CAD-ი არის კომპიუტერული ტექნოლოგიების გამოყენება ობიექტების (რეალური და ვირტუალური) დიზაინისათვის. CAD ხშირად უფრო მეტს შეიცავს ვიდრე ფიგურებს. როგორც ტექნიკურ, ისე საინჟინრო ნახაზებზე გამოყენების სპეციფიკური კონვენციების თანახმად, CAD-მა ხშირად უნდა დაიტანოს ისეთი სიმბოლური ინფორმაცია როგორიცაა: ნივთიერებები, განზომილებები და დაშვებები.
CAD შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრუდებისა და ფიგურების დიზაინისათვის ორ განზომილებიან სივრცეში; ან მრუდების, ფიგურების და მყარი სხეულების დიზაინისათვის სამ განზომილებიან სივრცეში.
CAD არის მნიშვნელოვანი ინდუსტრიული ხელოვნება, რომელსაც ფართო გამოყენება აქვს ავტომობილების, გემთმშენებლობისა და აეროხომალდების წარმოებაში, აგრეთვე ინდუსტრიულ და არქიტექტურულ დიზაინში და კიდევ ბევრი სხვა. CAD აგრეთვე გამოიყენება კომპიუტერული სპეც–ეფექტების შესაქმნელად კინოში, რეკლამებსა და ტექნიკურ სფეროში. თანამედროვე კომპიუტერების ხელმისაწვდომობა და სიმძლავრე იძლევა საშუალებას შეიქმნას თვით პარფიუმერიისა და შამპუნის ბოთლები იმ ტექნიკით, რომელიც უცნობი იყო 1960–იანი წლების გემთმშენებლებისათვისაც კი. მისი ასეთი უზარმაზარი ეკონომიკური მნიშვნელობის გამო, CAD არის მთავარი მამოძრავებელი ძალა გამოკვლევებისათვის კომპიუტერულ გეომეტრიაში, კომპიუტერულ გრაფიკასა (როგორც პროგრამული ასევე აპარატურული) და დისკრეტულ დიფერენციალურ გეომეტრიაში.
ობიექტის ფორმებისათვის გეომეტრიული მოდელების შექმნას, ხშირად უწოდებენ computer-aided geometric design (CAGD).
მიმოხილვა
არსებული CAD პრგრამული უზრუნველყოფის პაკეტები, ორ განზომილებიან ვექტორზე დაფუძნებული საპროექტო სისტემებიდან იცვლება სამ განზომილებიან მყარ და ზედაპირულ მოდელებზე. თანამედროვე CAD–ის პაკეტები აგრეთვე ხშირად იძლევა ბრუნვის საშუალებას სამ განზომილებიან სივრცეში, ობიექტების დანახვას ნებისმიერი სასურველი კუთხიდან, შიგნითა ხედიდანაც კი. ზოგიერთი CAD-ის პროგრამულ უზრუნველყოფას შესწევს დინამიური მათემატიკური მოდელირების უნარი . ამ შემთხვევაში ის შეიძლება აღინიშნოს როგორც CADD – computer aided design and drafting.
CAD გამოიყენება დაზგებისა და მანქანების შესაქმნელად, ასევე ყველა ტიპის შენობის დაპროექტებისათვის და დიზაინისათვის, დაწყებული პატარა საცხოვრებელი სახლებიდან დამთავრებული უდიდესი საწარმოო და კომერციული სტრუქტურებით(ფაბრიკები და საავადმყოფოები).
CAD უმთავრესად გამოიყენება დეტალურ ინჟინერიაში ფიზიკური კომპონენტების 3D მოდელებისათვის და/ან 2D ნახაზებისათვის, ასევე გამოიყენება მთელ საინჟინრო პროცესებში კომპონენტების წარმოების პროცესის განსაზღვრისათვის.
CAD გახდა განსაკუთრებულად მნიშვნელოვანი ტექნოლოგია computer-aided technologies (კომპიუტერის დამხმარე ტექნოლოგია) თვალსაზრისით. იგი შესაძლებლობას აძლევს დიზაინერებს დააგეგმარონ და განავითარონ სამუშაო ეკრანზე, დაბეჭდონ და შეინახონ მომავალი ედიტირებისთვის და დაზოგონ დრო ნახაზებზე.
ხალხი ვინც ამ სფეროში მუშაობს ეწოდებათ: დიზაინერები, CAD-ის „მაიმუნები“, ავტომობილების დიზაინერი ინჟინრები და ციფრული ინოვაციების ინჟინრები. CAD გახდა ჩვეულებრივი საქმიანობა ტრადიციული საინჟინრო პროფესიისათვის.
