Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема 6: Аналитический обзор систем автоматизированного проектирования. (Основы построения, состав и структура типовых систем автоматизированного проектирования.)
1. Основной причиной, обусловившей возникновение потребности проведения работ по автоматизации проектирования, явилась низкая производительность инженерного труда в сфере обработки информации по сравнению с производительностью труда рабочих в материальном производстве. На первых порах эта проблема решалась экстенсивным путем за счет перевода трудовых ресурсов из материального производства в сферу обработки информации. Инженерная деятельность в современных условиях тесно связана с использованием ПЭВМ. В последние годы в инженерной практике вычислительная техника широко применяется для выполнения расчетов, автоматизации проектирования, организации и планирования экспериментальных исследований, для обработки результатов испытаний машин, механизмов, материалов и для многих других целей.
Компьютеризация инженерной деятельности в целях повышения производительности труда началась еще в начале первой половины ХХ века. А уже в начале 60-х ее воплотила компания General Motors в виде первой графической системы подготовки производства. Вскоре появились и другие системы ориентированные на автоматизацию конструирования, которые стали называть CAD-системами.
Одновременно стали появляться и первые CAM-системы, позволяющие программировать процесс производства деталей для станков с ЧПУ. Значительное развитие получили также системы проектирования технологических процессов (CAPP) и инженерных расчетов (CAE).
В настоящий момент можно выделить два класса систем компьютеризации инженерной деятельности: системы автоматизированного проектирования (САПР) и системы автоматизированного управления (АСУ). Последние в свою очередь делятся на системы организационного управления, а именно АСУ предприятием (АСУП), АСУ производством (АСУПр) и на системы управления технологическими процессами (АСУТП). Помимо этого имеются системы управления качеством (АСУК). Далее под термином САПР будут подразумеваться системы, направленные на автоматизацию выполнения конструкторских проектов.
Для удобства анализа САПР целесообразно представить их в виде классификации по следующим основаниям (Рисунок 1).
Рисунок 1 - Схема классификации САПР
Степень специализации системы определяет способность САПР выполнять задачи характерные для конкретной профессиональной деятельности (проектирование инженерных сетей, печатных плат, дизайна интерьера, конструкций одежды и т.п.). Универсальные САПР, в отличие от специализированных, предназначены для выполнения общепроектных задач без учета специфики работы в конкретной профессиональной деятельности.
Классификация по типу пространства действия определяет тип используемого пространства для проектирования. Двухмерные (2D) системы подразумевают наличие у объекта проектирования двух измерений. Системы 2,5D-проектирования, опираясь на двухмерное графическое ядро, используют методы расчета пространственных форм объекта в трех проекциях. Системы 3D-проектирования используют сложный математический аппарат для визуального представления и управления пространственной формой объекта в трехмерном пространстве.
Основанием для классификации трехмерных систем может служить тип модели поверхности проектируемого объекта (см. Рисунок 1). Среди них следует выделить системы, оперирующие твердотельными (solid) объектами, и системы обрабатывающие полигональные и NURBS-поверхности, а так же их модификации. Такое деление нельзя назвать строгим, так как многие системы используют несколько способов описания объемных тел в зависимости от решаемых ими задач. Многие 3D-системы поддерживают несколько типов моделей поверхностей. Как правило, системы, работающие с NURВS-поверхностями, выполняют операции их преобразования в полигональные и наоборот. В силу сложности пространственной формы проектируемого изделия САПР одежды не используют твердотельное моделирование.
2. Большинство универсальных систем проектирования свое начало берут из машиностроительной отрасли, но, благодаря общности многих инженерных вопросов, позволяют решать задачи проектирования и в других отраслях. Кроме того, развитие трехмерных технологий проектирования породило системы, предназначенные для моделирования пространственных объектов в целях их визуализации и анимации, так же успешно применяемых в различных видах инженерной деятельности.
Благодаря своей многопрофильности универсальные системы развиваются и обогащаются новыми технологиями гораздо быстрее специализированных. Поэтому рассмотрение этого класса САПР интересно с точки зрения возможности применения их технологий в швейной промышленности. Открытая архитектура универсальных систем обладает возможностью их модификации под задачи пользователя. Таким образом, создается возможность использования графического и математического аппарата при проектировании новых специализированных САПР. По такому пути успешно развиваются системы «Eleandr» и «Ассоль», базирующиеся на графическом и математическом ядре AutoCAD.
