Владивосток, Россия
Предложены лабораторные работы по дисциплине «Инженерная и компьютерная графика» для студентов специальностей 27.03.04 «Управление в технических системах» и 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» МГУ им. адмирала Г.И. Невельского, позволяющие освоить важный раздел компьютерной графики «Геометрические преобразования координат». В отличие от существующих лабораторных работ по компьютерной графике (далее — КГ), требующих знаний алгоритмических языков и основ программирования, приведенные задания выполняются в пакете MathCAD, который позволяет представлять результаты в виде геометрических рисунков без написания сложных компьютерных программ. В статье рассматриваются элементарные геометрические преобразования и их композиции. Описаны матрицы преобразований координат объекта при переносе, вращении и масштабировании на плоскости и в пространстве. Рассмотрены построения ортогональных, аксонометрических и центральных проекций на плоскости экрана. Отмечены различия в алгоритмах геометрических преобразований объектов относительно начала координат и произвольной точки. Показано, что конечный результат сложных преобразований зависит от очередности выполнения элементарных преобразований. Приведено большое число примеров, охватывающих содержание лабораторного практикума. Результаты представлены в виде чисел и рисунков с использованием программы MathCAD. В первой лабораторной работе рассмотрены геометрические преобразования объектов (перенос, вращение и масштабирование) на плоскости и в пространстве, во второй — построения центральных, ортогональных и аксонометрических проекций трехмерных объектов на экране компьютера (плоскости). Разработаны методические указания для выполнения лабораторных и самостоятельных работ, которые используются для обучения студентов на кафедре начертательной геометрии и графики МГУ им. адмирала Г. И. Невельского.
компьютерная графика, геометрические преобразования координат, матрицы, центральные и параллельные проекции, аксонометрия, MathCAD, лабораторные работы.
Компьютерная графика для студентов факультета электроники и информационных технологий МГУ им. адмирала Невельского является второй частью дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» и изучается в 3–4 семестрах.
1. Большаков В.П. Инженерная и компьютерная графика. Практикум [Текст] / В.П. Большаков. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 592 с.
2. Большаков В.П. Твердотельное моделирование деталей СAD-системах: AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, Сreo [Текст] / В.П. Большаков, А.Л. Бочков, Ю.Т. Лячек. - СПб.: Питер, 2015. - 480 с.
3. Буторина И.В. Модели деталей сложной формы в пакете AutoCAD [Текст] / И.В. Буторина, А.Л. Хейфец, В.Н. Васильева // Геометрия и графика. - 2013. - Т. 1. - № 1. - C. 70-72. - DOI:https://doi.org/10.12737/481.
4. Варушкин В.П. Использование САПР для курсового проектирования [Текст] / В.П. Варушкин // Геометрия и графика. - 2014. - Т. 2. - № 3. - C. 41-45. - DOI:https://doi.org/10.12737/5591.
5. Голованов Н.Н. Геометрическое моделирование [Текст] / Н.Н. Голованов. - М.: Физматлит, 2002. - 472 с.
6. ГОСТ 2.317-2011. Единая система конструкторской документации. Аксонометрические проекции [Текст]. - Введ. 01.01.2012. - М.: Стандартинформ, 2011. - 10 с.
7. ГОСТ 2.305-2008. Единая система конструкторской документации. Изображения - виды, разрезы, сечения [Текст]. - Введ. 01.07.2009. - М.: Стандартинформ, 2009. - 24 с.
8. ГОСТ 27459-87 (СТ СЭВ 5712-86). Системы обработки информации. Машинная графика. Термины и определения [Текст]. - Введ. 01.07.88. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 46 с.
9. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 654600 «Информатика и вычислительная техника» [Электронный ресурс]. - URL: http://www.edu.ru
10. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в MathCAD 15 [Текст]: учебный курс / Е.Г. Макаров. - СПб.: Питер, 2011. - 400 с.
11. Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики [Текст] / Е.А. Никулин. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 560 с.
12. Петров М.Н. Компьютерная графика: учебник для вузов [Текст] / М.Н. Петров. - 3-е изд. - СПб.: Питер, 2011. - 544 с.
13. Роджерс Д. Математические основы машинной графики [Текст]: пер. с англ. / Д. Роджерс, Дж. Адамс. - 2-е изд. - М.: Мир, 2001. - 604 с.
14. Харах М.М. Конструирование сборочного чертежа изделия методом 3D-моделирования как завершающий этап изучения инженерной и компьютерной графики [Текст] / М.М. Харах, И.А. Козлова, Б.М. Славин // Геометрия и графика. - 2014. - Т. 2. - № 3. - C. 36-40. - DOI:https://doi.org/10.12737/5588.
15. Хейфец А.Л. Инженерная 3D-компьютерная графика: учебник и практикум для академического бакалавриата [Текст] / А.Л. Хейфец, А.Н. Логиновский, И.В. Буторина, В.Н. Васильева; под ред. А.Л. Хейфеца. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Юрайт, 2015. - 602 с.
16. Хейфец А.Л. Инженерная компьютерная графика. AutoCAD [Текст] / А.Л. Хейфец. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 336 с.
17. Херн Д. Компьютерная графика и стандарт OpenGL [Текст]: пер. с англ. / Д. Херн, М. Бейкер. - 3-е изд. - М.: Вильямс, 2005. - 1168 с.
18. Эйнджел Э. Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL [Текст] / Э. Эйнджел; под ред. В.Т. Тертышного; пер. с англ. - 2-е изд. - М.: Вильямс, 2001. - 592 с.
19. Требования к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавра по направлению 552800 «Информатика и вычислительная техника (второй уровень высшего профессионального образования)» [Электронный ресурс]. - URL: http://www.edu.ru
20. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника (бакалавриат)» [Электронный ресурс]. - URL: http://www.edu.ru
21. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника (квалификация (степень) бакалавр)» [Электронный ресурс]. - URL: http://www.edu.ru
