AutoCAD_Вариант_4 (полигональные модели)

Посмотреть архив целиком

Виды трехмерных моделей и способы их создания.

Целью данной работы является изучение видов трехмерной моделей (3D-модели) и способов их формирования.

Автокад позволяет, как и большинство графических программных систем, создавать не только плоские объекты, но и пространственные модели. Следует отметить, что создать можно ограниченный класс деталей. В среде Автокада можно создавать пространственные 3D объекты следующих типов:

Каркасные (например, куб представляет собой множество отрезков-ребер);

  • в виде поверхностей (сетей) (куб представляет собой сеть, натянутую на грани );

  • в виде пространственных твердотельных объектов (3D-тела) ( куб представляет собой часть пространства, ограниченного шестью гранями).

Для каждого типа существует своя техника создания и редактирования объектов.

1. Введение

    1. Свойства объектов

Задание1. Создайте три слоя. В каждом слое установите разные цвета. В текущем слое номер один постройте шестиугольник с центром в начале координат и радиусом описанной окружности 50 (команда Многоугольник, меню Черчение). Включите сетку (закладка внизу графического экрана, где закладка привязки). Поставьте изометрическое изображение детали (Вид/3D виды/СВ изометрия).

Для выделения созданного объекта подведите курсор к выбранному объекту и щелкните левой клавишей мыши. Для вызова контекстного меню нажмите правую клавишу мыши, из появившегося контекстного меню выберите последнюю команду – свойства. На экране появится окно свойств, передвиньте его так, чтобы шестиугольник не закрывался окном.

Рассмотрим содержание окна свойств. Верхняя строка окна содержит название выбранного объекта. Если бы было выбрано несколько примитивов, строка позволила бы просматривать свойства каждого примитива поочередно или общие свойства всех примитивов. Существует восемь общих свойств, которые имеются у всех объектов: цвет, слой, тип линии, масштаб типа линии, высота и т.д. Остальные свойства объектов определяются их типами. Геометрические свойства описывают геометрию объекта и его расположение на чертеже: вершина X, вершина Y, глобальная ширина, площадь, длина и т.д. Все свойства можно менять непосредственно из окна свойств.

Рассмотрим подробнее свойство цвет и свойство принадлежности слою. В строке Цвет указывается не цвет, а содержится указание «по слою», т.е. цвет объекта такой же, как цвет слоя, содержащего этот объект. Переместите объект во второй, а затем в третий слой (изменить содержание строки «слой»), цвет объекта должен изменяться. Это очень удобный способ задания цвета. Однако в некоторых случаях удобнее привязать цвет непосредственно к объекту. Щелкните мышкой по строке «Цвет» и установите красный цвет. Если теперь перемещать объект из одного слоя в другой, его цвет не изменится.

В строке «высота» задайте высоту 60. Плоская фигура преобразуется в объемную поверхность. Попробуйте поменять различные геометрические свойства: глобальную ширину, уровень, длину.

Задание 2. Постройте следующие объекты: отрезок, дуга, окружность, прямая. Используя окно свойств, попробуйте поменять расположение этих объектов, их размеры, высоту, толщину, уровень, цвет.

    1. Визуализация трехмерных объектов

1.2.1 Раскрашивание (тонирование)

Автокад позволяет представлять трехмерные объекты в различных режимах. Вызовите из падающего меню команду Вид/Визуальные стили. Эта команда имеет различные опции (просмотрите, как изменяется модель):

  • 2D каркас: объекты представляются в виде отрезков и кривых;

  • 3D каркас: каркасное представление;

  • 3D скрытый: объекты представляются в каркасном виде, линии, относящиеся к задним граням, не отображаются;

  • реалистичный: грани многоугольников закрашиваются заданным цветом, сквозь них просвечивает каркас;

  • концептуальный: грани закрашиваются заданным цветом, переходы граней сглаживаются с помощью цветовых оттенков, плавность раскраски в этом случае более высокая;

Задание: объекты, выполненные в предыдущем задании, просмотрите, используя различные стили визуализации.

      1. Задание различных видов созданной модели

Из падающего меню вызовите команду Вид/3D виды. Используя различные опции, можно просмотреть шесть стандартных видов, четыре вида изометрии. Просмотрите различные виды созданных объектов. Кроме стандартных, можно задать произвольный вид (опции «задание точки зрения» и «точка зрения»).


      1. Вращение детали

Для просмотра детали удобно использовать возможность динамического поворота. Из падающего меню вызовите команду Вид/свободная орбита. На экране появится окружность. При движении графического курсора по окружности деталь будет вращаться в пространстве. Движение курсора от верхней квадратной точки окружности к нижней задаст вращение вокруг оси «X», а движение от правой квадрантной точки к левой – вокруг оси «Y».