Система «AutoCAD», разработанная фирмой Autodesk, является наиболее распространенной САПР на территории СНГ. Эта система реализует технологии 2D- и 3D-проектирования и отличается большим количеством прикладных пакетов, разработанных специалистами различных отраслей промышленности. Современные версии AutoCAD позволяют создавать приложения не только на встроенном языке AutoLISP; но и на Visиal Basic, С и др.
«3D Sthdio Мах» - это программа, разработанная Discreet Inc. (подразделением Autodesk) для создания фотореалистичных объектов и их анимации на основе 3D графики. Среди возможностей программы следует отметить моделирование геометрических и физических свойств любых трехмерных объектов в статике и динамике, имитация освещения и природных явлений. Система также обладает механизмом формализации процесса проектирования, реализуемого при помощи записи сценариев (скрипт-файлов).
Система «Мауа» компании AIias Wavefront является одним из главных конкурентов Studio Мах. Мауа представляет собой большой набор инструментов для моделирования и анимации, разнообразные средства создания эффектов, объединенные в одно приложение. Подобно Studio Мах, Мауа включает специальные средства, в число которых входят, модули для моделирования ткани Мауа Cloth и меха Мауа Fur.
В модуле Мауа Cloth заготовками одежды могут служить как стандартные плоские выкройки, так и детали произвольной формы. Ткани можно придавать необходимый цвет и фактуру. Детали одежды можно не только «сшить» и «одеть» на цифрового персонажа, но и задать свойства драпируемости и поведения при движениях.
Модуль Мауа Fur предназначен для создания волос, меха, шерсти на сложных сплайновых поверхностях путем установкой атрибутов цвета, длины, ширины, густоты, прозрачности, курчавости, направления роста и т.д.
Специфической особенностью системы Мауа является его неограниченная расширяемость. Работа программы выстроена таким образом, что каждая операция записывается в Биде набора команд внутреннего языка MEL. Язык MEL (Мауа Embedded Langиage - встроенный язык Мауа) представляет собой основу системы и позволяет при необходимости воспроизводить записанную последовательность команд. С помощью языка MEL можно полностью переработать интерфейс программы и даже создать собственные дополнительные инструменты для работы.
Система «SoIidWorks» (SolidWorks Corporation, США) - это мощный машиностроительный СAD-пакет для твердотельного параметрического моделирования сложных деталей и сборок. Система базируется на параметрическом геометрическом ядре Parasolid.
SolidWorks предоставляет широкие возможности по построению гибкого интегрированного комплекса для автоматизации процессов проектирования, инженерного анализа и технологической подготовки производства. Эта система интересна тем, что в свою основу включает специальные API-функции для программирования прикладных задач. Как результат - во многих популярных прикладных системах появились средства прямого доступа к моделям SoLidWorks. Возможность прямой передачи данных между различными приложениями позволяет создать гибкий программный комплекс, в котором могут быть задействованы лучшие в своем классе приложения. Таким образом, SoLidWorks является ярким примером сквозного интегрированного проектирования, где реализуется идея специализации приложений по отдельным областям с возможностью их объединения. Программирование в системе ведется на таких распространенных языках, как С++ и Visual Basic, что упрощает создание собственных приложений силами самих пользователей и специализирующихся на таких работах компаний.
«bСАD»(ProPro Group, Россия) - программный проект, направленный на разработку новых технологий 3D графики и САПР, а также программ для 2D эскизирования и точного черчения, 3D моделирования и фотореалистичного тонирования. bСАD спроектирован и разработан как универсальное рабочее место проектировщика, позволяющее производить широкий спектр работ в сквозном режиме - от чертежа к объёмной модели, и наоборот - от трёхмерного представления к плоским проекциям.
По функциональности пакет bCAD близок к SolidWorks, однако предлагает развитый набор инструментов 3D моделирования soLid-объектов, полигональных и NURВS-поверхностей, а также их фотореалистичной визуализации. К сильным сторонам bCAD следует отнести богатые возможности по обмену данными с другими системами черчения и дизайна и возможности программирования на языке Java.
Система параметрического проектирования и черчения «Т-flex CAD» (Топ Системы, Россия) обладает следующими основными возможностями: параметрическое проектирование и моделирование с поддержкой библиотек элементов, пространственное моделирование, базирующееся на технологии ACIS параметрическое трёхмерное твёрдотельное и полигональное моделирование, имитация движения конструкции.
Как многие в своем классе, система выполняет развертку линейчатых поверхностей, а так же предлагает инструменты получения приближенных разверток неразвертываемых поверхностей.
