Графическая среда для строительных CAD-приложений

Александр Россоловский

На российском рынке эффективно используются разнообразные CAD-программы для различных графических сред. В компьютерной прессе часто публикуются материалы о CAD-приложениях, а также о графических редакторах в форме обзора средств, предлагаемых конечным пользователям. Адресуя эту статью прежде всего тем, кому предстоит выбрать инструментарий для выполнения проектных задач, мне хотелось бы затронуть тему более общую: обсудить мотивы выбора системных компонентов, обеспечивающих работоспособность специализированных CAD-приложений.

Напомню, что компонентами автоматизированного рабочего места специалиста являются аппаратная часть, графическая программная среда (система) и прикладной программный продукт (приложение).

Демонстрация возможности моделирования поверхности земли и использования

растровых изображений для фона и вспомогательных объектов сцены

Аппаратная часть, т. е. ваш компьютер, будет принадлежать к одной из аппаратных платформ, некоему семейству машин с общими родовыми признаками, из которых для вас главным образом будут иметь значение производительность, перечень графических программных систем и прикладных продуктов, работающих с данным семейством машин, а также стоимость необходимого комплекта аппаратуры. Проблема области применения и ценовых категорий применительно к аппаратным платформам выходит за рамки этой статьи; нам же достаточно принять к сведению, что платформа PC + Windows’95/NT при наименьших финансовых затратах на оборудование позволяет эффективно использовать ее для автоматизации проектирования в области строительства, так как она лучше иных платформ обеспечена разнообразным программным обеспечением в широком диапазоне цен и возможностей.

Взаимодействие с прикладной программой обеспечивается, во-первых, графической программной средой, обменивающейся информацией с аппаратной частью, и, во-вторых, собственно прикладной программой-надстройкой, ведущей диалог с пользователем в удобных для него понятиях. Реализовано такое взаимодействие в различных CAD-системах по-разному.

В некоторых узкоспециализированных системах графическая среда является частью самой прикладной программы и не может использоваться другими приложениями. Приобретая такую программу, нужно обязательно оплатить стоимость графической среды. Цена ошибки в этом случае чрезвычайно высока, а обмен чертежами с другими специалистами, использующими иное программное обеспечение, может быть затруднен из-за различия в форматах файлов. Узкая ориентированность позволяет разработчикам чрезвычайно тонко продумывать идеологию рабочего процесса и детали интерфейса, доводя их до совершенства. Тем не менее использовать такие системы целесообразно лишь в том случае, когда нет прямой необходимости согласовывать свои действия со смежниками.

В других CAD-системах графическая среда входит в семейство прикладных программ-модулей в качестве системного ядра. Модули, установленные на одну машину, используют графическое ядро совместно. Каждое направление проектной специализации представлено в линейке одним модулем безальтернативно. Вне зависимости от комплектности модулей для каждого рабочего места приходится оплачивать стоимость ядра. Их положительным свойством является абсолютная согласованность всех частей комплекса. Однако в случае если вас не удовлетворит работа любого из модулей, то при покупке аналогичной (но неизбежно несовместимой) программы с удовлетворяющим вас набором свойств вам придется оплатить в комплекте с ней и графическое ядро. CAD-системы третьей группы, так называемые открытые системы, к которым относится, в частности, AutoCAD, рассматривают графическую среду как универсальный графический редактор, поддерживающий встроенные или внешние средства программирования и допускающий создание специализированных программ-надстроек независимыми разработчиками.

Присущая открытым системам возможность использования нескольких приложений с общей графической средой позволяет при разумной организации рабочих мест экономить средства и чрезвычайно гибко подходить к выбору инструментов и их сочетаний применительно к конкретным задачам. В связи с жесткой конкуренцией между фирмами-производителями создалась устойчивая ситуация, при которой, вне зависимости от системных особенностей, рабочие комплекты в составе узкоспециализированного приложения и необходимого ему для работы графического ядра при сопоставимых возможностях предлагаются за сопоставимые цены. Стоимость прикладной надстройки составляет в этом сочетании, как правило, ощутимо меньшую долю, чем стоимость ядра. Например, рекомендованная цена разработчика на AutoCAD составляет $4340, а стоимость AutoCAD-приложений колеблется приблизительно в диапазоне от $200 до $2000 за одну специализированную программу. Стоимость одного рабочего комплекта при этом составляет от $4540 до $6340, что вполне вписывается в типичную ситуацию для программных комплексов подобного класса. Однако если установить на машину два приложения, способных совместно использовать одну общую установку AutoCAD, высвободившаяся сумма окажется достаточной для приобретения недорогой модели плоттера либо аппаратной части еще одного рабочего места.

Если же на рабочем месте вместе с одной установкой AutoCAD использовать интегрированный комплекс из пяти модулей (архитектура, конструкции, отопление и вентиляция, водопровод и канализация, электрика) по цене $3000 фирмы Softdesk, это позволит вам подумать уже об аренде дополнительной рабочей площади. Возможно, подобное “уплотнение” неприемлемо для избалованной заказами комплексной проектной фирмы, нуждающейся в раздельных установках, однако такое решение окажется разумным для проектно-технического отдела строительной компании.

Изучая в течение шести лет возможности различных CAD-систем и прикладных программных продуктов, для практического использования я выбрал AutoCAD с архитектурными приложениями “АРКО” и “Арфакад”. Информация о причинах такого предпочтения, возможно, поможет вам решить проблему выбора. Должен оговориться, что круг программ, используемых мной в работе, не ограничивается перечисленными приложениями, равно как и средой AutoCAD, однако это не вписывается в тему данной статьи.

