Software & Systems

Базовые средства машинной графики для 32-разрядных моделей СМ ЭВМ разработаны в составе базового программного обеспечения АРМ СМ 1700 (БПО АРМ СМ 1700].

БПО АРМ СМ 1700 предназначено для применения в системах автоматизированного проектирования (САПР]. БПО АРМ СМ 1700 — основа программного обеспечения комплексов АРМ СМ 1700 БПО предоставляет пользователю как средства для непосредственной организации САПР с использованием графической интерактивной системы (ГРИС), так и инструментальные средства для разработки собственных программ. БПО АРМ СМ 1700 включает разнообразные средства машинной графики, обеспечивающие функционирование всех графических устройств комплекса АРМ СМ 1700 как в рамках ГРИС, так и в прикладных программах пользователя. К этим средствам относятся драйвер графического терминала СМ 7317, библиотеки программной поддержки СМ 7317, графопостроителя СМП 6408 и пакет программ графической Корневой системы (ПП ГКС).

Основной областью применения БПО АРМ СМ 1700 являются САПР в области машиностроения, с помощью которых обеспечивается цикл проектирования от этапа создания графической модели до изготовления чертежа и подготовки данных для станков с ЧПУ. Средства настройки позволяют расширить область применения и использовать БПО для проектирования радиоэлектронной аппаратуры, в строительстве, управлении. В БПО входит пакет программ деловой графики, позволяющий генерировать графическое представление экономической и научной информации в виде графиков, диаграмм, гистограмм и т. п.

БПО АРМ СМ 1700 функционирует под управлением операционной системы МОС ВП на комплексах АРМ СМ 1700 и вычислительных комплексах СМ 1700 с ОЗУ не менее 40 Мбайтов, НМД не менее 40 Мбайтов, оснащенных цветным растровым графическим дисплеем СМ 7317 (1024 х 768 точек), графопостроителем СМП 6408, алфавитно-цифровым видеотерминалом с графическими возможностями СМ 7238. Основные компоненты БПО АРМ СМ 1700:

—   графическая интерактивная система ГРИС, выполняющая все функции автоматизированного проектирования, начиная от графического диалога и до получения готового чертежа или подготовки данных для станков с ЧПУ;

—   пакет деловой графики ИРГИС, реализующий графические функции на экране алфавитно-циф рового терминала с графическими возможностями;

—   библиотеки программной поддержки графических устройств (дисплей СМ 7317, графопострои тель СМП 6408 и др |, обеспечивающие удобный доступ к графическим функциям этих устройств из прикладных программ;

—   пакет программ графической корневой системы (ПП ГКС), реализующий функции стандартного графического интерфейса GKS.

Графическая интерактивная система

Графическая интерактивная система автоматизированного проектирования и конструирования (ГРИС) предоставляет пользователю возможность трехмерного проектирования и является инструментом конструкторов и проектировщиков, повышая эффективность процессов проектирования и черчения, а также качество проектов и чертежей, являющихся результатом этих процессов. Система содержит набор средств машинной графики, характерный для современных графических систем.

ГРИС позволяет:

—   выбрать и отобразить на экране графического дисплея основные геометрические объекты, раз меры этих обьектов. ввести тексты, метки и другие атрибуты чертежа, обычно используемые в ма шиностроительном черчении;

—   автоматически генерировать траекторию инструмента механообработки, базирующуюся на гео метрии модели, созданной во время конструирования, и подготовить данные для станков с ЧПУ;

—   построить ортогональные, изометрические и перспективные проекции модели;

—   после завершения работы над проектом получить его чертеж на графопостроителе;

—   сохранить результат работы в базе данных;

—   занести в базу данных заготовки — наиболее часто встречающиеся в разработках пользова теля детали, фрагменты чертежей;

—     создать новый проект, используя заготовки и законченные проекты, хранящиеся в базе данных. При наличии нескольких графических дисплеев возможна одновременная работа в ГРИС несколь ких пользователей, причем каждый работает со своей копией ГРИС и своей базой данных.

База данных ГРИС включает библиотеки и файлы, доступные пользователю для хранения и получения информации. Во время работы с текущим проектом пользователь может использовать данные, хранящиеся в таких областях базы данных, как библиотека проектов, библиотека заготовок, технологический файл пользователя, а также подвергнуть их различным преобразованиям с целью создания нового проекта.

ГРИС позволяет автоматически изображать на экране любую из стандартных орфографических, перспективную или изометрическую проекции, а также любой дополнительный вид объекта, полученный вращением на любой угол вокруг любой оси Все виды объекта могут быть изображены на экране отдельно или вместе. Части конструкции можно определять в том виде (проекции), в котором это наиболее удобно (они автоматически будут включены во все другие виды).

При создании проекта можно увеличить изображение некоторой его части, чтобы рассмотреть мелкие детали, а затем вернуться к первоначальному изображению. Система позволяет выполнить эту операцию наряду с другими функциями масштабирования.