Другой системой, входящей в группу Т-f1ex, является Т -FLЕХ/Раскрой, предлагающая решение задачи оптимизации раскроя различных плоских деталей на прямоугольном листе или на отходе листа.
Разработчик системы «Pro/ENGINEER» Parametric Technology Corporation (США) производит программные продукты для сокращения длительности сквозных проектно- производственных циклов, оптимизации инженерных процессов и улучшения качества продукции. Аналогично SolidWorks система Pro/ENGINEER представляет способ параметрического описания элементов конструкции через интеллектуальные объекты (featиre). Особенностью Pro/ENGINEER является технология Proven Technology, основанная на граничных представлениях. Основное отличие Proven Technology от известных технологий трехмерного проектирования ACIS, Parasolid, используемых в конкурирующих продуктах (UNIGRAPHICS, I-DEAS, CADDS, ЕUСLID) - однозначное определение геометрии объектов, что позволяет достичь полного соответствия геометрии полученной детали заданным размерам.
Интегрированная Инструментальная Среда Автоматизированного Проектирования СПРУТ представляет собой набор инструментальных средств для быстрой разработки программного обеспечения прикладных систем· конструкторско-технологической подготовки производства, реализующих принципы RAD-технологии (Rapid Application Development или средств для быстрой разработки приложений) при их создании.
СПРУТ предназначен для автоматизации решения задач всего инженерного цикла на этапах проектирования технической продукции различного назначения. Система обеспечивает быстрое получение прототипа прикладной системы с одновременной ее адаптацией и информационной интеграцией в единую проектирующую программную среду.
Несомненным достижением технологии СIIPУТ является подсистема SKB, представляющая собой экспертную систему продукционного типа, предназначенную для компьютеризации инженерных знаний. Использование инженерных баз знаний, активно применяемых при структурном и параметрическом синтезе, и генератора проектных процедур обеспечивает высокий уровень автоматизации выполняемых операций, позволяет привлечь будущих пользователей к разработке систем на всех этапах создания от обследования предприятия до внедрения с параллельным обучением их процессу создания систем.
Таблица 1 представляет обобщенную классификацию рассмотренных универсальных САПР. Анализ особенностей универсальных САПР позволяет увидеть тенденцию сквозной параметризации систем, а также интеграции различных этапов проектирования в единую информационную систему. Этому способствует применение специальных прогpаммно-аппаратных интерфейсов, обеспечивающих сопряжение продуктов различных производителей. Для использования подобных технологий в автоматизации проектных работ швейной отрасли необходимы совместные усилия разработчиков по созданию универсального описания структуры объекта проектирования.
Необходимо отметить также, нарастающий интерес производителей САПР к современным интеллектуальным технологиям, способных превратить систему проектирования из пассивного инструментария в активного помощника. Это возможно путем автоматизированной формализации и накопления знаний о процессе проектирования изделия в целях их анализа и воспроизведения.
Использование трехмерных технологий способно в корне изменить представление о процессе проектирования. Объемное проектирование позволяет исключить многие трудоемкие этапы проектирования благодаря изначальному позиционированию объекта в трехмерном пространстве. Трехмерные технологии наиболее интенсивно внедряются в современные САПР швейных изделий.
3. Первые шаги САПР одежды были связаны с автоматизацией труда конструктора. Современные САПР уже достаточно давно успешно реализуют не только процедуры конструирования швейных изделий, такие как проектирование базовой конструкции (БК) по размерным признакам; конструктивное моделирование чертежа Бк; оформление лекал деталей изделия; градация лекал деталей одежды; создание раскладок лекал деталей, в том числе на ткани со сложным раппортом; оформление текстовой конструкторской документации, но и процедуры художественного и технологического проектирования.
Многие современные САПР швейных изделий сочетают в себе трехмерные и двухмерные технологии. Основанием для классификации таких систем может служить порядок их применения в процессе проектирования.
Развертывающие 3D-САПР одежды позволяют проектировать форму изделия в трехмерном пространстве, а затем получать развертки изделия на плоскость для дальнейшего преобразования.
«Одевающие» 3D-САПР одежды предназначены для проектирования плоских лекал изделия традиционными способами, дальнейшего их «сшивания» и одевания» на виртуальный манекен для проверки посадки изделия и внесения изменений в плоские лекала.
