Лабораторная работа «Разрезы» Создание 3D-модели Операции рисования Градиентная заливка Тоновая коррекция Векторные трансформации и фильтры Работа со слоями

Практикум по компьютерной графике

Другие области компьютерной графики, несомненно, представляют большой интерес, однако они требуют определенной профессиональной специализации. К примеру, система автоматизации проектирования AutoCAD используется профессиональными архитекторами для проектирования зданий и планировки городов

Лабораторная работа № 5

Создание 3D-модели

Цель: изучение основных команд построения трехмерных моделей.

Содержание: создание трехмерной модели, состоящей из простых графических примитивов.

5.1 Общие сведения

Общим принципом твердотельного моделирования является выполнение над телами булевых операций: объединения, вычитания и пересечения.

Принцип формообразования объемных геометрических элементов определяется перемещением в пространстве плоской фигуры, называемой эскизом. В зависимости от вида перемещения – прямолинейное, вращательное или криволинейное – образуются соответствующие тела. Так, прямолинейное перемещение порождает призмы, пирамиды, цилиндры или конусы. Вращением плоской фигуры создаются тела вращения. Криволинейное перемещение позволяет создавать тела, ограниченные сложными криволинейными поверхностями. Создавая различные формы эскизов, а также комбинируя различные перемещения, можно создавать тела практически произвольной формы.

После построения 3D-модели детали можно получить ее чертеж. Для этого нужно указать необходимые виды, провести линии разрезов и сечений. Чертеж создается в автоматизированном режиме.

5.2 Основные элементы интерфейса 3D-моделирования

Основные элементы интерфейса 3D-моделирования во многом аналогичны элементам интерфейса при 2D-моделировании. Имеются и отличия. Так, состав компактной панели существенно отличается. Добавлена новая панель – Дерево построения (рис. 5.1). В ней отражается весь процесс построения модели. В состав Инструментальных панелей и Главного меню введены команды, необходимые для трехмерного моделирования.

Процесс формообразования трехмерной модели начинается с ее первого фрагмента – основания. Основание может быть создано одним из четырех способов: выдавливанием, вращением, кинематически и по сечениям.

Создание основания начинается с эскиза, который располагается в одной из координатных плоскостей: Фронтальной, Горизонтальной или Профильной. Других плоскостей пока нет. Выбор плоскости зависит от ориентации детали в пространстве. В дальнейшем, при формировании других элементов модели, эскиз может выполняться также на гранях модели или вспомогательных плоскостях.

В процессе формировании модели возникает необходимость в изменении ее ориентации в пространстве. Для вызова нужной команды выберите ее название из меню Вид или нажмите кнопку  Ориентация на инструментальной панели Вид. В первом случае возможность изменения текущей ориентации на стандартную или пользовательскую предоставляет диалоговое окно, показанное на рис. 5.2.

Другой способ задания нужной ориентации модели заключается в выборе команды из меню кнопки  Ориентация (рис. 5.3).

Подпись:

 


В системе КОМПАС имеется несколько типов отображения модели (рис. 5.4).

Нужная команда, управляющая режимом отображения, выбирается из меню Вид-Отображение или нажатием кнопки соответствующей команды на панели инструментов.

 


Ниже приведены основные команды пункта Операции Главного меню, использующиеся для построения трехмерных моделей.

5.3 Команды построения трехмерных моделей

Одним из вариантов выбора команд для создания трехмерных моделей является пункт Операции Выпадающего меню. Этот пункт имеет список из 21 команды, расположенных в 5 блоках (рис. 5.5).

В первом блоке находятся команды Эскиз и Эскиз из библиотеки. Первая команда предполагает выполнение эскиза вручную (средствами графического редактора), а вторая – выбор эскиза из библиотеки.

Во втором блоке находится восемь команд формообразования 3D-модели по его эскизу: Операция, Деталь-заготовка, Приклеить, Вырезать, Пространственные кривые, Поверхность, Ось и Плоскость.

 В третьем блоке находится команда Линия разъема, предназначенная для разбиения граней.

Четвертый блок содержит семь команд: Фаска, Скругление, Отверстие, Ребро жесткости, Уклон, Оболочка и Сечение. Эти команды предназначены для редактирования полученной ранее трехмерной модели. В последнем блоке приводятся команды, позволяющие копировать 3D-модели  различными способами: Массив элементов, Зеркальный массив и Зеркально отразить все.

В предлагаемом лабораторном практикуме рассматривается большинство из этих команд, необходимых для выполнения лабораторных работ.

5.3.1 Команда Эскиз

Команда Эскиз предназначена для создания плоского изображения, используемого в дальнейшем при создании трехмерного объекта различными способами. Она доступна, если выделен какой-либо эскиз или плоский объект. Для вызова команды Эскиз нужно нажать кнопку * на панели инструментов или выбрать ее название из меню Операции (рис. 5.5). Если кнопка Эскиз нажата, то это свидетельствует, что система находится в режиме редактирования эскиза. В нем доступны все команды построения графических объектов, команды измерения и ряд других. На рис. 5.6 в Дереве построений для выполнения эскиза выбрана координатная плоскость XY, кнопка * Эскиз нажата, а эскиз находится в режиме создания.

Порядок построения в эскизах ничем не отличается от порядка построения аналогичных объектов в графическом документе. После построения эскиза для возвращения в режим работы с 3D-моделью нужно отжать кнопку * Эскиз.

Плоскость под углом к другой плоскости Команда Под углом к другой плоскости позволяет создать одну или несколько вспомогательных плоскостей, проходящих через прямолинейный объект под заданным углом к существующему плоскому объекту. Объектом, через который будет проходить плоскость, может служить ребро, отрезок в эскизе или вспомогательная ось. Плоским объектом, к которому наклонена плоскость, может быть вспомогательная плоскость или плоская грань.

Касательная плоскость Эта команда позволяет создать одну или несколько вспомогательных плоскостей, касательных к цилиндрической или конической поверхности детали. Чтобы построить плоскость, касающуюся поверхности, требуется задать линию касания. Линия касания определяется пересечением поверхности и плоскости, проходящей через ось этой поверхности.

Команда Отверстие позволяет создать круглые ступенчатые отверстия различной конфигурации

Сечение плоскостью Эта команда позволяет удалить часть модели, находящейся по одну сторону пересекающей эту модель поверхности, вспомогательной или проекционной плоскости.

Цвет в компьютерной графике Описание цветовых оттенков на экране монитора и на принтере (цветовые модели). Цветовая модель RGB. Формирование собственных цветовых оттенков на экране монитора. Цветовая модель CMYK. Формирование собственных цветовых оттенков при печати изображений. Взаимосвязь цветовых моделей RGB и CMYK. Кодирование цвета в различных графических программах. Цветовая модель HSB (Тон - Насыщенность - Яркость).
Изучение основных команд построения трехмерных моделей