Функции геометрического моделирования ГРИС обеспечивают создание геометрических объектов, из которых состоит чертеж. ГРИС позволяет строить различного рода геометрические элементы, начиная с простейших — точек, прямых, дуг, кончая сложными трехмерными поверхностями и телами Для построения геометрических элементов предлагается широкий набор средств. В любой момент можно выбрать наиболее подходящий в данной ситуации способ, например, точку можно определить, задавая позицию на экране или смещение от существующей точки, располагая ее на прямой и указывая значение одной координаты, в центре заданной окружности, на пересечении двух кривых и т. д.

Подобный выбор реализован при построении прямых и дуг. Для построения серии линий и дуг, каждая из которых начинается в конечной точке предыдущей, можно использовать так называемые ■■цепочки».

ГРИС позволяет строить большое число различных типов двухмерных и трехмерных кривых и фигур; многие трехмерные изображения могут быть получены путем объединения двухмерных, иногда трехмерных кривых. Такие изображения называют «проволочной конструкцией». Плоскую кривую можно построить, ориентируя плоскость нужным образом и выбирая вид изображения так, чтобы плоскость экрана совпадала с плоскостью кривой.

Система может генерировать различные типы трехмерных сплайнов и конических сечений, линии пересечения поверхностей, эквидистанты, сложные кривые, сегментами которых могут быть прямые, дуги, конические кривые и сплайны

ГРИС генерирует различные типы поверхностей, в том числе поверхности вращения и поверхности, образованные движением плоской кривой в определенном направлении, сетчатые (натянутые на два пересекающихся семейства кривых), сопрягающие и эквидистантные поверхности, сферы, цилиндры, конусы, торы.

Имеется возможность генерировать гексаэдры, сфероиды, круглые стержни, тороиды, элипсоиды.

С помощью ГРИС можно создавать полностью аннотированный чертеж, соответствующий ЕСКД. Автоматически могут быть сгенерированы размеры любого вида.

Система позволяет выбрать способ оформления чертежа, задавая масштаб, автоматическое или ручное проставление размеров, длину стрзлки в размерной линии, размер и наклон символов текста, расположение текста относительно размерной линии, изображение выносных линий, штриховку в соответствии с материалом, из которого изготовлена деталь, и т. д.

Для оформления чертежа могут быть использованы выносные круговые области с увеличенным изображением деталей, надписи и тексты, стрелки для обозначения сечений и символы чистоты обработки, технологические допуски.

Входящая в состав ГРИС система подготовки данных для станков с числовым программным управ-

пением (СПД ЧПУ| обеспечивает возможность генерации траектории инструмента для целого ряда методов числового программного управления.

Интерактивные средства ГРИС обеспечивают диалоговый режим работы системы.

Система выдает пользователю информационные сообщения, запросы, инструкции, меню, списки данных для модификации, индикаторы внимания, звуковые сигналы.

Информационные сообщения дают возможность пользователю следить за выполнением текущей операции

Запросы — сообщения, требующие ответа типа ДА или НЕТ.

Инструкции — требования выполнить определенные процедуры в процессе проектирования, например указать точку на экране.

Меню — список возможностей, из которого можно сделать выбор. После вывода очередного меню система ждет ответа в виде ввода номера пункта меню с алфавитно-цифровой клавиатуры.

Выводя списки данных, система позволяет принять или модифицировать эти данные. Когда система запрашивает данные, в ответ можно ввести постоянную, переменную величину или выражение.

Индикаторы внимания — обозначения объектов, выбранных для специальных целей, например мерцание выбранного объекта.

С помощью звукового сигнала система выдает предупреждение о том, что ей непонятны действия пользователя, например ввод не разрешенного в данной ситуации символа.

Пользователь управляет последовательностью операций при помощи простых команд, задаваемых обычно нажатием одной или двух клавиш.

Интерактивная процедура построения однотипных сегментов чертежа может быть заменена их автоматической генерацией. Для этого может быть использован встроенный в ГРИС язык графического программирования ГРАП, который обеспечивает генерацию объектов ГРИС, а также позволяет создать дополнительные меню и новые процедуры. Так, в некоторых случаях достаточно задать значения определенных величин и вызвать программу на языке ГРАП, которая выполнит все необходимые построения без дополнительных интерактивных действий

Имеется возможность присвоить имена геометрическим объектам, а затем получить программу на ГРАП, которая может воссоздать данный чертеж или подобный ему с измененными значениями параметров.

Пакет деловой графики ИРГИС

Пакет интерпретации результатов с помощью графиков и схем ИРГИС представляет собой библиотеку графических подпрограмм, предназначенных для вычерчивания рисунков и графического отображения данных на алфавитно-цифровом дисплее с графическими возможностями СМ 7238 или программно-совместимом с ним. Подпрограммы пакета ИРГИС можно вызывать из прикладных программ, написанных на ФОРТРАНе или на других языках МОС ВП.

Подпрограммы пакета ИРГИС подразделяются на три группы1 общего назначения, вычерчивания рисунков, вывода графиков и гистограмм.

С помощью подпрограмм общего назначения экран делится на несколько частей, что позволяет, например, в одной части экрана вывести меню, во второй — части рисунка в увеличенном масштабе, в третьей — весь рисунок. Кроме того, подпрограммы общего назначения позволяют сохранить в файле команды, с помощью которых был получен рисунок.