Основание классификации САПР по степени параметризации определяет способность системы описывать и запоминать процесс проектирования в виде набора параметров с целью автоматического воспроизведения при новых значениях параметров. В связи с этим выделяют: непараметрические системы; системы, поддерживающие концепцию сквозной параметризации; и комбинированные системы, ведущие запись алгоритма на отдельном этапе (этапах) проектирования.
В рамках проектирования швейных изделий параметрические САПР позволяют формировать алгоритмы построения и преобразования чертежей конструкций. Их преимуществом является возможность многократного повторения алгоритма с новыми исходными параметрами, такими как размерные признаки, прибавки, коэффициенты и т.п. Процесс создания алгоритма требует от конструктора принятия дополнительных решений по формализации шагов проектирования и обеспечению устойчивости работы алгоритма. Потому параметрические системы представляются более сложными по сравнению с непараметрическими.
Наибольшее распространение приобрели комбинированные САПР, так как представляют собой комбинацию простоты использования непараметрических систем и широкие возможности формализации процесса проектирования параметрических. Комбинированные САПР можно классифицировать по степени доступа пользователя к параметрам проектирования.
Комбинированные системы с ограниченным доступом пользователя к параметрам проектирования основаны на непараметрическом подходе, однако, предлагают пользователю готовые алгоритмы проектирования с возможностью изменения их параметров.
Второй тип комбинированных САПР имеет четкое разделение на подсистемы в зависимости от этапа проектирования, при этом некоторые подсистемы обладают полной или частичной параметризацией.
Комбинированные системы с полным доступом к параметрам проектирования позволяют пользователю по своему усмотрению включать режим записи алгоритма и самому определять его параметры на любом этапе проектирования изделия.
Представленные классификации САПР служили основой для проведения анализа современных систем. Ниже рассмотрены особенности процесса проектирования в современных САПР швейных изделий.
Сегодня представить САПР одежды без инструментов графического преобразования чертежей просто невозможно, хотя исторически первыми были системы, поддерживающие лишь ввод с дигитайзера конструкций, разработанных’ вручную, и их градацию. Большинство современных систем обладает широким набором средств конструктивного моделирования и раскладки. Многие системы также предлагают возможности автоматизации работ художника и технолога. Технологии трехмерного проектирования также нашли применение в области автоматизированного проектирования швейных изделий.
а) Возможности параметрического конструирования.
В настоящий момент среди подходов к автоматизации работ по конструктивному моделированию наибольшее внимание на себя обращает параметрический, позволяющий исключить традиционный процесс градации. Такие системы позволяют хранить опыт конструктора в виде алгоритмов построения и преобразования чертежей конструкций одежды. На российском рынке можно выделить следующие системы, основанные на сквозной параметризации: «Grafis», «Грация», «Леко».
В системе «Grafis» (Grafis, Германия) процесс проектирования БК и модельного преобразования хранится в виде алгоритма. Запись алгоритма возможна двумя способами: а) преобразованием чертежа конструкции в графическом редакторе, при этом запись алгоритма осуществляется автоматически, а его структура скрыта от пользователя в целях безопасности целостности системы; б) вводом текста алгоритма с клавиатуры, пользуясь командами встроенного языка программирования, результаты такого проектирования можно просматривать в графическом окне на любом этапе записи.
Принцип сквозной параметризации в Grafis реализуется также в возможности создания произвольной типологии размеро-ростов, ввода переменных величин различного типа, организации иерархической структуры проектируемых деталей и лекал, что позволяет хранить наборы приемов конструктивного моделирования (построение рукава, воротника, карманов и т.п.) в виде самостоятельных файлов для последующего вызова в файлы проектируемых моделей.
Система автоматизированного проектирования «Грации» (Украина) поддерживает концепцию сквозной параметризации во всех предлагаемых ею подсистемах аналогично «Grafis», однако процесс проектирования выполняется записью алгоритма командами локального языка программирования.
В подсистеме «Конструирование и моделирование» интерес представляет возможность формирования трех проекций фигуры (типовой или заказчика), выполнение на них технического эскиза и моделирования элементов первого вида на фронтальной проекции фигуры. Так же в системе реализован механизм 2,5D-проектирования конструкций для расчета пространственных форм объекта в трех проекциях.
«ЛЕКО» (Вилар, Россия) одна из первых вышла на российский рынок САПР швейных изделий с действующей технологией параметризации. Проектирование в системе осуществляется записью команд встроенного языка программирования.
