Эволюция 3D САПР проектирования

Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (или САПР) используется художниками-графиками, архитекторами, дизайнерами интерьеров, инженерами и многими другими при создании эскизов, технических чертежей, визуализаций для различных целей. Генеральные подрядчики, строители, производители и смежные области используют эти возможности для представления готового проекта, а также для облегчения создания самого продукта.

3D CAD дизайн позволяет манипулировать, извлекать и отображать надежные технические данные в реалистичную модель. В отличие от плоских чертежей и двумерных чертежей, опции 3D-рендеринга создают виртуальную среду, которая может быть представлена и даже изменена в режиме реального времени. Разумеется, не так уж сложно представить множество важных и разнообразных преимуществ таких рабочих моделей для ряда профессий.

Например, архитекторы-проектировщики и их клиенты могут видеть, как может выглядеть проект, когда он полностью завершен до того, как фундамент заложен. Производители могут создавать виртуальные прототипы нового продукта и видеть его использование и потенциальные проблемы, не создавая физическое устройство. Инженеры могут создавать рабочие трехмерные модели инфраструктуры, которые города используют, чтобы в конечном итоге влиять на основные процессы принятия решений по построению новых дорожных развязок с учетом загруженности магистралей.

Все это, как говорится, не всегда было так. Во времена, предшествовавшие программному обеспечению для автоматизированного проектирования, рисовальщику и женщинам приходилось вручную чертить каждый эскиз и рабочий чертеж, независимо от того, насколько он утомителен (и он всегда был утомительным). Это забирало невероятно много времени и труда.

По истечении этого времени, но еще до появления компьютерного трехмерного моделирования, программное обеспечение для автоматизированного проектирования позволяло выполнять только базовые, фундаментальные, двумерные работы по рисованию.

Хотя это, безусловно, было полезным и улучшением по сравнению с нарисованными от руки методами, оно не заменяло необходимость завершения некоторого физического создания в процессе производства.

Учитывая, как далеко продвинулся этот процесс, стоит взглянуть на то, с чего он начался и как он попал туда, где он сейчас находится. Попутно полезно рассмотреть различные методы и процедуры, благодаря которым 3D CAD спроектировал инструмент, которым он является. Это обеспечивает дополнительный контекст и взгляд на то, как художники, дизайнеры и инженеры теперь делают свою работу более ценной и более эффективной одновременно.

Начало 3D CAD проектирования

Начало программного обеспечения для автоматизированного проектирования и 3D CAD проектирования восходит к середине двадцатого века. На самом деле, не стоит преуменьшать, что большая часть этого восходит к одному человеку, инженеру по имени Патрик Ханратти, отцу всего этого.

В 1957 году Патрик Дж. Ханратти написал код Pronto, работая в General Electric. Примерно в то же время Ханратти также начал работать в области компьютерной графики, что до того момента делали очень немногие.

В начале шестидесятых Ханратти перешел в General Motors, где работал в исследовательской лаборатории. В то время он разработал одну из самых первых систем автоматизированного проектирования под названием DAC для «автоматизированного проектирования».

Эта оригинальная программа САПР могла включать в себя адаптивную визуальную графику для пользователя, беспрецедентную разработку в вычислительной технике, пусть даже и двумерную по своей природе.

Первоначально система использовалась главным образом в автомобильной промышленности, и в конечном итоге она устарела, и на ее место пришла другая система. Из-за этого Ханратти начал свое собственное предприятие в 1970-х годах, чтобы создать и продать новое решение для разработки САПР.

Из-за узкой динамики реализации программного обеспечения и того факта, что Ханратти написал код на языке программирования, который на самом деле мало кто знал (это был его собственный, на самом деле), компания не просуществовала долго.

В конце концов, Ханратти наконец-то добился коммерческого успеха в новой компании под названием Manufacturing and Consulting Services. Его новое программное обеспечение называлось Adam, и оно учитывало интегративную и адаптивную систему для графического представления, технического рисования и производства.

Он написал программу на широко понятном и используемом языке программирования и создал ее для работы практически с любым доступным в то время вычислительным устройством, что, безусловно, помогло добиться благоприятного результата.