Подпрограммы вычерчивания рисунков предоставляют возможность задать систему координат, определить, какая часть рисунка будет видна на экране, вычерчивать правильные многоугольники с любым количеством сторон, масштабировать, поворачивать и перемещать объекты рисования, выполнять штриховку областей различными линиями, интерактивно определять координаты точки рисунка

Подпрограммы вывода графиков и гистограмм позволяют отображать данные, используя различные комбинации масштабов по осям X и У, создавать непрерывно изменяющиеся графики из данных, получаемых в реальном масштабе времени, интерактивно определять координаты точки на графике

ИРГИС использует дисплей в двух режимах: алфавитно-цифровом и графическом. В начале работы дисплей находится в алфавитно-цифровом режиме и работает как обычное алфавитно-цифровое устройство вывода. В этом режиме на экране отображается текстовой курсор на месте текстового сообщения. В графическом режиме дисплей воспринимает специальный набор графических команд. Используя эти команды, пакет ИРГИС отображает графические объекты: линия, окружность, угол, окружность внутри прямоугольника, графический текст и т. д.

Графический текст —- текст, выведенный в графическом режиме. Его возможности намного шире обычного текста. Он позволяет задавать размер и наклон символов, выводить текст в любом из восьми направлений, использовать до трех наборов символов, определенных пользователем

Когда дисплей находится в графическом режиме, на экране используются четыре оттенка серого цвета. Если дисплей оснащен цветным монитором, то на нем может формироваться цветное изображение. В любой момент может быть использовано до четырех цветов из 64 возможных.

В памяти дисплея можно сохранить до 26 последовательностей часто используемых графических команд для последующего использования в качестве макрокоманд.

Библиотеки программной поддержки графических устройств АРМ

Библиотека программной поддержки графического дисплея СМ 7317 представляет собой пакет подпрограмм на ФОРТРАНе для работы с СМ 7317. Подпрограммы библиотеки позволяют формировать дисплейный файл и управлять им. Использование библиотеки избавляет пользователя от необходимости знать детали функционирования дисплея и способы кодировки команд и данных в дисплейном файле.

СМ 7317—это цветной растровый графический дисплей с растром 1024 х 768 точек. Дисплей имеет 16 аппаратно-отображаемых цветов (включая черный); кроме того, для закраски областей могут использоваться программно-формируемые смешанные цвета, образованные попеременной штриховкой области линиями двух различных цветов

В пакет входят подпрограммы, обеспечивающие управление цветом изображения, вывод графических элементов и текста, управление дисплейным файлом, управление режимом работы дисплея и ввод данных с дисплея.

С помощью пакета можно выводить точки в заданные позиции экрана, Отрезки прямой заданной толщины, интерполяционные кривые, соединяющие заданные множества точек, прямоугольники со сторонами, параллельными осям координат, или произвольные замкнутые многоугольники, задаваемые координатами вершин, окружности, графики и гистограммы.

Текст может выводиться в любой области экрана с использованием аппарзтно-вызываемых дисплейных подпрограмм генерации символов или программ но-генерируемых символов. Применение дисплейных подпрограмм обеспечивает наиболее экономичный и быстрый способ вывода текста, однако в этом случае форма и размер символов фиксированы, а текст может иметь только горизонтальную ориентацию. Программная генерация позволяет выводить символы любого размера и ориентации, а также использовать любые шрифты, включая шрифты сложных начертаний с использованием заливки замкнутых контуров и изображением теней.

СМ 7317 имеет два устройства ввода — управляющий шар и функциональную клавиатуру.

Управляющий шар позволяет перемещать курсор по экрану дисплея, а кнопка, расположенная рядом с шаром, вызывает прерывание. Считывание координат курсора в момент прерывания позволяет прикладной программе определить указанную оператором позицию экрана. В пакете имеются подпрограммы, управляющие курсором и позволяющие ввести координаты указанной курсором точки.

Функциональная клавиатура имеет 16 клавиш с кодами от 0 до 15. Подпрограмма чтения кода клавиатуры позволяет получить код нажатой клавиши.

Библиотека программной поддержки графопостроителя СМП 6408 представляет собой пакет подпрограмм на ФОРТРАНе, обеспечивающих взаимодействие прикладной программы с графопостроителем. Подпрограммы обеспечивают формирование команд графопостроителя, накопление их в буфере и отработку протокола обмена между ЭВМ и графопостроителем. Пакет обеспечивает вывод основных графических элементов, используя как аппаратные возможности графопостроителя, так и программ но-реал изо ванные алгоритмы: выполняет необходимые преобразования координат, что дает возможность пользователю описать изображение в любой прямоугольной системе координат и расположить это изображение в любой части поля графопостроителя. Используя управление пером графопостроителя, можно выводить цветное изображение.

Подпрограммы пакета позволяют выводить отрезки прямой и ломаные линии, используя сплошные, штриховые, пунктирные или штрихпунктирные линии, штриховать замкнутый контур, выбирая направление и шаг штриховки, окружности и дуги, графики с изображением размеченных координатных осей, тексты, содержащие прописные и строчные русские и латинские буквы.