項目的技術和工程繪圖和可視化 - 歷史

技術和工程製圖在歷史上是如何發展的？ 公元前 2100 年的橫斷面。 到今天。

2100 請求 - 考慮到適當的比例，第一個保存的對像在矩形投影中的圖像。 這幅畫描繪在古地亞的雕像上（1)、工程師和統治者

蘇美城邦拉加什，位於現代伊拉克。

公元前 XNUMX 世紀 – Marcus Vitruvius Pollio 被認為是設計繪圖之父，即維特魯威，羅馬建築師，建設者

朱利葉斯·凱撒和屋大維·奧古斯都統治時期的軍用車輛。 他創造了所謂的維特魯威人——一個裸體男人的圖像，刻在一個圓圈和一個正方形上（2），象徵著運動（列奧納多·達·芬奇後來發布了他自己的這幅畫的版本）。 他因撰寫論文《論十本書的架構》而聞名，該論文寫於公元前 20 至 10 年間，直到 1415 年才在聖彼得堡修道院的圖書館中被發現。 聖加侖在瑞士。 維特魯威詳細描述了希臘古典秩序及其羅馬變體。 這些描述也附有相應的插圖；然而，原始圖紙已不復存在。 近代許多著名作家都為這部作品繪製了插圖，試圖再現失落的圖畫。

3. 吉多·達·維傑瓦諾的一幅圖畫

中世紀 – 在設計建築物和花園時，使用幾何原理 - ad quadratum 和 ad triangulum，即根據正方形或三角形繪製。 大教堂的建造者在工作過程中創建草圖和圖紙，但沒有嚴格的規則和標準化。 宮廷外科醫生和發明家吉多·達·維杰瓦諾 (Guido da Vigevano) 的攻城器械圖紙，1335 年3），展示了這些早期圖紙作為吸引願意資助建設投資的贊助商和客戶的工具的重要性。

1230-1235 – 由 Villard de Honnecourt 創作了一張專輯（4）。 這是一份手稿，包含 33 張羊皮紙，寬 15-16 厘米，高 23-24 厘米，裝訂在一起。它們的兩面都畫有用鋼筆繪製的圖畫和筆記，之前是用鉛棒繪製的。 有關建築物、建築元素、雕塑、人物、動物和裝置的圖畫均附有說明。

1335 – Guido da Vigevano 正在創作 Texaurus Regis Francie，這是一部捍衛菲利普六世宣布的十字軍東征的作品。 該作品包含大量戰爭機器和車輛的圖紙，包括裝甲戰車、風車和其他巧妙的攻城設備。 儘管由於與英國的戰爭，菲利普的十字軍東征從未發生，但達維杰瓦諾的軍事專輯早於並預見了達芬奇和其他 XNUMX 世紀發明家的許多軍事建築。

4. Villars de Honnecourt 專輯中的一頁。

1400-1600 - 第一批技術圖紙在某種意義上更接近現代思想，文藝復興時期不僅在施工技術方面，而且在項目的設計和展示方面都帶來了許多改進和變化。

XNUMX世紀 – 藝術家保羅·烏切洛 (Paolo Uccello) 對透視法的重新發現被用於文藝復興時期的技術製圖。 菲利波·布魯內萊斯基開始在他的繪畫中使用線性透視法，這讓他和他的追隨者第一次有機會真實地表現建築結構和機械裝置。 此外，XNUMX 世紀初 Mariano di Jacopo 名為 Taccola 的圖畫展示了使用透視法準確描繪發明和機器。 Taccola 明確地使用繪圖規則不是作為記錄現有結構的手段，而是作為一種在紙上使用可視化的設計方法。 他的方法不同於 Villard de Honnecourt、Abbé von Landsberg 和 Guido da Vigevano 在透視、體積和陰影方面的早期技術繪圖示例。 Taccola 首創的方法已被後來的作者使用和開發。 