Интересным решением автоматизированного снятия мерок в рамках системы ЛЕКО является изменение параметров виртуального трехмерного манекена в соответствии с фотографией человеческой фигуры.
Рассматривая вопросы параметризации следует обратить внимание на подсистему АВ OVO отечественной САПР «Comtense», обеспечивающей возможность параметрического построения базовых конструкций изделий с использованием плоскостных методик конструирования. Работая в АВ OVO, конструктор определяет состав и значения размерных признаков и прибавок, используемых для чертежа БК. При помощи набора графических команд пользователь выполняет построения БК на экране компьютера, при этом программа автоматически записывает последовательность команд в управляющий файл. Пользователь, обладающий достаточным опытом работы, может вносить изменения непосредственно в текст управляющего файла.
Некоторые системы, такие как «Eleandr CAD», «Ассоль» предлагают готовые методики построения чертежей БК, предоставляя пользователю возможность модификации при помощи изменения их параметров.
Частичная параметризация процесса конструирования может выражаться в возможности записи часто повторяющейся последовательности действий (макросов), как в САПР «Ассоль», а так же в. реализации процесса описания формулами непараметрического чертежа, как в САIIР «Optitex».
б) Возможности автоматизации процесса проектирования эскизов.
Многие современные САПР швейных изделий в дополнение к средствам автоматизации труда конструктора предлагают возможности автоматизированного формирования технических и художественных эскизов. Наиболее эффективный способ проектирования технического эскиза основан на использовании методов комбинаторики. К системам, использующим этот подход, следует отнести «Eleandr CAD», «Реликт», «Ассоль» и др.
САПР «Реликт», (НПЦ «Реликт», Россия) предлагает подсистемы формирования технического эскиза методами комбинаторики, подготовки художественного эскиза с подбором материала, параметрического построения чертежей конструкций и др.
Особенностью САПР «Реликт» является база данных элементов профессиональной фирменной одежды. Каждый конструктивный элемент, представленный в БД, характеризуется техническим рисунком, комплектом лекал, технологической последовательностью сборки и конфекционной картой, идентифицируемых посредством единой системы кодирования. Новые модели описываются путем указания базовой конструкции, на основе которой они создаются, и крупных блоков (сборочных единиц), входящих в её состав.
При проектировании художественного эскиза используется база данных фактур и расцветок материалов. Системы, реализующие формирование художественного эскиза, позволяют проводить оценку возможных вариантов материала для проектируемых моделей, создавать презентацию коллекций, подбирать наиболее подходящие цветовые решения для индивидуальных заказчиков. К таким системам относятся «Реликт», Ассоль, «Lectra», «Gerber», «i-Desinger» и др.
САПР «Ассоль», разработанная в МФТИ при участии специалистов
мгудт, использует математическую и графическую базу универсального редактора инженерной графики AutoCAD. «Ассоль» следует отнести к САПР комбинированного типа, так как в ней заложены возможности записи алгоритмов последовательности приемов моделирования в виде макросов и файлов сценария. Процессы градации могут выполняться в традиционном порядке, а так же параметрически за счет механизма сценариев.
Система «Ассоль» позволяет автоматизировать создание технических эскизов, используя при этом базу данных готовых элементов эскиза, а так же параметрическую запись сценариев проектирования эскизов. Кроме указанных выше возможностей САПР «Ассоль» предлагает средства трехмерного моделирования для создания галантерейных изделий, спортивных аксессуаров и мягкой мебели без предварительного макетирования.
САПР «Lectra» (Франция) – комплексная система подготовки производства от эскиза до раскроя, базирующаяся на следующих отдельных модулях. GraphicSpec – векторная конструкторская программа для разработки и создания технических рисунков моделей одежды и другой графической и текстовой документации. PrimaVision –— рабочее место дизайнера для проектирования цветового решения модели. СоlоrWeave — программа создания и имитации фактуры ткани используется для проектирования тканых узоров. Программы Catalog и Gallery наглядно представляют подробную информацию о созданных изделиях и коллекциях. Программа Modaris Exspert для проектирования и офомления лекал построена на принципе семейственности (наследования), т.е. изменения в одной детали автоматически отражаются на всех с ней связанных. Модуль Diamino Expert позволяет выполнять раскладки в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Optiplan –— программа планирования производственного заказа.
Кроме того, с помощью лазерного сканера 3D–Body Scanner компании
Tecmath предлагается технология автоматического снятия измерений. В
течение 10 секунд выполняется снятие 97 мерок, которые отправляются в
систему визуализации. Полученные данные могут быть переданы в сеть
ателье, где на виртуальную фигуру заказчика «примерят» изделие и отправят
на индивидуальный пошив.
