2012 – Autodesk 360, reka bentuk berasaskan awan dan perisian pemodelan, memasuki pasaran.