REPREZENTARI TRIDIMENSIONALE IN AUTOCAD MODELAREA SUPRAFETELOR

REPREZENTĂRI TRIDIMENSIONALE ÎN AUTOCAD MODELAREA SUPRAFEŢELOR

Intoducere

Pâna la acest capitol, desenele au fost realizate numai în planul XOY, utilizând valori pentru coordonatele (X,Y) ale punctelor, considerându-se Z = 0. AutoCAD este un sistem de proiectare asistata de calculator (CAD) care se utilizeaza si pentru realizarea de modele tridimensionale. Trecerea la reprezentarea în trei dimensiuni, face ca imaginea sǎ fie mai apropiatǎ de cea realǎ. Modelatorii CAD utilizeaza comenzi care reflecta tehnicile concrete de prelucrare pe diverse masini-unelte, cum ar fi extrudarea si taierea, pentru a realiza forme complexe.

AutoCAD oferǎ pentru realizarea obiectelor tridimensionale, în functie de complexitatea constructiilor realizate trei tehnici diferite de reprezentare:

Tehnica reprezentǎrii tip "cadru de sârma" (wireframe). Suprafetele sunt definite prin muchii si sunt transparente.

Tehnica modelǎrii suprafetelor, prin care un obiect este definit prin suprafete opace, fara a avea însa consistenta volumica. Entitǎtile desenate astfel se considerǎ obiecte cu interiorul "gol".

Tehnica modelǎrii solidelor, care ia în consideratie volumul ocupat de obiectul reprezentat. Pentru solidul astfel modelat putem afla volumul, masa, centrul de masǎ, momentele de inertie, etc.

5.2. Vizualizarea obiectelor în trei dimensiuni

Comanda VPOINT

Un obiect tridimensional poate fi privit în spatiu din orice punct. Astfel. o prima comandǎ de vizualizare 3D este VPOINT. Comanda permite alegerea punctului din spatiu (View Point) din care se priveste desenul sau obiectul creat.

Pânǎ acum punctul de vedere (View Point) din care s-a privit desenul , a fost situat pe axa Z, de coordonate (0,0,1). Obtinerea unei vederi isometrice se realizeaza atunci cân 13213c215n d coordonatele X si Y sunt nenule.

Dialogul comenzii este:

Command: Vpoint

Current view direction: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000

Specify a view point or [Rotate] <display compass and tripod>:

Alegerea pozitiei de vizualizare 3D se poate realiza în mai multe moduri:

Figura 5.1 - Exemplificare a comenzii Vpoint optiunea Rotate

Figura 5.2 - Exemplificare a comenzii Vpoint optiunea Enter

Comanda 3Dorbit (3do)    

Permite vizualizarea dinamica 3D a obiectelor de pe ecran. De asemenea înainte de activarea acestei comenzi pot fi selectate unul sau toate obiectele de pe ecran. Obiectele selectate sunt încadrate într-un cerc "orbitǎ" caracterizat de patru cercuri mai mici, situate în cuadranti, (figura 5.3). Cursorul capǎtǎ diferite forme si permite diferite modificǎri ale vizualizǎrii în functie de pozitia în care este plasat, executând clic cu butonul din stânga al mouse-ului si apoi prin deplasare cu butonul apǎsat (click and drag). În continuare sunt prezentate formele si diferitele modificǎri ale vizualizǎrii în functie de pozitia cursorului.

Figura 5.3 - Exemplificare a comenzii 3Dorbit

Comanda 3Dcorbit

Este o comandǎ asemanatoare cu cea prezentatǎ anterior, cu deosebirea cǎ 3Dcorbit permite vizualizarea obiectului modelat prin intermediul unei miscari continue

Comanda Viewports (vports)

Un alt mod de vizualizare a obiectelor modelate în spatiu este comanda Viewports, sau prescurtat vports din meniul View care ne ajutǎ sǎ creǎm mai multe ferestre de lucru, asa cum se observǎ din figura 5.4.

Figura 5.4 - Caseta de dialog a comenzii Viewports

Comanda View

Ne oferǎ posibilitatea de a vizualiza desenul nostru cu ajutorul unor vederi standard (top, bottom, left, right, front, back si încǎ patru pozitii standard izometrice), figura 5.5.

Figura 5.5 - Bara de insrumente a comenzii View

Comanda View ne permite sǎ salvǎm vederi noi ale obiectelor modelate, prin intermediul unei casete, ferestre de dialog. Vederile salvate pot fi ulterior restaurate, cu ajutorul denumirii date de utilizator. În cazul nostru am creat si salvat o nouǎ vedere a obiectului modelat cu numele Piesa1 (figura 5.6).