в) Возможности трехмерного проектирования.
С развитием трехмерных компьютерных технологий в состав САПР швейных изделий, также стали включаться 3D-модули различного характера и назначения. Некоторые системы реализуют процесс трехмерного проектирования конструкции изделия с последующей разверткой (i-Desinger, «СТАПРИМ»), однако большинство современных САПР предлагает выполнение виртуальной примерки с оценкой цветового решения используемого материала.
К системам, реализующим трехмерную примерку, относятся: «Оptitex», «Investroniса», «Gerber», «Julivi», «DressingSim», «i-Desinger» и др. среди возможностей этих систем – сканирование фигуры человека, «одевание» разработанных плоских лекал на трехмерный манекен, подбор технических параметров материала, оценка посадки виртуального изделия, внесение изменений в виртуальный макет и соответствующая корректировка плоских лекал.
Результатом работ французской фирмы Telmat Industrie над формированием трехмерной модели формы тела человека стала система автоматизированного проектирования «SYMCAD». Один из ее модулей Optifit предназначен для измерения, создания антропометрической базы данных и широко используется при проектировании одежды для военнослужащих. Для моделирования тела в компьютере человек становится в нижнем белье в специальную кабину на 30 секунд в профиль и анфас. Полученная информация затем переносится в подсистему, формирующую трехмерную модель тела человека. Система отображает на экране точное представление тела, включая особенности его осанки.
Оператор может снять любое измерение с поверхности сканированного манекена, чтобы провести анализ и автоматически создать чертеж конструкции.
Данная система позволяет редактировать полученную конструкцию и использовать ее в качестве основы для проектирования одежды другого покроя. САПР передает конструкцию в подсистему моделирования, позволяющей человеку увидеть, как будет выглядеть его изделие на его фигуре, как будут закладываться складки, фалды, как он в нем будет двигаться.
Израильская система «Optitex» является полнофункциональной САПР швейных изделий. Среди ее особенностей следует отметить параметрическую подсистему «Modulate», позволяющую описывать формулами чертеж непараметризованной конструкции. Эта технология похожа на инструменты feature, реализованные в системах SolidWorks и Pro/ENGINEER.
Модуль «Runway» реализует примерку плоских лекал на трехмерном манекене. Лекала могут быть разработаны в собственных подсистемах «PDS», «Моdulаtе», введены с дигитайзера или импортированы из других САПР. В качестве манекенов, управляемых через размерные признаки, системой предлагаются фигуры женщины, мужчины, мальчика, девочки и автомобильного сиденья.
Runway удобен тем, что позволяет одеть несколько видов одежды, при этом программой будут сформированы фалды и складки, если они предусмотрены конструкцией изделия. Для проверки посадки изделий верхнего ассортимента можно задавать прибавки на пакет.
В состав системы Investronica (Investronica Sistemas, Испания) входит широкий набор подсистем автоматизации конструкторских работ. В состав «Investronica», входит также продукт «Body Garment», представляющий инструменты для трехмерного проектирования параметрической модели одежды по меркам заказчика. В соответствии с трехмерной моделью подсистема автоматически генерирует плоские лекала для дальнейшей обработки. Подсистема «V-Stitcher» реализует виртуальную примерку изделия, спроектированную плоскостными методами. В арсенале программы есть мужской и женский манекены, управляемые размерными признаками, возможность нанесения текстуры и создания эффектов на ткани.
В состав американской системы «Gerber» входят такие программные средства, как: Artwork Studio - набор графических инструментов, которые позволяют создавать эскиз будущей модели, технический рисунок, рисунок ткани, подбор цветовой гаммы, конфекцию ткани, драпировку, делать красочные иллюстрации; РDS 2000 / Silhouette – - система для создания моделей одежды, обуви, мебели и другие подсистемы, функционально аналогичные ранее рассмотренным. Особенностью возможностей системы являются групповая обработка деталей, проведение групповых измерений во всех размерах.
Трехмерный модуль системы Gerber был приобретен у японской фирмы Asahi Chemical Industry Co., Ltd. и имел возможность проектирования женского манекена с помощью 88 измерений. Для удобства поверхность манекена можно было развернуть на плоскости, рассматривать его под любым углом и корректировать в трехмерном и двухмерном изображении.