Прикладные системы для среды AutoCAD создаются независимыми фирмами, конкурирующими между собой за рынок продуктов САПР. Это обеспечивает динамичное позитивное развитие этих систем сейчас и, надеюсь, в обозримом будущем. Для среды AutoCAD создается множество прикладных программ по всем разделам проектирования, что предоставляет любому специалисту-проектировщику богатые возможности при выборе инструментария в соответствии с конкретными особенностями применения и личными пристрастиями. В число приложений для среды AutoCAD входят как отдельные специализированные программы, так и интегрированные многомодульные программные комплексы. Возможность использования с одной установкой AutoCAD нескольких прикладных программ позволяет экономить денежные средства. Благодаря невысокой стоимости прикладных модулей под AutoCAD со временем их можно заменять или дополнять более мощными, сохраняя при этом актуальность архива наработанных чертежей. Единая графическая среда AutoCAD, в которой функционируют различные программы, облегчает совместное использование файлов чертежей при решении комплексных проектных задач. Как в сетевой, так и в локальной поставках AutoCAD позволяет работать с файлами в сети и использовать браузер для связи с Интернет. На сегодняшний день формат файла AutoCAD является самым распространенным графическим CAD-форматом. Это важно в том случае, если вы обмениваетесь чертежами с другими организациями.

Пример моделирования сложной вантовой конструкции

AutoCAD  -  это универсальный графический редактор с практически неограниченными возможностями для решения пространственных задач. Прикладные программы облегчают пользователю процесс обращения к части функций AutoCAD, необходимых для решения задач конкретной специализации. Одно из удобных свойств AutoCAD-приложений  -  двойственность в интерпретации объектов. С точки зрения приложения объекты могут быть параметрическими, например стена, либо предварительно заготовленными библиотечными, как, например, окно, или продуктами взаимодействия других объектов, например проем. В то же время AutoCAD позволяет рассматривать и обрабатывать их в качестве совокупностей графических примитивов  -  линий, дуг, поверхностей. В ситуациях, не предусмотренных прикладной программой, пользователь может непосредственно из приложения обратиться ко всем функциям AutoCAD. Мощные графические средства AutoCAD позволяют создавать объекты со сколь угодно сложной геометрией, а средства работы с блоками и ссылками предоставляют возможность многократно использовать их в качестве вставляемых в чертеж готовых элементов. Многие специализированные CAD-системы не обладают подобной гибкостью и позволяют оперировать лишь ограниченным набором возможностей. Есть опасность, что предлагаемый такими программами ограниченный набор средств (а не уровень развития строительной техники) станет определять палитру архитектора и таким образом обеднять окружающую нас визуальную среду. AutoCAD в руках умелого пользователя свободен от этого недостатка.

Представление о степени деталировки, допустимой для объектов, создаваемых с целью многократного

использования (все приведенные в статье рисунки входят в стандартную поставку AutoCAD)

AutoCAD содержит средства программирования и пользовательской настройки различных уровней сложности, что позволяет и опытным программистам, и начинающим пользователям эффективно формировать рабочую среду, ориентированную на решение специфических задач. AutoCAD содержит средства визуализации (настраиваемые источники света, генерация теней, атмосферные эффекты, текстуры, карты деформации, прозрачность, отражение/преломление, трассировка лучей, сглаживание, фоновые изображения, фотоизображения реальных объектов), позволяющие получать реалистичные изображения высочайшего качества при невысоких трудозатратах, а также включать в чертежи и выводить на печать растровые изображения.

AutoCAD обладает удобным свойством  -  он предоставляет пользователю выбор: работать только мышью, использовать мышь и клавиатуру совместно либо общаться с программой исключительно через клавиатуру. “Мышиный” интерфейс более эргономичен, а самодостаточность клавиатурного интерфейса позволяет с помощью макросов создавать инструменты для эффективной работы мышью.

AutoCAD прост в изучении. Он русифицирован, имеет детально продуманный интуитивно понятный интерфейс и хорошо организованную систему помощи. Мультимедийный Learning Assistance является отличным средством обучения для начинающих, а также, попутно, великолепным аудиовизуальным средством освоения технического английского языка. Основанные на AutoCAD приложения наследуют от него идеологию организации интерфейса, что способствует легкости их освоения.

Замена версий AutoCAD не слишком разорительна для пользователей  - ее стоимость составляет лишь 20% от полной цены пакета.

Помимо стандартной версии AutoCAD Autodesk продвигает его облегченную версию AutoCAD LT. Этот пакет стоит менее $600 и является сегодня лучшим универсальным графическим редактором с возможностями объемного моделирования по соотношению цены, набора средств и производительности. Использование вспомогательных рабочих мест на базе AutoCAD LT для редактирования чертежей, подготовки для печати и вывода их на твердые носители позволяет экономить средства на стоимости как программы, так и оборудования, поскольку системные требования пакета AutoCAD LT скромнее, чем у полной версии.

AutoCAD, фактически являясь промышленным стандартом в области САПР, стабильно развивается в течение длительного периода и имеет большую историю использования в России. Поэтому, выбрав его в качестве платформы для специализированных прикладных систем, неискушенный покупатель тем самым защищает себя от серьезных ошибок. В то же время навыки работы с AutoCAD позволяют впоследствии легко освоиться с особенностями работы в любых других системах.