Figura 5.6 - Caseta de dialog a comenzii View

Comanda Hide

Regenereazǎ desenul si ascunde liniile care nu se vǎd. Comanda se poate activa fǎcând clic pe icon-ul hide, prezentat mai sus sau din meniul View.

Comanda Shade, Shademode

O altǎ comadǎ de vizualizare a obiectelor reprezentate 3D este comanda Shade din meniul View sau Shademode tastatǎ la linia de comandǎ, care se poate utiliza cu sau fǎrǎ umbrirea obiectelor. Optiunile acestei comenzi sunt prezentate în continuare:

Comanda Render

Procesul de randare este mult mai complex, fiind utilizat pentru prezentǎri de desene, prezentǎri fotografice. Prin acest procedeu pot fi atribuite obiectelor diferite materiale, surse de luminǎ, efecte de umbrire.

Caseta de dialog a comenzii Render ne oferǎ posibilitatea alegerii unui anumit mod de prezentare, figura 5.7 si anume:

Figura 5.7 - Caseta de dialog a comenzii Render

5.3. Modelarea suprafetelor

În acest subcapitol sunt prezentate diferite modalitǎti de a transforma obiectele plane în obiecte tridimensionale si comenzile de desenare care reprezinta o parte din instrumentele pe care la are la dispozitie un proiectant pentru a realiza modelǎri de suprafete, respectiv reprezentari 3D.

Comanda Elev

Este o comandǎ mai completǎ de reprezentare a obiectelor tridimensionale, permitând definirea pozitiei planului bazei obiectului, prin distanta fatǎ de planul XOY (elevation) si definirea înǎltimii obiectului în lungul axei Z (thickness), figura 5.8.

Dialogul comenzii este:

Command: elev

Specify new default elevation <0.0000>: 10

Specify new default thickness <0.0000>:

Setǎrile stabilite prin aceasta comandǎ privind elevatia si înǎltimea vor fi valabile pentru toate obiectele desenate din acel moment, pânǎ la o nouǎ schimbare si nu vor afecta obiectele desenate anterior. Se recomandǎ lucrul cu valoarea 0 pentru optiunea elevatie.

Figura 5.8 - Exemplificare a comenzii ELEV

Exista mai multe posibilitati de desenare a suprafetelor. Acestea vor fi prezentate în paragrafele urmǎtoare si se gǎsesc în meniul grafic Surfaces, prezentat în figura 5.9.

Figura 5.9 - Meniul grafic Surfaces

Comanda 2DSolid (solid)

Deseneazǎ o suprafatǎ în planul XOY, prin indicarea punctelor de pe contur, în forma literei N sau Z. Primele douǎ puncte (P1 si P2) definesc o muchie a poligonului, iar cel de-al treilea punct de pe contur trebuie selectat , diagonal opus punctului P2 asa cum se poate observa si în figura 5.10.

Figura 5.10 - Exemplificare a comenzii 2DSolid

Dialogul comenzii este:

Command: solid

Specify first point: Specificati primul punct (P1)

Specify second point: Specificati cel de-al doilea punct (P2)

Specify third point: Specificati cel de-al treilea punct (P3)

Specify fourth point or <exit>: Specificati cel de-al patrulea punct (P4) sau tastati ENTER

Comanda 3DFace

Deseneazǎ suprafete poligonale, plane, în spatiu prin indicarea punctelor de pe contur în ordine circularǎ, figura 5.11 a) iar dacǎ se doreste ca o muchie sǎ fie invizibilǎ (exemplu P3P4), figura 5.11 b) se va tasta litera Invisible, înainte de specificarea punctului P3.

Dialogul comenzii este:

Command: 3Dface

Specify first point or [Invisible]: Specificati primul punct (P1) sau tastati i

Specify second point or [Invisible]: Specificati cel de-al doilea punct (P2) sau tastati i

Specify third point or [Invisible] <exit>: Specificati cel de-al treilea punct (P3) sau tastati i sau ENTER

Specify fourth point or [Invisible] <create three-sided face>: Specificati cel de-al patrulea punct (P4) sau tastati i sau ENTER

Figura 5.11 - Exemplificare a comenzii 3DFace

Comanda 3D

Permite crearea suprafetelor tridimensionale elementare, cum ar fi un paralelipiped, un con, piramidǎ, o sferǎ, un tor, etc cu fetele plane opace, dar fǎrǎ a avea carcateristici de obiecte cu volum, figura 5.12

Figura 5.12 - Exemplificare a obiectelor 3D tip suprafatǎ

Dialogul comenzii este:

Command: 3D

Enter an option

[Box/Cone/DIsh/DOme/Mesh/Pyramid/Sphere/Torus/Wedge]:

În continuare sunt prezentate optiunile comenzii 3D

Comanda Edge

Controleaza vizibilitatea muchiilor unei fete 3D, realizate cu ajutorul comenzii 3Dface. Muchiile sunt eliminate, ascunse (figura 12.9) si pot fi readuse tot cu ajutorul comenzii Edge, selectând muchiile pe care dorim sǎ le readucem în desen.