二十世紀初期 – 平面圖、裝配圖和詳細剖面圖等現代技術圖紙特徵的最初痕跡來自達芬奇在 XNUMX 世紀初製作的速寫本。 萊昂納多從早期作家的作品中汲取靈感，尤其是建築師兼機械設計師弗朗切斯科·迪·喬治·馬蒂尼 (Francesco di Giorgio Martini)。 投影中的物體類型也出現在萊昂哈德·阿爾布雷希特·丟勒 (Leonhard Albrecht Dürer) 時代的德國繪畫大師的作品中。 達芬奇使用的許多技術在現代設計原則和技術繪圖方面都是創新的。 例如，他是最早建議將木製物體模型作為設計的一部分的人之一。 

1543 – 開始正式的繪畫技巧培訓。 威尼斯藝術學院 del Disegno 成立。 畫家、雕塑家和建築師被教導應用標准設計技術並在圖像中再現圖案。 該學院在反對工藝車間封閉式培訓系統方面也非常重要，這些系統通常反對在設計繪圖中使用通用規範和標準。

十七世紀 – 文藝復興時期的技術圖紙主要受藝術原則和慣例的影響，而不是技術原則。 這種情況在隨後的幾個世紀開始發生變化。 杰拉德·德薩格 (Gerard Desargues) 借鑒了早期研究員塞繆爾·馬拉洛瓦 (Samuel Maralois) 的工作，開發了一個射影幾何系統，該系統用於以數學方式表示三維物體。 射影幾何的第一個定理，笛沙格定理，就是以他的名字命名的。 他用歐幾里得幾何學說，如果兩個三角形位於一個平面上，並且它們對應的一對頂點所定義的三條線重合，則對應的對邊（或它們的延長線）的三個交點) 保持共線。

1799 - 十八世紀法國數學家加斯帕德·蒙日的《畫法幾何》一書（5），根據他之前的講座準備。 該出版物被認為是對畫法幾何和技術繪圖中表示形式化的首次闡述，其歷史可以追溯到現代技術繪圖的起源。 蒙日開發了一種幾何方法來確定生成形狀相交平面的真實形狀。 儘管這種方法產生的圖像在外觀上與維特魯威自古以來一直提倡的視圖相同，但它的技術允許設計者在給定一組基本視圖的情況下從任何角度或方向創建比例視圖。 但蒙日不僅僅是一位實踐數學家。 他參與了整個技術和設計教育體系的創建，該體系很大程度上基於他的原則。 當時製圖產業的發展不僅得益於蒙日的工作，還得益於整個工業革命、對備件製造的需求以及將設計流程引入生產。 經濟學也很重要——在大多數情況下，一組設計圖使得沒有必要建立工作對象的模型。 

1822 軸測圖是一種流行的技術表示方法，由劍橋牧師威廉法裡什 (William Farish) 於 1822 世紀初在其應用科學著作中正式提出。 他描述了一種在三維空間中顯示物體的技術，這是一種使用直角座標系將空間映射到平面的平行投影。 軸測圖與其他類型的平行投影的區別之一是希望在至少一個選定方向上保留投影物件的真實尺寸。 某些類型的軸測圖還允許您保持角落的尺寸與所選平面平行。 法裡什在他的講座中經常使用模型來說明某些原理。 為了解釋模型的組裝，他使用了等角投影技術——將三維空間映射到平面上，這是一種平行投影。 儘管等軸測圖的一般概念以前就已經存在，但眾所周知，法裡什是第一個建立等軸測圖規則的人。 120 年，他在《論等距透視》一文中寫道，“需要準確的技術繪圖，避免光學扭曲。” 這導致他制定了等距原理。 等距意味著“同等尺寸”，因為高度、寬度和深度使用相同的比例。 等角投影的本質是使每對軸之間的角度（XNUMX°）相等，使各軸的透視收縮相同。 自十九世紀中葉以來，等軸測圖已成為工程師的常用工具（6），不久之後軸測法和等軸測法就被納入歐洲和美國的建築研究計畫。

