कॅड कॅम

आता आपल्याला या आकाराशी मनसोक्त खेळताही येतं. उदाहरणार्थ समजा आपल्याला एक त्रिकोण स्क्रीनवरच्या एका ठिकाणाहून उजवीकडे काही अंतर सरकवायचाय. आपण तशी कमांड दिल्यानंतर ग्राफिक्सचा प्रोग्रॅम मग आत ते काही अंतर म्हणजे किती पिक्सेल्स हे गणितानं काढतो. त्या नव्या त्रिकोणाच्या पिक्सेल्ससाठीचे फ्रेम बफरमधले बिटस् ० आणि १ने भरतो आणि जुने पुसून टाकतो. मग डिस्प्ले इलेक्ट्रॉनिक्स आपलं काम करतं. आपल्याला तो जुना त्रिकोण नव्या जागी हलल्यासारखा वाटतो.

आपल्याला माहीत आहे की कम्प्युटरचा स्क्रीन हा एखादी अतिसूक्ष्म जाळी वर ठेवल्याप्रमाणे अनेक उभ्या आणि आडव्या काल्पनिक कप्प्यांमध्ये (पिक्सेल) विभागलेला असतो. आता जर यातल्या प्रत्येक कप्प्यात फक्त काळा किंवा पांढरा असेच ठिपके काढता येत असतील, तर या स्क्रीनसाठी कप्प्यांइतकेच बिटस् असणारी फ्रेम बफरची मेमरी आपल्याला लागेल. आता आपल्याला स्क्रीनवर एक रेषा काढायची असेल तर फ्रेम बफरमधून ती रेषा ज्या कप्प्यांतून जाते त्यासाठीचे फ्रेम बफरमधले बिट १ आणि उरलेले ० असे करावे लागतात. आता हे कोण करतं? आपण तर काही कम्प्युटरची मेमरी उघडून स्क्रू-ड्रायव्हर वगैरे घेऊन ते दरवेळी करू शकत नाही. पण मग यासाठी कम्प्युटर ग्राफिक्सचं सॉफ्टवेअर असतं. उदाहरणार्थ आपण पेंटब्रशनं स्क्रीनवर एक रेषा काढतो तेेव्हा आपल्या माऊसच्या हालचालींवरून तो स्क्रीनवरचे कुठले पिक्सेल्स त्या रेषत्ेा येतात म्हणजे फ्रेम बफर मधले कुठले बिटस् बदलले पाहिजेत हे आपोआप शोधून काढतो आणि त्याप्रमाणे त्यातले ते बिटस् ० आणि १ मध्ये बदलतो. अर्थातच आपल्याला चित्र यानंतर डिस्प्ले इलेक्ट्रॉनिक्समुळे दिसतं. म्हणजे ते इलेक्ट्रॉनिक्स सतत स्क्रीनच्या वरच्या रांगेत सगळ्यात डाव्या कप्प्यापासून उजव्या कप्प्यापर्यंत, मग खालची ओळ, मग खालची असं करत पूर्ण स्क्रीन झाल्यावर पुन: पहिल्यापासून असा स्क्रीन दर सेकंदाला ३० पेक्षा जास्त वेगानं स्कॅन करतच असतं. आणि फ्रेम बफरकडे बघून ते जिथे जिथे फ्रेम बफरमध्ये १ हा बिट असतो फक्त त्याच पिक्सेल्सवर इलेक्ट्रॉन सोडतं. मग फक्त त्या ठिकाणचे बिंदू फॉस्फरसच्या गुणधर्मामुळे चमकतात आणि मग अॅनिमेशनच्या तत्त्वामुळे ती रेषा आपल्याला सतत दिसते. आता याप्रमाणे त्रिकोण, चौकोन असे अनेक आकार आपण काढू शकतो.

आता यात आपण गणितं वापरून वेगवेगळे आकार प्रत्यक्ष स्क्रीनवर पेंटब्रशनं न काढताही ग्राफिक्सचे प्रोग्रॅम्स वापरून रेखाटू शकतो. उदाहरणार्थ समजा दोन बिंदू दिले तर ते जोडणारी सरळ रेषाही काढता येते. आता यासाठी मात्र गणित वापरून ग्राफिक्सचे प्रोग्रॅम लिहिलेले असतात. उदाहरणार्थ ती रेषा कुठल्या कुठल्या पिक्सेल्समधून जाईल हे गणितानं ठरवायचं, मग फ्रेम बफरमधले ते-ते बिटस् बदलायचे आणि नंतर ते काम डिस्प्ले इलेक्ट्रॉनिक्सवर सोपवायचं. तसंच तीन बिंदू दिले, तर त्यांना जोडणारा त्रिकोण किंवा चार दिले तर चौकोन, एक बिंदू आणि त्रिज्या दिली तर वर्तुळ आणि असे अनेक आकार काढता येतात. जेव्हा पेंटब्रश वगैरेने आपण चित्र काढतो तेव्हा याच तत्वांचा वापर होतो.

