Примитивы для моделирования поверхностей

 

В AutoCAD можно создавать примитивы трехмерных поверхностей. Под примитивом в данном случае понимается простая трехмерная геометрическая форма: параллелепипед, конус, чаша, купол, пирамида, сфера, тор, клин и сетка. Все они представляют собой готовые формы, составленные из объектов типа 3Dface или многоугольных сеток.

 

Упражнение 2. Создание примитивов поверхностей. Примитивы поверхностей можно создать тремя способами: выбрать значок в окне 3D Objects, применить команды экранного меню Surfaces или указать в командной строке имя объекта с префиксом АI_ (например, AI_BOX – команда создания параллелепипеда). Мы расскажем об использовании команды 3D Surfaces, которая для выбора типа поверхности предоставляет специальное окно.

1. Создайте новый чертеж с метрическими установками и сохраните его в своей рабочей папке.

2. Откройте в меню View подменю 3D Views и установите вид SE Isometric.

3. Вызовите команду 3D Surfaces, находящуюся в подменю Surfaces меню Draw, после чего откроется окно 3D Objects (рис. 10.5), где примитивы отображаются в виде поверхностных моделей.

Выберите модель параллелепипеда и закройте окно нажатием кнопки ОК. AutoCAD запросит размеры примитива, а подсказки будут зависеть от типа примитива. Для параллелепипеда введите следующие параметры.

 

Command: a1_box

Specify corner point of box: 30.30

Specify length of box: 80

Specify width of box or [Cube]: 40

Specify height of box: 30

Specify rotation angle of box about the Z axis or [Reference]: (Выберите точку или введите значение)

Command:

5. Постройте с помощью окна 3D Objects пирамиду и конус.

Рассматриваемые трехмерные примитивы состоят из нескольких поверхностей и предназначены для упрощения процесса моделирования более сложных поверхностей. Обычно, при создании модели приходится редактировать примитивы и комбинировать их с другими поверхностями. В таких случаях методы правки можно использовать в сочетании с другими командами создания поверхностей (3Dmesh, 3Dface, Revsurf, Edgesurf, и т. д.).

Выбор метода правки зависит от типа поверхности. Например, к многоугольной сетке (тору, сфере, куполу, конусу) можно применить правку с помощью ручек и такие команды, как Pedit и Explode, а объекты типа 3Dface (параллелепипед, клин и пирамиду) править с помощью команды Pedit нельзя, но к ним можно применить команду Explode и правку с помощью ручек.

6. Вызовите команду Explode и разбейте параллелепипед и пирамиду на отдельные составляющие.

7. Затем удалите верхнюю грань параллелепипеда и одну из боковых граней пирамиды.

8. Выполните правку основания конуса с помощью ручек, переместив их таким образом, чтобы окружность превратилась в фигуру, имеющую форму звезды.

9. Активизируйте опцию Hidden команды Shademode.

В завершение рассмотрим еще две команды, которые применяются в моделировании поверхностей, – Thickness и Elevation. Первая из них находится в меню Format, а вторую можно вызвать только с помощью командной строки. Данные команды появились в AutoCAD версии 2.1 (1985 г.) как первые команды построения трехмерных объектов и до сих пор не утратили своей значимости в качестве средств создания простых поверхностей.

Большинству двухмерных объектов (отрезкам, окружностям, дугам, точкам, полилиииям, прямоугольникам, многоугольникам и т. д.) можно присвоить свойства Thickness и Elevation – толщину и возвышение. Но некоторые объекты, впервые реализованные в AutoCAD 13 (Spline, Ellipse, Xline, Ray и Mline), не могут иметь толщины, хотя для них можно задать возвышение. Как правило, значения толщины и возвышения присваиваются перед использованием двухмерных команд черчения, однако эти значения можно изменить и позже с помощью команды Change или Properties.

Thickness – это свойство, задающее размерность Z для двухмерного объекта, если оно отлично от нуля. При использовании обычных команд черчения (Line, Circle, Arc и т. д.) создается трехмерный объект, имеющий одинаковую толщину в направлении Z. Например, для создания цилиндра высотой 20 единиц можно сначала присвоить параметру Thickness значение 20, а затем начертить окружность посредством команды Circle.