აპარატურული უზრუნველყოფა და OS ტექნოლოგიები
დღესდღეობით CAD–ის სისტემები არსებობს ყველა ძირითადი ოპერატიული სისტემებისათვის. CAD-ის სისტემები როგორიცაა OCAD და NX უზრუნველყოფს Windows, Linux, UNIX და Mac OS X მრავალპლათფორმიან მხარდაჭერას. ArchiCAD და Vectorworks მუშაობს ორივეზე windows-ზე და Mac OS X-ზე. მაგრამ არა Linux–ზე. მაგ: AutoCAD მხოლოდ Windows-ზე მუშაობს. უფრო მეტი ინფორმაციისათვის OS–ის შეთავსებადობაზე ნახეთ Comparison of CAD editors for AEC, Comparison of CAD editors for CAM, Comparison of CAD editors for CAE.
ამჟამად რაიმე სპეციალური აპარატურული უზრუნველყოფა უმეტესი CAD–ის პროგრამული უზრუნველყოფისათვის მოთხოვნილი არ არის. მიუხედავად ამისა CAD-ის სისტემებს შეუძლიათ შეასრულონ გრაფიკულად და კომპიუტერულად რთული ამოცანები, რისთვისაც რეკომენდირებულია გრაფიკული კარტა, მაღალი სიჩქარე (შეძლებისდაგვარად მრავალჯერადი) და დიდი რაოდენობით RAM-ი.
ადამიანის და მანქანის ურთიერთობა ხორციელდება mouse-ის (თაგვის) საშუალებით, მაგრამ ასევე შესაძლებელია პენით (pen) ან გრაფიკული ციფრული ტაბლეტით (graphics tablet). მოდელის ხედვის მანიპულაცია ეკრანზე აგრეთვე შესაძლებელია Spacemouse/SpaceBall-ის გამოყენებით. ზოგიერთი სისტემა აგრეთვე უზრუნველყოფს სტერეოსკოპის მინის მხარდაჭერას 3D მოდელის ხედვისათვის.
CAD-ის გამოყენება
CAD არის იმ მრავალ ხელსაწყოთაგნ ერთ–ერთი, რომელიც გამოიყენება ინჟინერებისა და დიზაინერების მიერ, დამოკიდებული მომხმარებლის პროფესიასა და პროგრამული უზრუნველყოფის ტიპზე. არსებობს CAD–ის რამოდენიმე განსხვავებული ტიპი. თითოეული ამ განსხვავებული ტიპებიდან CAD-ის სისტემა მოითხოვს რომ, ოპერატორმა იფიქროს თუ როგორ გამოიყენებს სხვა მას ან გაუკეთებს დიზაინს მის ვირტუალურ კომპონენტებს თვითოეულისათვის განსხვავებული წესით.
3D “dumb” მყარი სხეულები შექმნილია რეალური სამყაროს ობიექტებზე მანიპულირების ანალოგურად. ძირითად სამ განზომილებიან გეომეტრიულ ფიგურებს დამატებული ან გამოკლებული აქვთ მყარი მოცულობები ისე, თითქოს დაამატო ან მოაჭრა ობიექტები რეალურ სამყაროს. ორ განზომილებაში დაპროექტებული ხედები ადვილად აღდგება მოდელისგან. ძირითადი 3D მყარი სხეულები ჩვეულებრივ არ შეიცავს ხელსაწყოებს, რომელიც ადვილად აძლევს კომპონენტებს მოძრაობის საშუალებას, ზღვარი დაადოს მათ მოძრაობას, ან გააიგივეოს კომპონენტებს შორის ურთიერთქმედება.
3D პარამეტრული მყარი მოდელების შექმნა მეხსიერებისაგნ ითხოვს რომ გამოიყენოს „design Intent”. შექმნილი ობიექტები და გამოსახულებები ერთმანეთის მოსაზღვრეა. ნებისმიერი მომავალი ცვლილება იქნება მარტივი, რთული ან დაახლოებით შეუძლებელი, დამოკიდებული თუ როგორ იყო მისი ორიგინალი შექმნილი.
ზოგიერთი პროგრამული უზრუველყოფის პაკეტი საშუალებას იძლევა ედიტირება გაუკეთოთ პარამეტრულ და არაპარამეტრულ გეომეტრიას, მისი დიზაინის ისტორიის გაგებისა და გადაკეთების გარეშე პირდაპირი მოდელირების ფუნქციონალურობის გამოყენებით. ეს შესაძლებლობა დამატებით შეიძლება კიდე მოიცავდეს შესაძლებლობას შერჩეულ გეომეტრიებს (მხები, კონცენტრულობა ) შორის სწორი ურთიერთობის დასამყარებლად, რომელიც ედიტირების პროცესს ნაკლებ დროს ახმარს. ამ ტიპის სისტემებს ეწოდებათ Explicit Modellers. ამ ტიპის პირველი სისტემა სახელწოდებით Solid Designer მსოფლიოს წარედგინა 80–იანი წლების ბოლოს Hewllet-Packard-ის მიერ. CAD-ის ეს გადაწყვეტა ახლა იყიდება PTC–ის მიერ როგორც CoCreate Modeling.