6. 等軸測技術繪圖

80獨立實體 – 將技術圖紙變成現在形式的最新創新是以各種方式複制它們的發明，從影印到影印。 80 年代引入的第一個流行的繁殖過程是藍曬（7）。 這使得技術圖可以分發到各個工作站層級。 工人接受過閱讀藍圖的培訓，並且必須嚴格遵守尺寸和公差。 這反過來又對大規模生產的發展產生了巨大的影響，因為它降低了對產品製造者的專業水平和經驗的要求。

7.技術圖紙影印件

1914 – 1914 世紀初，顏色在技術圖紙中得到廣泛應用。 然而，到了 100 年，這種做法在工業化國家幾乎 XNUMX% 被放棄了。 技術圖紙中的顏色有不同的功能——它們被用來代表建築材料，它們被用來區分系統中的流動和運動，以及簡單地用它們來裝飾設備的圖像。 

1963 – Ivan Sutherland，在麻省理工學院的博士論文中，正在開髮用於設計的 Sketchpad（8）。 它是第一個具有圖形介面的 CAD（計算輔助設計）程式——如果你可以這樣稱呼它的話，因為它所做的只是創建 x-y 圖表。 Sketchpad 的組織創新開創了在現代 CAD 和 CAE（電腦輔助工程）系統中使用物件導向程式設計的先河。 

8. Ivan Sutherland 推出畫板

60年代。 – 來自波音、福特、雪鐵龍和通用汽車等大公司的工程師正在開發新的 CAD 程序。 計算機輔助設計方法和設計可視化正在成為簡化汽車和航空項目的一種方式，新製造技術（主要是數控機床）的快速發展並非沒有意義。 由於與今天的機器相比計算能力嚴重不足，早期的 CAD 設計需要大量的財務和工程能力。

9. 波特·皮埃爾·貝塞爾 (Porter Pierre Bezier) 和他的數學公式

1968 – XNUMXD CAD/CAM（計算機輔助製造）方法的發明歸功於法國工程師 Pierre Bézier。9）。 為了促進汽車行業零件和工具的設計，他開發了 UNISURF 系統，該系統後來成為後續幾代 CAD 軟體的工作基礎。

1971 – 出現 ADAM，自動製圖和加工 (ADAM)。 它是由 Dr. 開發的 CAD 工具。 Patrick J. Hanratty，其製造和諮詢服務 (MCS) 公司為 McDonnell Douglas 和 Computervision 等大公司提供軟件。

80年代。 – 實體建模計算機工具開發的進展。 1982年，John Walker創立了Autodesk，其主要產品是世界著名且流行的2D AutoCAD程序。

1987 – Pro/ENGINEER 發布，宣布增加功能建模技術和功能參數綁定的使用。 下一個設計里程碑的製造商是美國公司 PTC（Parametric Technology Corporation）。 Pro/ENGINEER 是為 Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris 和 Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC 處理器創建的，但隨著時間的推移，製造商逐漸限制了支持平台的數量。 自 2011 年以來，唯一受支持的平台是來自 MS Windows 系列的系統。

10. 在現代 CAD 程式中設計機器人

1994 – Autodesk AutoCAD R13 出現在市場上，即。 一家從事三維模型的知名公司的程序的第一個版本（10）。 這並不是第一個專為 3D 建模而設計的程式。 此類功能於 60 年代初開發，並於 1969 年 MAGI 發布了 SynthaVision，這是第一個商用實體建模程式。 1989 年，NURBS（3D 模型的數學表示形式）首次出現在 Silicon Graphics 工作站。 1993 年，CAS Berlin 開發了一種用於 PC 的互動式 NURBS 模擬程序，稱為 NöRBS。

2012 – 基於雲的設計和建模軟件 Autodesk 360 進入市場。