1.3 Каркасное и поверхностное моделирование
Каркасная модель представляет собой скелетное описание трехмерного объекта. Она не имеет граней и состоит только из точек, отрезков и кривых, описывающих ребра объекта. AutoCAD дает возможность создавать каркасные модели путем размещения плоских объектов в любом месте трехмерного пространства. Имеется несколько способов такого размещения:
ввод значений трехмерных точек в ходе построения объекта;
указание плоскости построений для рисования двумерного объекта путем установки пользовательской системы координат;
перемещение и определение пространственной ориентации созданного ранее плоского объекта.
Кроме того, AutoCAD позволяет непосредственно строить некоторые виды трехмерных объектов типа каркасных моделей, например трехмерные полилинии и сплайны.
В AutoCAD команды для построения поверхностей находятся в меню Рисование/Моделирование/Сети (рисунок 5)
Рисунок 5 Команды построения поверхностей
С помощью этого меню можно построить следующие типы поверхностей:
2D фигура – плоская поверхность, заданная угловыми вершинами;
3D грань – поверхность, заданная тремя или четырьмя прямолинейными ребрами;
Кромки – управляет видимостью ребер объектов типа грань;
3D сеть – многоугольная сетка, заданная вершинами;
Сеть вращения - сетка, полученная в результате вращения произвольного двухмерного контура вокруг оси;
Сеть сдвига – сетка, полученная в результате выдавливания произвольного двухмерного контура по заданному направлению вектора;
Сеть соединения – сетка, построенная между двумя прямыми или криволинейными ребрами путем интерполяции (поверхность Кунса).
1.4 Создание твердотельных моделей
В состав AutoCAD входит разработчик твердотельных моделей (ACIS), который позволяет, используя простые формы (твердотельные примитивы), создавать сложные твердотельные модели.
Для создания твердотельных примитивов ACIS предоставляет ряд команд. При использовании этих команд необходимо вводить координаты объектов для определения их формы, размеров и положения в пространстве. При этом, если для выбора точек в трехмерном пространстве применяется курсор, необходимо включить режим привязки к объектам. В противном случае можно задать лишь точки, которые расположены в текущей плоскости XY. Кроме того, при создании примитивов для выбора точек в пространстве следует указать точку начала координат (0,0,0) или другую точку с явно заданными координатами.
Команды, предназначенные для создания примитивов, можно вызвать при помощи команды Рисование/Моделирование или использовать для построения примитивов панель инструментов Моделирование (рисунок 6).
Рисунок 6 Панель инструментов Моделирование
Алгоритм создания твердотельных моделей в AutoCAD основан:
на создании трехмерных объектов на основе примитивов или двухмерных форм с последующим их превращением в трехмерные модели;
на преобразовании трехмерных моделей командами редактирования.
Рассмотрим наиболее часто используемые команды создания примитивов.
Ящик (параллелепипед). Для построения твердотельного параллелепипеда существует специальная команда, предлагающая различные варианты построения. По умолчанию в команде заложен способ построения параллелепипеда по двум его противоположным вершинам.
Шар строится с помощью команды Шар, которая имеет простой диалог: сначала Автокад предложит определить положение центра шара, а затем ввести диаметр или радиус шара.
Из объектных привязок для шара можно использовать только привязку к его центру.
Цилиндр. Одна из самых распространенных трехмерных фигур. Твердотельный цилиндр, причем только прямой, строится при помощи команды Цилиндр, предлагающей два варианта: эллиптический или круговой; последний определен как выбор по умолчанию, и поэтому пользователю предлагается определить центр круга нижнего основания: Если выбрать опцию эллиптический, то для построения основания необходимо определить оси эллипса. Вслед за определением диаметра или радиуса основания необходимо ввести либо координаты центра другого основания, либо, числом или графически двумя точками, высоту цилиндра (выбор по умолчанию), после чего AutoCad создаст цилиндр. Если вместо указания высоты цилиндра выбрать опцию Центр и указать центр второго основания, то будет определена не только высота цилиндра, но и его пространственное положение.
Для цилиндра, точнее, его оснований можно использовать все объектные привязки, которые используются для обычного круга
После создания необходимых твердотельных примитивов и размещения их в соответствующих позициях, можно начинать собирать конструкцию. Для комбинирования примитивов и создания из них твердотельных моделей имеются следующие команды теоретико-множественных операций:
объединение – объединяет выбранные тела;
вычитание – вычитает одно множество тел из другого;
пересечение – создает тело, которое состоит из общей части, образующейся при пересечении выбранных тел.
Выполняя теоретико-множественные операции, AutoCAD самостоятельно удаляет или добавляет необходимые элементы конфигурации тела и определяет линии пересечения исходных объектов.