Трёхмерное моделирование

Трёхмерное моделирование

Во всех предыдущих чертежах вы строили проекции деталей (виды, разрезы), т. е. изучали команды построения изображений на плоскости. Кроме плоского черчения программа располагает возможностями для создания объёмных моделей.

Почему следует использовать трехмерное моделирование

Пользователи, освоившие плоское черчение, в большинстве случаев считают, что трехмерное моделирование — это нечто сложное, требующее особых усилий и затрат для изучения, а само черчение в пространстве значительно сложнее, чем черчение на плоскости. На самом же деле все оказывается с точностью до наоборот, в чем они убеждаются сразу же после освоения пространственного черчения. Для сомневающихся в необходимости изучения новых методов работы перечислим сначала некоторые основные достоинства пространственного моделирования. Нужно сначала определиться, зачем и в каких случаях это необходимо использовать.

• Наглядность. Пространственная модель всегда выглядит более реалистично, чем плоская, даже если она и далека от реального объекта. Пространственную модель можно рассмотреть с любой стороны и из любой точки пространства, можно заставить ее непрерывно поворачиваться вокруг оси вращения с заданной скоростью. Имеется возможность проверить взаимодействие отдельных ее частей между собой и просмотреть модель изнутри, проведя плоские сечения. А чего стоит одна возможность удаления скрытых линий и создания реалистичного вида, если воспользоваться методами раскрашивания и тонирования.
• Возможность преобразования в 2М. Пространственное тело всегда можно преобразовать в плоские виды, что хорошо сочетает в себе оба способа черчения.
• Одновременное отражение изменений. Несомненным достоинством пространственного черчения является синхронное отражение изменений на всех видах модели при внесении их на одном из них.
• Создание презентаций и документов. Пространственные модели могут быть реалистично раскрашены и тонированы, что используется для проверки правильности созданной модели и при создании презентаций, рекламных материалов и всевозможных отчетов и документов.

А что уж говорить о калькуляторе, о существовании которого в AutoCAD некоторые даже и не подозревают (хотя это и не имеет особого отношения к пространственному черчению).

• Трехмерные координаты. Имеется полноценная возможность ввода декартовых, цилиндрических и сферических пространственных координат.
• Пользовательские системы координат (ПСК). Для работы в различных точках пространства можно использовать перемещаемую систему координат, к которой можно при необходимости многократно возвращаться, если присвоить ей уникальное имя.
• Множество видовых экранов. Графическая зона экрана может быть разбита на множество видовых экранов, в которых можно просматривать пространственную модель из разных точек и направлений в пространстве.

Пространственные модели

AutoCAD позволяет создавать три типа пространственных моделей:

1.  Каркасные модели, состоящие из комбинации отрезков, дуг, кругов, эллипсов и других графических объектов, размещенных в пространстве.

Эти модели как будто сделаны из кусочков проволоки, соединенных между собой. Недаром в английском языке они называются словом wireframe (проволочные модели). На первый взгляд может показаться полная бесполезность и никчемность таких моделей. Однако на каркас можно натянуть поверхность, что очень удобно сделать, так как имеются уже готовые точки для ее привязки. С полученной поверхностной моделью можно делать все, что угодно. А если еще учесть, что такая модель не требует больших объемов памяти для рисунка, то вот и основные достоинства каркасной модели. Однако при помощи каркаса строится только контурная модель, которую вы не можете потом раскрашивать. Она не содержит никакой информации о гранях и телах.

2.  Поверхностные модели. При этом способе изображения трехмерные объекты рассматриваются как комбинации разнообразных поверхностных сетей, состоящих из граней. Чем меньше ячейки сети, тем выше точность модели. Это следующий шаг в создании реалистичных объектов, возможности редактирования которых, однако ограничены.

3.  Твердотельные модели, атрибуты которых подобны реальному физическому объекту. На экране монитора, твердотельная модель все равно представляется в виде каркаса (для экономии ресурсов ПК и увеличения скорости обработки изображений, т. к. AutoCAD — программа векторной графики). Чтобы увидеть такие модели в нужном изображении, следует воспользоваться специальными средствами для их просмотра, такими как скрытие линий, раскрашивание или тонирование.

Создание твердотельных объектов требует значительных ресурсов, но возможности их редактирования практически не ограничены. Также твердотельные модели способствуют лучшему визуальному восприятию деталей в сравнении с каркасными или поверхностными моделями.

Твердотельное моделирование позволяет создавать такие основные фигуры как цилиндры, шары,  параллелепипеды, конусы, пирамиды или торы. Для их построения необходимо воспользоваться специальными командами AutoCAD, при обработке которых задаются основные геометрические характеристики объекта.

Кроме того, из плоских контуров можно создавать тела путем экструзии (выдавливания) и вращения. Образовавшиеся трёхмерные объекты можно соединять при помощи логических связок и редактировать дальше: снимать фаску, сопрягать, торцевать.

Для создания моделей деталей, предметов мебели твердотельные модели более предпочтительны. Поэтому мы будем рассматривать только твердотельные объекты.

Для деталей, имеющих сложную геометрическую форму, проще и быстрее построить твердотельную модель, а затем при помощи автоматического построения видов и разрезов, получить готовый чертёж.