Команды визуализации, также как и все команды автокада, можно вызывать и из панели инструментов (визуальные стили) или набирать непосредственно в командной строке.


2. каркасные (проволочные) модели

Конструктивными элементами такой модели являются ребра (линии). Алгоритм удаления (или скрытия) невидимых линий в отношении каркасных моделей не действует, все ребра изображаются видимыми. Пример каркасной модели представлен на рисунке 1.

Рис.1


  1. Поверхности (сети)

Этот тип модели также определяется совокупностью ребер, но с тем отличием от каркасной модели, что его ребра являются результатом пересечения поверхностей, ограничивающих заданный объект. Поверхности объекта могут быть и не плоскими. Поверхностная (полигональная) модель представляет собой полую оболочку объекта.

Средства моделирования поверхностей позволяют создавать ячеистые поверхности с помощью многоугольной сети. Так как грани сети являются плоскими, представление криволинейных поверхностей производится путем их аппроксимации.

В отличие от каркасной модели полигональную модель можно раскрашивать, к ней применим алгоритм удаления невидимых линий и поверхностей. В зависимости от видов поверхностей существуют различные способы их задания.

Задание. Постройте окружность радиуса 50 с центром в начале координат.

Зададим высоту этому объекту –100 единиц. Как указывалось ранее, высоту уже имеющегося объекта можно изменить в окне свойств (рис.2). Включите режим Вид/визуальные стили/реалистичный. Боковая поверхность получившегося цилиндра обладает свойством поверхности: может быть непрозрачной и закрывать объекты, находящиеся за ней. Верхнее и нижнее основание не являются поверхностями.

Рис.2

Рассмотрим другие способы построения поверхностей. Команды, задающие поверхности, сосредоточены в меню черчение/Моделирование/сети. Рассмотрим эти команды.

3М поверхности

При вызове этой команды появляется окно с библиотекой наиболее часто встречаемых поверхностей (шар, конус, цилиндр и т. д.).

Задание: Постройте эти поверхности.


3D сеть

Команда позволяет строить трехмерные сетевые объекты любой формы. Поверхность задается в виде узлов, на которые натягивается сеть.

Задание: постройте произвольную трехмерную сеть.


сеть вращения

Команда создает многоугольную сеть, аппроксимирующую поверхность вращения путем вращения образующей вокруг оси вращения. В качестве образующей могут использоваться следующие объекты: отрезок, дуга, круг, эллипс, полилиния, сплайн, замкнутые полилинии и т. д.. Ось вращения задается отрезком. Если при построении плотность каркаса надо изменить, следует изменить значение переменных surftab1 и surftab2. Наберите в командной строке, например, surftab1 и на запрос «Новое значение SURFTAB1» укажите нужное значение переменной.

Задание: постройте следующие поверхности вращения: открытый и закрытый тор, конус с углом раствора 270 градусов, эллипсоид (сжатый и вытянутый), поверхность типа вазы.


сеть сдвига

Поверхность сдвига определяется образующей (отрезок, дуга, круг, эллипс, 2D и 3D полилиния, сплайн), которая смещается вдоль направляющего вектора – в указанном направлении и на указанное расстояние. Направляющий вектор удобно задавать отрезком.

Задание: Задайте образующую пространственной кривой. Постройте трехмерную поверхность сдвига.


сеть соединения

Поверхность натягивается на две кромки. В качестве кромок можно использовать различные объекты: отрезок, точка, дуга, круг, эллипс, 2D и 3D полилинии, сплайн.

Задание: Создайте две пространственные линии, например, командой отрезок. Вызовите команду сеть соединения. При создании поверхности в командной строке появляется запрос «выберите определяющую кривую». При указании на кривую подведите графический курсор к тому концу кривой, от которого начнется построение сети. Попробуйте еще раз нарисовать поверхность, но при указании на вторую кривую укажите точку ближе к другому концу. Сравните полученные поверхности. При указании на объект также указывается конец, с которого начнется построение поверхности.


Задание. Постройте прямоугольник и окружность (рис.3а). Для задания поверхности проведите две кривые (рис. 3b) и натяните поверхность на левую сторону. Далее аналогично натяните поверхность соединения на правую часть. Придайте высоту 20 единиц прямоугольнику и окружности. Скопируйте поверхности одного основания на другое (рис.3c).




















Сеть по кромкам

Сеть натягивается на четыре кромки. Конец одной кромки должен являться началом другой. В качестве кромок могут использоваться объекты: отрезок, дуга, полилинии, сплайн.






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.