आता आपल्याला या आकाराशी मनसोक्त खेळताही येतं. उदाहरणार्थ समजा आपल्याला एक त्रिकोण स्क्रीनवरच्या एका ठिकाणाहून उजवीकडे काही अंतर सरकवायचाय. आपण तशी कमांड दिल्यानंतर ग्राफिक्सचा प्रोग्रॅम मग आत ते काही अंतर म्हणजे किती पिक्सेल्स हे गणितानं काढतो. त्या नव्या त्रिकोणाच्या पिक्सेल्ससाठीचे फ्रेम बफरमधले बिटस् ० आणि १ने भरतो आणि जुने पुसून टाकतो. मग डिस्प्ले इलेक्ट्रॉनिक्स आपलं काम करतं. आपल्याला तो जुना त्रिकोण नव्या जागी हलल्यासारखा वाटतो. आपण स्क्रीनवरचे आयकॉन्स (उदा. नीरोचं चिन्ह) पडद्यावरून एका ठिकाणाहून माऊसनं ड्रॅग करतो तेव्हा हेच होतं. त्या माऊसच्या हालचालीवरून कुठली पिक्सेल्स आणि त्यानुसार फ्रेम बफरमधले कुठले बिटस् हे गणितानं काढता येतं. आता जशा या आकृत्या आपल्याला स्क्रीनवर इकडून तिकडे हलवता येतात तशाच त्या मग फिरवताही येतात. समजा, एक रेषा किंवा त्रिकोण ९० अंशातून फिरवला तर पुन्हा गणितानं ती आकृती नवीन कुठल्या पिक्सेल्समधून जाईल ते काढायचं. त्यानुसार फ्रेम बफरमधले सगळे बिटस् लिहून जुने पुसायचे, वगैरे. आणि तसंच मग झूमचं. समजा एखादी आकृती झूम करायची झाली तर पुन्हा फ्रेम बफरमधले कुठले बिटस् बदलायचं ते गणितानं ठरवायचं.

आता आपण अनेक आकृत्या काढून त्यांच्याशी खेळू शकलो की मग त्यातून आपण इंजिनीयरिंग पार्ट्सचं किंवा कशाचंही डिझाइन करू शकतो. पूवीर् 'टी'स्क्वेअर घेऊन इंजिनीयरिंग ड्रॉइंग्ज काढली जायची. ते खूपच किचकट काम असायचं. प्रत्यक्ष कंपनीत तर त्याच्या अनेक प्रती काढाव्या लागायच्या. एक डिझाइनमध्ये, एक प्रॉडक्शनमध्ये, एक क्वालिटी कंट्रोलमध्ये वगैरे अनेेक. त्यातून अनेक पार्ट्सचं डिझाइन, सतत बदलत असल्यानं, या सगळ्या डिझाइन्सचं मॅनेजमेंट करणं फारच कठीण जाई. पण यानंतर 'कम्प्युटर एडेड सॉफ्टवेअर (कॅड)' आलं आणि सगळा प्रश्न एकदम सुटला. आता कॅड सॉफ्टवेअरचे प्रोग्रॅम्स वापरून वेगवेगळ्या आकाराची डिझाइन काढणं, हलवणं, फिरवणं, झूम करणं, बदलणं हे सगळं शक्य झालं आणि मुख्य म्हणजे आता ते एकाच ठिकाणी एकदमच बदललं की कंपनीभर ते डिझाइन बदलूनही प्रॉडक्शन खातं मात्र जुन्याच डिझाइनवरून पार्ट्स तयार करतंय अशा चुका कमी व्हायला लागल्या.

आता त्यात फायनाइट एलिमेंंट मेथड (एफईएम) वापरून तो किती मजबूत आहे किंवा दणकट आहे हे सिम्युलेशन वापरून काढता येतं. यासाठी त्या पार्टवरची पिक्सेल किती दाब सहन करू शकतात आणि ती एकमेकांना कशी जोडली जाऊ शकतात याचं सिम्युलेशन करून मोटारगाडी, विमानं, अंतराळयानं आणि अशा असंख्य गोष्टींमधल्या पार्टस्साठी हे तंत्र वापरण्यात येतं. हेही कॅडच्या पॅकेजेसमध्ये असतं. आता याच्याही पलिकडली पाळी म्हणजे 'कम्प्युटर एडेड मॅन्युफॅक्चरिंग (कॅम)' आणि 'कम्प्युटर एडेड इंजिनीयरिंग (सीएई)'. ही तंत्रज्ञानं वापरून आता तर चक्क वस्तूंची उत्पादनं रोबोजच्या मदतीनं करता येऊ शकतात.