В настоящий момент трехмерный модуль системы Gerber APDS-3D позволяет конструктору осуществлять примерку разработанных лекал на виртуальном манекене, оценивая посадку и драпировку, вносить изменения в конструкцию на манекене, накладывать текстуру ткани. Трехмерный модуль имеет полную интеграцию с «РDS 2000», градированные лекала также могут быть проверены в трехмерном изображении на манекене соответствующего размера.
Другим интересным примером использования трехмерных технологий
может служить система «Julivi», (САПРЛЕГПРОМ, Украина). В состав
САПР «Julivi» ходят программные модули конструктивного моделирования
и трехмерной примерки на виртуальном манекене. 3D-манекен формируется
на основе размерных признаков с возможностью изменения всех параметров
и задания позы.
К достоинствам программы следует отнести возможность задания прибавки на толщину пакета одежды, задания механических свойств ткани, областей дублирования, взаимодействия ткани с манекеном, оптических свойств ткани и т.д. Подобно другим системам, Julivi предоставляет возможность подобрать рисунок ткани, произвести анализ качества и эргономических показателей модели (баланс изделия, припуски на свободу облегания изделия, напряжения в тканях, давление изделия на человека в местах соприкосновения). Программа позволяет осуществлять построение линий на виртуальном изделии, а также изменять его габариты, после чего результаты отображаются на готовых лекалах.
Отличительной особенностью системы является возможность сканирования припусков. После создания и проверки изделия на трехмерном манекене по команде пользователя система сканирует величины результирующих зазоров (припусков) между поверхностями одежды и манекена, после чего сохраняется возможность воспроизведения данного изделия на манекене другого размеро-роста с теми же величинами прибавок.
Разработанная японскими компаниями Digital Fashion Ltd. и Тоуоbо Соmраny Ltd. система «DressingSim» выделяется широким набором подсистем по трехмерному проектированию одежды.
Формирование ЗD-манекена происходит в подсистеме Воdiet, позволяющей проводить измерения фигуры, переопределять размерные признаки и осанку фигуры. Информация о фигуре человека может быть получена с устройств ВоdyLine Scanner (Hamamatsu) или SUBO201 (SUBO Project). Полученный манекен можно одеть, воспользовавшись базой данных трехмерной одежды, а также оценить посадку одежды в динамике. для проектирования теней, падающих от ткани, используется прибор Орtiса1 Gauging Mechanizm, позволяющий сфотографировать освещаемый образец ткани.
В подсистеме DressingSim ТС экран разделен на две части: на правой стороне выполняется проектирование лекал изделия в двумерном пространстве, а на левой — результаты проектирования отображаются на трехмерном манекене.
Подсистема DressingSim RD позволяет на основе готовых 3D-шаблонов одежды различного вида проектировать новые трехмерные модели, редактируя их 2D-проекции. Полученные пространственные модели передаются в подсистему DressingSim ЕХ, где реализуется автоматическая развертка поверхности одежды на плоскость. К возможностям подсистемы также относятся: наложение текстуры на трехмерную модель; просмотр зон растяжения/сжатия; задание свойств используемого материала; рисование деталей на трехмерном манекене с их последующей разверткой; стандартные геометрические преобразования плоских лекал, оформление припусков на швы.
Наибольший интерес представляет подсистема Digital Fashion Show, позволяющая проектировать трехмерный парад моделей в динамике
Другие подсистемы компании Digital Fashion позволяют выполнять примерку одежды при помощи плоских изображений фигуры заказчика и базы данных готовых изделий. Для получения элементов БД изделий и фигур используется фотостудия Dressta. Подсистемы Haoreba и MakeUP Simulator позволяют выполнить примерку на виртуальном изображении фигуры и лица заказчика. Рассматривать фигуру можно с различных ракурсов.
Продукт японской компании Technoa Inc. САПР «i-Desinger» по своим характеристикам схож с разработками Digital Fashion. Среди достоинств системы следует отматить возможности проектирования трехмерного манекена в подсистеме Body order tool, примерки изделия с оценкой зон прилегания, просмотр формирования складок, отслеживание в плоских лекалах корректировок, сделанных на трехмерном манекене.
Аналогично с подсистемой Haoreba (САПР DressingSim) подсистема i-D Pit выполняет примерку изделий и аксессуаров на фигуру заказчика с просмотром с различных ракурсов, менять расцветку ткани. Для проектирования аксессуаров применяется подсистема i-D Accessory. Для работы с изображением лица заказчика предлагается подсистема i-D Face.