Figura 5.13 - Exemplificare a comenzii Edge

Comanda 3DMesh

Permite crearea unei retele spatiale poligonale, definitǎ prin vertex-uri. Mai întâi se defineste dimensiunea retelei formatǎ din M linii si N coloane, astfel încât M si N sǎ nu depaseasca valoarea de 256, iar apoi se introduc de la tastaturǎ coordonatele (MxN) pentru fiecare vertex în parte, ca în figura 5.14.

Figura 5.14 - Exemplificare a comenzii 3DMesh

Comanda Revsurf

Este o comandǎ cu ajutorul careia putem genera suprafete de revolutie, obtinute prin rotirea, cu un unghi oarecare, a unui contur în jurul unei axe (figura 5.15). Curba generatoare poate fi un segment de dreaptǎ, un arc, un cerc, o elipsǎ sau o polilinie. Variabilele SURFTAB1 si SURFTAB2 controleaza densitatile pe cerc, respectiv pe axǎ.

Dialogul comenzii este:

Command: Revsurf

Current wire frame density: SURFTAB1=6 SURFTAB2=6

Select object to revolve: Selelcati profilul generator

Select object that defines the axis of revolution: Selelcati axa de rotatie

Specify start angle <0>: Specificati unghiul de start

Specify included angle (+=ccw, -=cw) <360>: Specificati unghiul de rotatie

Figura 5.15 - Exemplificare a comenzii Revsurf

Comanda Tabsurf

Este o comandǎ cu ajutorul careia putem genera suprafete prin translatarea unei curbe generatoare de-a lungul unui vector director, ce va indica directia si distanta translatiei curbei (figura 5.17). Curba generatoare poate fi un segment de dreaptǎ, un arc, un cerc, o elipsǎ sau o polilinie. Capǎtul vectorului director cel mai apropiat de punctul de selectie va determina originea vectorului, celǎlalt fiind vârful.

Dialogul comenzii este:

Command: Tabsurf

Current wire frame density: SURFTAB1=6

Select object for path curve: Selectati curba generatoare

Select object for direction vector: Selelcati vectorul director

Figura 5.17 - Exemplificare a comenzii Tabsurf

Comanda Rulesurf

Este o comandǎ cu ajutorul careia putem genera suprafete rulate, utilizând ca punct de plecare douǎ profile deschise sau închise (figura 5.18). Cu ajutorul acestei comenzi nu se pot genera suprafete rulate utilizând curbe diferite, cum ar fi o curbǎ deschisǎ si una închisǎ, ci doar curbe de acelasi fel.

Dialogul comenzii este:

Command: Rulesurf

Current wire frame density: SURFTAB1=6

Select first defining curve: Selectati prima curbǎ

Select second defining curve: Selectati cea de-a doua curbǎ sau un punct

Figura 5.18 - Exemplificare a comenzii Rulesurf

Comanda Edgesurf

Este o comandǎ cu ajutorul careia putem genera suprafete bazate pe curbe de contur, prin intermediul unei retele poligonale formatǎ dintr-un anumit numǎr de vertexi (figura 5.19). Curbele de contur pot fi linii, arce sau polilinii deschise si trebuie sǎ fie neapǎrat unite cap la cap.

Dialogul comenzii este:

Command: Edgesurf

Current wire frame density: SURFTAB1=6 SURFTAB2=6

Select object 1 for surface edge: Selectati prima curbǎ de contur

Select object 2 for surface edge: Selectati cea de-a doua curbǎ de contur

Select object 3 for surface edge: Selectati a treia curbǎ de contur

Select object 4 for surface edge: Selectati a patra curbǎ de contur.

Figura 5.19 - Exemplificare a comenzii Edgesurf

Operatii de editare

Editarea desenelor tridimesionale se face în mod asemǎnǎtor cu cea a desenelor 2D, cu mici diferente. Astfel obiectele tridimesionale pot fi rotite, oglindite, multiplicate sau aliniate. În continuare sunt prezentate pe scurt comenzile de editare, acestea fiind deja cunoscute de la desenarea 2D.