Две руки лучше, чем одна!
Быстрая, точная и интуитивно простая работа в 3D-приложениях с 3D-манипуляторами
Точное управление с использованием шести степеней свободы
Преимущества работы обеими руками
Повышение качества проектирования и дизайна
Обнаружение просчетов в проектировании и дизайне
3D-манипуляторы: от космических объектов до стандарта отрасли
Быстрая, точная и интуитивно простая работа в 3D-приложениях с 3D-манипуляторами
По мере распространения трехмерных приложений инженеры и дизайнеры получали
инструменты для творческой работы с объемными объектами, позволяющие использовать
шесть степеней свободы в процессе проектирования и дизайна. В результате этого
появились и новые требования к манипуляторам — помимо удобства навигации и управления
положением объекта, потребовались удобные способы ввода различных команд. Многие
пользователи убедились, что оптимальное управление при работе в трехмерных приложениях
не ограничивается использованием манипулятора как такового, а влияет на способ
выполнения действий. Большинство предлагаемых решений основано на использовании
одной руки для действий с манипулятором и для перехода к другому устройству
(например, к клавиатуре) в случаях, когда необходимо ввести команду.
Комбинация из двух новых устройств, SpaceBall и SpaceMouse, позволяет пользователю достичь лучшей управляемости и производительности. Эти 3D-манипуляторы делают работу с объемными объектами столь же простой, как при воздействии на такие объекты в реальной жизни, моделируя на экране приближения, удаления, повороты объекта в зависимости от нажатия пользователя на колпачок и шарик манипулятора.
![]() |
![]() |
Точное управление с использованием шести степеней свободы
Трехмерный манипулятор позволяет пользователям, работающим в 3D-приложениях, управлять трехмерными объектами с высочайшей точностью, используя до шести степеней свободы. Пользователь помещает пальцы на чувствительный колпачок манипулятора, который воспринимает приложенное давление и интерпретирует его для выработки команд, соответствующих характеру нажатия (приблизить, удалить, повернуть). Движение вверх-вниз приводит к перемещению объекта вверх и вниз на экране; поворот колпачка вращает объект в том же направлении; перемещение колпачка вперед-назад удаляет или приближает объект. Таким образом, позиционирование объекта на экране происходит путем вращения колпачка или шарика манипулятора по соответствующим координатным осям.
![]() |
![]() |
Преимущества работы обеими руками
Работа обеими руками естественна для человека, ибо почти все, что мы делаем, выполняется с участием обеих рук. Например, если нужно что-то нарисовать или вырезать, мы одной рукой держим лист бумаги или объект, а другой — инструмент, которым работаем.
Работая двумя руками в трехмерном приложении, пользователь кладет одну руку на 3D-манипулятор, а другую — на обычную двумерную мышь. Это позволяет точно позиционировать объект на экране с помощью манипулятора и использовать мышь для ввода команд. При этом работа происходит плавно и непрерывно, а переход с управления положением объекта на ввод команд не вызывает пауз, так как не требуется отрывать руки от устройств.
![]() |
![]() |
Повышение качества проектирования и дизайна
Необходимость прерывать рабочий процесс для ввода команд при работе с трехмерными
объектами мешает пользователю выполнять действия в логической последовательности,
обусловленной содержательными идеями, отвлекает его от творчества. Возможность
манипулировать объектом столь же естественно, как и в реальной жизни, и одновременно
вводить команды позволяет пользователям работать более производительно. Все
перемещения, даже сложные, выполняются интуитивно просто и с высочайшей точностью.
В результате пользователи смогут лучше воплощать свои идеи, что приводит к повышению
качества проектирования и дизайна.
![]() |
![]() |
Обнаружение просчетов в проектировании и дизайне
При работе обеими руками перемещения объекта мгновенно и естественно повторяют движения рук. Такой уровень интерактивности и наглядности позволяет выявлять ошибки и просчеты фактически в тот же момент, когда они совершаются. Это позволяет сразу же обнаруживать и устранять недостатки в контексте выполняемой в данный момент работы посредством соответствующих манипуляций и команд. Кроме того, сам процесс проектирования упрощается, поскольку уменьшается количество исправлений и переделок на более поздних стадиях.
![]() |
![]() |
Сокращение времени и расходов
При работе одной рукой пользователь периодически отвлекается от работы, что
обусловлено необходимостью перехода от управления объектом к вводу команд и
обратно. Это не только мешает творческой работе, но и удлиняет сроки выполнения
проектов.
Если любое действие выполняется просто и естественно, если манипулирование объектом и ввод команд осуществляются с интуитивной легкостью, а ошибки могут быть обнаружены и устранены сразу же после их совершения, то добиться надлежащего качества проектирования и дизайна можно гораздо быстрее. От пользователей 3D-манипуляторов, работающих обеими руками, поступают сообщения о значительном сокращении времени проектирования, достигающем иногда 50%. Разумеется, ускорение проектирования приводит и к сокращению расходов.
Итак, пользователи 3D-приложений могут рассчитывать на существенные преимущества от перехода на новые манипуляторы по сравнению с прежними, когда требовалось одной рукой и манипулировать объектами, и вводить команды. Работа обеими руками дает значительные выгоды во всех аспектах проектирования и дизайна — от повышения степени творчества в работе до сокращения сроков и уменьшения затрат.
![]() |
![]() |
3D-манипуляторы: от космических объектов до стандарта отрасли
Предшественником SpaceMouse был управляющий шарик, разработанный в германском Центре аэрокосмических разработок (DLR). В Институте роботехники и механики DLR еще в конце 70-х годов XX века велись работы по созданию манипуляторов с шестью степенями свободы для управления захватными приспособлениями роботов. Управляющий шарик DLR был ключевым элементом первого космического робота — ROTEX, запущенного в апреле 1993 года на космическом челноке Columbia. Графическое моделирование и манипулирование трехмерными объектами и виртуальными мирами нужно не только для космических технологий, но и повсюду, где проектируются и изготавливаются трехмерные объекты.
3D-манипуляторы стали самыми популярными устройствами ввода в 3D-проектировании и дизайне: ими пользуются более 200 тыс. специалистов во всем мире. Эти устройства стали стандартами де-факто отрасли, будучи интегрированными в такие распространенные приложения, как Unigraphics, CATIA, Pro/ENGINEER, SolidWorks, Solid Еdge и др.
«САПР и графика» 12'2002