Средства трехмерного моделирования, страница 3

*   полное определение трехмерного объекта с возможностью разграничения внешних и внутренних его областей;

*   обеспечение автоматического удаления скрытых линий;

*   автоматическое построение разрезов объектов;

*   получение числовых характеристик объекта, например массы, объема;

*   анализ объекта с помощью метода конечных элементов;

*   управление цветовой гаммой объекта в зависимости от положения источника света;

*   повышение эффективности имитации движения объекта.

Классы методов твердотельного моделирования:

*   метод конструктивного представления;

*   метод граничного представления.

Метод конструктивного представления

Метод конструктивного представления состоит в построении твердотельных моделей из базовых элементов, называемых твердотельными примитивами.

Твердотельные примитивы определяются областью, которую они занимают в трехмерном пространстве. Данная область характеризуется формой, размерами, точкой привязки и ориентацией.

Построение твердотельных моделей базируется на булевых операциях:

*   объединение;

*   пересечение;

*   разность.

Операция объединения двух объектов определяет объект, область которого ограничено областью исходных объектов.

Операция пересечения двух объектов определяет объект, область которого ограничено границей общей области исходных объектов.

Операция разности двух объектов определяет объект, область которого ограничено областью первого объекта и границей  общей области исходных объектов.

Примеры:

*   теория множеств: окружность, прямоугольник;

*   трехмерные объекты: цилиндр, правильная 4-х угольная призма.

Построение модели.

Твердотельные примитивы создаются с помощью развертки двухмерных областей в трехмерном пространстве, аналогично поверхностному моделированию, но с ориентацией каждой поверхности относительно примитива и хранятся в базе данных.

Над твердотельными примитивами базы данных производятся операции объединения, пересечения и разности.

Положительные стороны: обеспечивает высокую точность вычисления физических свойств объекта.

Недостаток: мыслительный процесс, необходимый для выполнения построения модели, полностью отличается от привычных методов моделирования.

Метод граничного представления.

Метод граничного представления позволяет создавать твердотельную модель, используя приемы, сходные с проектированием поверхностных моделей. Сначала создается поверхностная модель с применением стандартных методов работы с поверхностями. Затем выполняется программа, структурирующая данные об этой поверхности в терминах ее топологии, описывающей формы, и ее геометрии (размещение в пространстве вершин, ребер и граней).

Главное достоинство – возможность более легкой модификации граничной поверхности. Быстрое овладение методом проектирования по сравнению с предыдущим.

Недостаток – требование большого объема компьютерной памяти. Получаемые модели недостаточно точны.

Метод граничного представления состоит в построении твердотельных моделей из базовых элементов, называемых твердотельными примитивами.

Твердотельные примитивы определяются границей, которую они занимают в трехмерном пространстве.  Данная граница описывается в терминах ребер и граней и характеризуется формой, размерами, точкой привязки и ориентацией.

Построение твердотельных моделей базируется на булевых операциях:

*   объединение;

*   пересечение;

*   разность.

Операция объединения двух объектов определяет объект, граница которого объединения границ  исходных объектов.

Операция пересечения двух объектов определяет объект, граница которого есть граница общей области исходных объектов.

Операция разности двух объектов определяет объект, граница которого есть граница первого объекта и граница  общей области исходных объектов.