საშუალო რანგის პროგრამული უზრუნველყოფა პარამეტრულ სხეულებს უფრო ადვილად გადასცემს საბოლოო მომხმარებელს: გადასცემს უფრო ინტუიციურ ფუნქციებს (SketchUp), გამოიყენებს საუკეთესო 3D dumb სხეულებს და პარამეტრულ მახასიათებლებს (VectorWorks).
მაღალი დონის სისტემები გვთავაზობს შესაძლებლობას დიზაინში გააერთიანოს უფრო ორგანული, ესთეტიკური და ერგონომიკური მახასიათებლები (Catia, GenerativeComponents). FreeForm surface modeling ხშირად არის გაერთიანებული მყარ სხეულებთან, რომ ნება მისცეს დიზაინერს შექმნას პროდუქტი, რომელიც შეესაბამება ადამიანის ფორმას და ვიზუალურ მოთხოვნილებებს, რამდენადაც ისინი ურთიერთობენ მანქანასთან.
CAD-ის ეფექტები
დაწყებული 1980–იანი წლებიდან უკვე მზა CAD პროგრამებმა, რომელიც შესაძლებელი იყო გაშვებულიყო პერსონალურ კომპიუტერებზე, გამოიწვია ტენდენცია ბევრ პატარა და საშუალო ზომის კომპანიების საპროექტო დეპარტამენტებში მისი ზომის მასიური შემცირება. ჩვეულებრივ, წესის მიხედვით ერთი CAD-ის ოპერატორს შეეძლო შეეცვალა სულ ცოტა სამიდან ხუთამდე მაპროექტებელი ტრადიციული მეთოდების გამოყენებით. დამატებით ბევრმა ინჟინერმა საპროექტო დეპარტამენტებიდან დამოუკიდებლად დაიწყო საკუთარ პროექტზე მუშაობა. ამ ტენდენციამ ასახვა ჰპოვა იმ ბევრი საოფისე სამუშაოს თავიდან აცილებაში, რომელსაც ტრადიციულად ასრულებდა მდივანი. CAD გახდა სტანდარტული პროგრამული უზრუნველყოფის პაკეტი, რომლის შესწავლასაც ყველა მოელოდა.
სხვა შედეგი იყო ის რომ, მას შემდეგ რაც უკანასკნელი მიღწევები ხშირად საკმაოდ ძვირი იყო, პატარა და საშუალო ფირმებიც კი ვერ ეწინააღმდეგებოდნენ დიდ ფირმებს, რომლებიც იყენებდნენ თავიანთ კომპიუტერულ უპირატესობას კონკურენციის გასაწევად. დღესდღეობით პროგრამული და აპარატურული უზრუნველყოფის ფასმა დაიწია. მაღალი დონის პაკეტებიც კი მუშაობს ნაკლებად ძვირ ოპერატიულ მეხსიერებებზე და უზრუნველყოფს მრავალჯერადი ოპერატიული მეხსიერების მხარდაჭერასაც კი. ღირებულება ასოცირებული CAD-ის სისრულეში მოყვანისათვის ეხლა უფრო ძვირად ფასდება, ვიდრე ამ მაღალი დონის ხელსაწყოების შესწავლაში ჩატარებული ტრეინინგების ღირებულება. CAD-ის გამყიდველებმა ეფექტურად შეამცირეს სწავლების საფასური.
ეს მეთოდები შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად:
- მომხმარებლის გაუმჯობესებული და გამარტივებული ინტერფეისი. მოიცავს tailorable user interfaces ხელმისაწვდომობას. ამ ინტერფეისის მეშვეობით მომხმარებელს წარედგინება ბრძანებები ხელსაყრელ ფორმაში, მათი კომპეტენტურობისა და ფუნქციის მიხედვით.
- გამოყენებითი პროგრამული უზრუნველყოფის ზრდა. ამის ერთ–ერთი მაგალითი არის გაუმჯობესებული design-in-context, რომელსაც შეუძლია მოდელირება/ედიტირება გაუკეთოს ნახაზის კომპონენტს CAD–თან კონტექსტში.
- მომხმარებელზე ორიენტირებული მოდელის არჩევანი. მომხმარებელს აძლევს შესაძლებლობას გათავისუფლდეს რთული მოდელის design intent history-ის გაგების საჭიროებისაგან.