Многие люди говорят, что все современные пакеты программного обеспечения для автоматизированного проектирования восходит к Ханратти и его программному коду Адама. Без разработки его программного решения для графического дизайна, возможно, сегодня будет доступен совсем другой мир компьютерной графики.

Эволюция 3D CAD дизайна

Возможно, Ханратти начал целую область трехмерного графического интерфейса для дизайнеров и инженеров-механиков, но эта технология прошла долгий путь со времен расцвета 1970-х годов.

С 1980-х годов пришли компьютерные терминалы UNIX, и весь ландшафт изменился. В результате начали появляться крупные коммерческие системы программного обеспечения для автоматизированного проектирования, такие как CATIA (сокращение от «автоматизированное трехмерное интерактивное приложение»), особенно в автомобильной и аэрокосмической областях.

Тем не менее, только после появления первоначального персонального компьютера IBM мир будет готов к широкому распространению программ САПР.

Возможно, однако, что ни один год не является более важным для программных решений для проектирования САПР, чем в 1982 году. В этом году группа программистов объединилась и создала компанию, известную как Autodesk. Год спустя они сделали свою флагманскую программу AutoCAD доступной всему миру.

Это был самый первый известный программный пакет для автоматизированного проектирования, созданный для компьютеров IBM, и снова поле изменилось навсегда.

Выпуск AutoCAD стал важным событием в развитии программного обеспечения для автоматизированного проектирования. У программистов в Autodesk была цель создать продукт, который бы делал почти все, что могли делать другие пакеты САПР в то время, при этом взимая небольшую часть расходов.

При этом Autodesk единолично изменила траекторию программирования САПР, а также коммерческой доступности и доступности в течение десятилетий. Тем не менее, почти все такие программы застряли в двух измерениях.

Программа, которая изменила ландшафт еще раз - и буквально дала миру дизайна другое измерение - была названа Pro / ENGINEER, созданной Parametric Technology Corporation.

Это было решение для автоматизированного проектирования, основанное на трехмерной геометрии и многофункциональных, основанных на значениях операциях для определения аспектов и узлов инженерных или конструкторских проектов. Программа на самом деле все еще используется на ПК Microsoft, хотя сейчас она называется Creo.

Pro / ENGINEER (Creo) также работал на компьютерных терминалах UNIX, поскольку персональные компьютеры не обладали достаточной вычислительной мощностью и скоростью, чтобы надежно использовать такое программное обеспечение, но это все еще было важным поворотным моментом. В конце концов, были выпущены две другие программы-единомышленники, ACIS и Parasolid, каждая из которых заложила основу для других программных пакетов для автоматизированного проектирования и графических решений.

3D CAD проектирование сегодня

Сегодня мир программного обеспечения для 3D-дизайна представляет собой виртуальную индустрию программ и графических пакетов, которые делают практически все, что может себе представить дизайнер или инженер. Вышеупомянутый Autodesk является лидером в области программ САПР, но есть и много других, некоторые из которых предназначены для более узких, более нишевых областей или интересов.

Вот несколько основных примеров современных решений для 3D CAD проектирования: Kompas 3D, 3ds Max, Blender, Cinema 4D, Rhino3D, SketchUp, Fusion 360 и SolidWorks. Хотите верьте, хотите нет, но на самом деле это все популярные решения в этой области, в зависимости от конкретных потребностей дизайнера или инженера.

Некоторые из них даже совершенно бесплатны, что является довольно замечательным показателем того, как далеко продвинулась эта конкретная отрасль с момента ее появления.

Работа, которую эти программы способны обрабатывать и визуализировать, поистине замечательна, а в некоторых случаях просто захватывает дух. От архитектурных проектов и рабочих прототипов до интерактивной 3D-графики для развлекательных и медийных компаний, таких как стартап Kino-mo. Будь то дополнение к дому, новая линейка продуктов для производства или даже надежная и интерактивная видеоигра, программные решения для проектирования 3D CAD делают все это как никогда ранее.