AutoCad =
R14.0
[ Prednáška č.7 ]
Modelovanie 3D objektov
Základné 3D objekty:<= o:p>
3D objekty v AutoCade mô= 82;eme rozdeliť do troch skupín:
-&nb= sp; Drôtené modely (Wireframe): hranová reprezentácia 3D modelov; objekt pozostáva len z bodov, čiar a kriviek; vytvára= nie týchto modelov môže byť časove nároč= ;né, pretože každý objekt je samostatná entita a musí byť nezávisle nakreslený a umiestnený do 3D priestoru
-&nb= sp; Povrchové modely (Sur= face model): sú zložitejšie ako drôtené modely pretože okrem hrán definujú ak povrch 3D objektov, AutCadový povrchový modeler používa plô#= 3;kové povrchy reprezentované polygonálnym meshom; mesh len aproximu= je krivkové povrchy pretože je vytvorený z planárnych častí
-&nb= sp; Objemové modely (Solid model): najjednoduchšie a najrýchlejšie vytváranie = 3D modelov, možnosť použitia AutoCadom nadefinovaných základných 3D objektov (kocka, kužeľ, ...); vytváranie nových modelov pomocou booleovských operácii na týchto základných objektoch alebo vytvorenie nových objektov pomocou 2D objektov, ktoré sa vytiahnú pomocou operácii revolving(otočenie) a sweeping(zametanie)
Pretože každý z t&yac= ute;chto troch typov 3D objektov používa iné metódy na vytvorenie a editáciu nie je doporučené pracovať z rôznymi reprezentáciami súčasne.
Povrchová reprezentác=
ia -
základné 3D objekty:
Základné 3D povrchov&eac= ute; objekty môžeme vybrať pomocou menu DRAW/Surfaces/3D Surfaces alebo použitím nástrojovej lišty Surfaces alebo pom= ocou príkazu 3d. Nasleduje stručný prehľad týchto objektov:
BOX:
Povrchový model kvádra (= podstava || s UCS) určený:
-&nb= sp; dĺžkou hrany (Leng= th)
-&nb= sp; šírkou kvá= ;dra (Width), kocku možno vytvoriť alternatívnou voľbou Cu= be
-&nb= sp; výškou kvá= ;dra (Height)
-&nb= sp; rotáciu okolo osi Z
CONE:
Povrchový model kužeľa (podstava || s UCS) určený:
-&nb= sp; stredovým bodom kružnice v podstave (Base Center Point)
-&nb= sp; polomerom alebo priemerom kružnice v podstave (Radius, Diameter)
-&nb= sp; v prípade zrezaného kužeľa polomerom alebo priemerom vrchnej kružnice, inak 0
-&nb= sp; výškou kužeľa (Height)
-&nb= sp; počtom zobrazený= ch plošných segmentov (Number of segments)
DISH:
Povrchový model dolnej pologule určený:
-&nb= sp; stredom (Center of dish)
-&nb= sp; polomerom, priemerom<= /p>
-&nb= sp; počtom horizontá= lnych a vertikálnych segmentov
DOME:
Povrchový model hornej pologule=
.
MESH:
Mnohouholníková rovinn&a= acute; sieť definovaná maticou MxN vrcholov určená:=
-&nb= sp; hranicami siete (3 hrany)
-&nb= sp; počtom horizontá= lnych a vertikálnych segmentov
Na príkaz MESH je možne aplikovať príkaz PEDIT podobne ako na Polyline.
PYRAMID:
Povrchový model zovšeobecneného ihlanu určený:
-&nb= sp; 4 bodmi podstavy a vrch= olom ihlanu
-&nb= sp; alebo 3 bodmi a vrcholom ihlanu (Tetrahedron)
-&nb= sp; alebo 3 bodmi podstavy a&nbs= p;3 bodmi roviny rezu ihlanu (voľba Top)
SPHERE:
Guľová plocha určen&a= acute;:
-&nb= sp; stredom
-&nb= sp; polomerom/priemerom
-&nb= sp; počtom segmentov=
TORUS:
Povrchový model tórusu určený:
-&nb= sp; stredom
-&nb= sp; polomerom/priemerom vonkajšieho kruhu (Radius/Diameter of Torus)
-&nb= sp; polomerom/priemerom kolm&eac= ute;ho rezu tórusu (Radius/Diameter of Tube)
-&nb= sp; počtom segmentov=
WEDGE:
Povrchový model telesa pripomínajúceho klin (wedge). Vytvára sa podobne ako B= OX.
Povrchová reprezentác=
ia -
plochy v AutoCade:
3DFACE:
Plocha v 3D ohraničená= ; troma alebo štyrmi úsečkami. Vrcholy hraničných úsečiek sa zadávajú v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek. Po určení hranice 3D ploc= hy AutoCad opakuje výzvu na zadanie posledných dvoch bodov pre vytvorenie zložitejšie štruktúrovaných plôch. Ak nie je potrebné aby boli zobrazované hrany jednotlivých plôch je možne ich zobrazovanie vypnú= ť stlačením klávesy I pred zadaním hrany, ktorú chceme skryť. Pre zobrazenie skrytých hrán<= span style=3D'mso-spacerun:yes'> je potrebné prestaviť systémovú premennú SPLFRAME =3D 1. Pre skrytie hr&aacu= te;n sa SPLFRAME =3D 0. Pri tieňovaní alebo renderovaní je 3D plocha vyplneným povrchom a preto je ju možné použiť na vyplnenie stien drôtených modelov.<= /p>
3DMESH:
Mnohouholníková sieť definovaná maticou MxN vrcholov. Po zadaní rozmerov matice bo= dov sa určia súradnice jednotlivých vrcholov siete. 3D sie&#= 357; možno modifikovať pomocou príkazu PEDIT.