Толщина всегда отсчитывается в направлении, перпендикулярном плоскости XY объекта. В ранних версиях AutoCAD это налагало существенные ограничения на использование команды Thickness. В частности, цилиндры могли иметь только вертикальную ориентацию (создать цилиндр, ориентированный горизонтально, было невозможно).

Поскольку теперь в AutoCAD можно создавать пользовательские системы координат, команду Thickness применяют при черчении произвольно ориентированных поверхностей.

Если присвоить параметру Thickness положительное значение, команды создания двухмерных объектов можно применять и для черчения трехмерных поверхностей, имеющих равномерную толщину в направлении Z, которое перпендикулярно текущей плоскости XY. На рис. 10.6 показаны объекты Line, Arcи Point, имеющие ненулевую толщину.

Если присвоить параметру Thickness ненулевое значение, то все создаваемые после этого объекты будут иметь указанную толщину. При этом объект Point будет представлять собой отрезок, перпендикулярный текущей плоскости XY. Чтобы вернуться в режим черчения двухмерных объектов, задайте для этого параметра значение 0.

Команда Elevation управляет сдвигом базовой плоскости создаваемых объектов в направлении Z. До тех пор пока значение Z явно не задано, двухмерные объекты (как имеющие, так и не имеющие толщину) строятся в плоскости XY, что соответствует нулевому значению Elevation. При изменении данной величины меняется и положение базовой плоскости, на которой располагаются новые объекты.

На рис. 10.7 показаны те же объекты, что и на предыдущем рисунке, но окружность теперь имеет возвышение 20 (находится на одном уровне с верхними ребрами других объектов). Для того чтобы увидеть, каково взаимное расположение объектов, имеющих различное значение Elevation, можно применить команду Shademode или Vpoint.

Если вам нужно создать конфигурацию в плоскости XY, параметрам Elevation и Thickness необходимо присвоить нулевые значения.

Thickness и Elevation – это свойства, которыми могут обладать двухмерные объекты, поэтому их можно изменять с обратной силой. Однако свойство Elevation созданного объекта можно изменить только с помощью опции Properties команды Change, а свойство Thickness – в окне Properties. Диалог команды Change выглядит следующим образом:

Command: change

Select objects: (Выберите обьекты)

Select objects: Enter

Specify change point or [Properties]: p

Enter property to change [Color/Elev/LAyer/LType/HScaie/LWeight/Thiclcness/Plotstyle]: e

Specify new elevation <0.0000>: (Введите значение)

Enter property to change [Color/Elev/LAyer/LType/ltScale/LWeight/Thickness/Plotstyle]: Enter

Command:

Моделирование поверхностей – это вид трехмерного моделирования, который лучше других методов подходит для описания сложных криволинейных форм (таких как штампованные детали кузовов автомобилей, фюзеляжи самолетов, корпуса кораблей). Поэтому поверхностные модели часто применяются во многих приложениях.

В AutoCAD для моделирования поверхностей используется следующий подход. Сначала создается каркасная модель, а затем на нее «натягиваются» поверхности, представляющие собой сетки или поверхности с прямолинейными ребрами. Кроме того, в программе имеются команды, позволяющие создавать поверхностные примитивы (параллелепипед, конус, пирамиду и т. д.). На эти примитивы можно воздействовать командами правки и создавать на их основе более сложные поверхностные модели.

 

Контрольные вопросы

1. Приведите категории поверхностей, которые поддерживает AutoCad и соответствующие им команды.

2. Сформулируйте общий принцип создания поверхностной модели.

3. Какими средствами создаётся плоская сеточная поверхность?

4. Что такое геометрически определённые сетки?

5. Перечислите способы создания примитивов поверхностей в AutoCad.

6. В чём смысл метода правки примитивов?

7. Какие возможности предоставляет использование команд Thicknes и Elevation.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Михайленко В. Е. и др. Геометрическое моделирование и машинная графика в САПР. – Киев: Выща школа, 1991.