Система «СТАПРИМ» (Система Трехмерного Автоматизированного Проектирования в Индустрии Моды), разработана авторским коллективом кафедры конструирования и технологии швейных изделий и кафедры высшей математики СПбГУТД. Особенностью системы является процесс проектирования формы изделия в трехмерном пространстве, выполняемый до внесения модельных преобразований.
На этапе создания трехмерной модели торса человека задается количество основных деталей стана и по заданным ведущим размерным признакам производится выбор трехмерной типовой фигуры (женской, мужской, детской). Реализована возможность снятия измерений с фотографии заказчика на основе систем CorelDraw и Microsoft Excel.
Этап создания трехмерной силуэтной конструкции модели одежды заключается в задании необходимых величин прибавок, управляющих ее формой. Результаты изменения формы конструкции пользователь может наблюдать как на виртуальном манекене, так и в автоматически обновляемых развертках.
Последний этап внесения модельных особенностей выполняется над двухмерными деталями, полученными в результате автоматической развертки силуэтной конструкции. При значительных модельных изменениях данный этап следует выполнять в графических средах иных автоматизированных систем плоскостного модифицирования, например, «Investronica», «Comtense», «Грация» и др. В этих же системах решаются и все другие задачи конструкторско-технологической подготовки производства одежды.
К недостаткам системы СТАПРИМ следует отнести недостаточную информативность проволочного каркаса манекена и проектируемого изделия, а также некоторую сложность управления параметрами. Тем не менее, на российском рынке САПР швейных изделий технологию трехмерного проектирования одежды с последующей разверткой реализует лишь
«СТАПРИМ».
Среди прочих САПР швейных изделий так же можно отметить такие системы как «PAD Sistem» (Канада), «TUKAtech» (США), «VetiGraph» (Германия), «Asyst Bullmer» (Германия), «NovoCut» (Германия) и другие, реализующие рассмотренные выше возможности автоматизированного проектирования швейных изделий.
4. Появление новой периферийной техники, совместимой с мощными компьютерами, значительно ускорило и создало новые условия для дальнейшего развития САПР одежды. Это новое направление научных интересов в области дизайна одежды требует пересмотра имеющегося информационного обеспечения и создания новой базы данных с использованием оригинальных средств. Вместе с тем многообразие объектов и видов используемой информации, генерируемой на разных этапах моделирования и конструирования, требует их систематизации и формализации.
Отсутствие цифровой информации снижает возможности новой компьютерной техники, которая изначально ориентирована на обслуживание единой схемы дизайна, включающей 2D и 3D элементы: «плоскостной и (или) объемный графический образ модели – плоскостной абрис фигуры и (или) манекен – плоскостная конструкция – объемное готовое изделие». Совершенствование САПР носит комплексный характер, ориентировано на создание оригинальных программных продуктов на основе использования современной компьютерной техники.
Основные научные исследования в сфере конструирования швейных изделий проводятся в следующих направлениях:
- в области художественного дизайна:
1) разработка методов анализа и идентификации визуальной информации, содержащейся в графических и иных образах разрабатываемых моделей одежды, для кодирования и цифровой записи стилистических особенностей в виде, удобном для работы всех компонентов компьютерной системы;
2) разработка методов одевания поверхности фигуры декорированными оболочками, содержащими разный пакет текстильных материалов;
3) формализация объективно существующих закономерностей между 2D и 3D объектами, генерируемыми в разных подсистемах САПР «художник – абрис фигуры – конструктор»,
- в области промышленного дизайна:
4) разработка новой совокупности размерных признаков, с помощью которой можно однозначно описать положение в трехмерном пространстве типовой и нетиповой фигуры;
5) разработка интеллектуальных программ для проектирования конструктивных линий со сложным комплексом взаимозависимых показателей, выполнение которых согласует эстетические и технологические требования к внешнему виду готовой одежды и условиям работы промышленного оборудования;
6) разработка новых способов построения чертежей конструкций, уменьшающих вероятность возникновения дефектов в готовых изделиях;
7) разработка новых критериев и программных продуктов для проверки соответствия исходной и конечной информации и получаемых результатов,
- в области материаловедения и технического обеспечения дизайна:
8) разработка новых технических средств измерения размерных признаков с использованием линейных и угловых физических величин,
9) цифровая характеристика формовочных свойств различных текстильных материалов, проявляемых ими в условиях одевания объемных поверхностей разной конфигурации.