RULESURF:
Priamková plocha (Ruled Surface= ) je vytváraná medzi dvoma krivkami. Obe krivky musia byť buď otvorené alebo uzavreté, len jedna z nich môže byť bod. Pri otvorených krivkách sa ploc= ha začína kresliť z toho koncového bodu, ktor&yac= ute; je bližšie k bodu výberu. Počet priamok mož= no ovplyvniť pomocou premennej SURFTAB1.
TABSURF:
Plocha definovaná trajekt&oacut= e;riou a vektorom posunutia (Tabulated Surface). Plocha je vytvorená t= ak, že každý bod trajektórie je posunutý v smere vektora posunutia. V prípade otvorenej krivky definujúcej trajektóriu je plocha vykresľovaná od toho koncového bodu trajektórie, ktorý je bližšie k bodu výberu.
REVSURF:
Rotačná plocha (Surface of Revolution) vznikne otáčaním trajektórie alebo profilu okolo vybranej osi. Plocha je teda určená trajektóriu, osou otáčania, počiatočným a koncovým uhlom otočenia. Smer rotácie sa určí pomocou pravidla pravej ruky: palec ukazuje smer osi rotácie a zahnuté prsty určujú smer otáčania. Hustota siete sa definuje pomocou systémových premenných SURFTAB1 a SURFTAB2.
EDGESURF:
Plocha definovaná okrajov&yacut= e;mi hranami tzv. Coonsová plocha. Plocha je vytvorená pomocou bikubickej interpolácie medzi štyrmi susednými hranami, ktoré môžu byť ľubovoľné priestorové krivky. Hraničné krivky sa musia vo svojich koncových vrcholoch dotýkať tak, aby vytvorili topologic= ky obdĺžnikový a uzavretý obrazec. V prípade ak sa nedotýkajú niektoré hrany, AutoCad to oznámi. Hustota siete sa definuje pomocou systémových premenných SURFTAB1 a SURFTAB2.
Objemové reprezentáci=
a
AutoCad uľahčuje vytvá= ;ranie objemových objektov. Umožňuje definovať fyziká= lne a materiálové vlastnosti vytváraných objektov a editovať tvar už vytvorených objektov.
Nové objekty sa vytváraj= ú zo základných objemových prvkov: kváder, kocka, valec, anuloid, guľa, ihlan a kužeľ. 3D objekt mož= no vytvoriť aj z 2D objektov vysunutím a otočením. Pomocou booleovských operáci&iac= ute; sa získavajú nové objekty z objektov už vytvorených. Výhoda objemových modelov je v tom, že je možné ľahko spočítať ťažisko, hmotnosť, povrch, moment zotrvačnosti. Ďa= lej možno kopírovať z 3D modelu plošné tvary alebo rezy skúmaného modelu. Teda základné výhody sú:
-&nb= sp; rýchle vytvorenie a zmena modelu
-&nb= sp; fyzikálna alebo geometrická analýza modelu
AutoCad používa pre defino= vanie a tvorbu objemových modelov metódu Constructive Solid Geometry (CSG) a metódu nazývanú Boundary Represetation (B-rep).
CSG strom je vytvorený booleovskými operáciami, čím je zárove = 8; definovaný spôsob a postup tvorby zloženého objektu.
B-rep. je založená na 3D C= AD technikách definovania hrán objektov.
Základné 3D objekty môžeme vybrať z nástrojovej lišty Solids a= lebo pomocou menu DRAW/Solids.
Postup tvorby základných objektov BOX, SPHERE, CYLINDER, CONE, WEDGE a TORUS sa podobá vytváraniu povrchových objektov.
Vytvorenie objektu vysunutím (E= xtrude) do priestoru prebieha v dvoch krokoch:
-&nb= sp; určenie uzavretej 2D kr= ivky, ktorá bude vysunutá do priestoru
-&nb= sp; zadanie dĺžky vysu= nutia (podobne ako thickness) alebo určením cesty vysunutia, ktorou je lomená čiara alebo krivka
Vytvorenie objektu pomocou otočen= ia (revolve) 2D uzavretej krivky v priestore prebieha v nasledujúcich krokoch:
-&nb= sp; vytvorenie uzavretej 2D kriv= ky v rovine UCS
-&nb= sp; určenie osi otočen= ia a veľkosti uhla otočenia
V prípade ak máme vytvorený 3D objekt môžeme nové objekty vytvori= 57; rezom tohto objektu rovinou. Príkaz SLICE umožňuje “rozrezať“ 3D objekt na dva nové 3D objekty. Postup= :
-&nb= sp; výber objektu pre rez=
-&nb= sp; určenie roviny rezu
-&nb= sp; určenie bodu, ktor&yacu= te;m prechádza rovina rezu
-&nb= sp; vyber časti objektu, ktorú chceme ponechať (jednu alebo obe)
Ak potrebujeme vedieť ako vyzer&a= acute; rovinný rez 3D objektom môžeme použiť prí= ;kaz SECTION. Postup je podobný ako pri SLICE, len výsledkom bude = rovinný rez objektu.
Nový objekt je možné vytvoriť aj ako prienik 3D objektov pomocou príkazu INTERFERENC= E.