Начало 3D моделирования и его главное правило
Обучение 3D Autocad. С чего начинается 3D моделирование в Автокаде?
3d моделирование в Автокаде нашло огромное применение в таких сферах, как строительство и архитектура, машиностроение, геология и геодезия, сети инженерно-технического обеспечения и различные виды дизайна.
В AutoCAD 3D построения нельзя начать «с нуля». Нужно иметь общее представление о работе 2D инструментов, а также понимать логику работы программы.
3D рабочее пространство в Автокаде
3D моделирование в Автокад начинается со смены рабочего пространства и выбора подходящего вида (изометрии).
По умолчанию в последних версиях программы стоит рабочее пространство «2D рисование и аннотации», которое не подходит для трехмерного моделирования. Его следует изменить на 3D-моделирование.
Чтобы сменить рабочее пространство нужно нажать на шестеренку либо в верхнем левом углу программы, либо в правом нижнем углу, как показано на рис.
После смены рабочего пространства на ленте-палитре появляются вкладки, панели и команды для работы с 3D объектами. Но вот графическое пространство остается неизменным. Как видно, отсутствует ось Z. На самом деле, ось Z есть. Просто она направлена как бы от нас и проецируется в точку, поэтому мы ее не видим.
Самый быстрый способ «попасть» в трехмерное пространство – это зажать Shift + колесико мыши. Активизируется команда 3D ОРБИТА, которая позволяет перемещаться вокруг объектов не изменяя их местоположение.
Такой подход не самый правильный, но наглядный, быстрый и достаточно удобный. Так же изменить ориентацию осей можно выбрав в левом верхнем углу рабочего пространства один из видов изометрий.
Видовой куб – альтернативный вариант навигации в трехмерном пространстве. Нажимая на его ребра, грани или углы, вы переключаетесь между стандартными и изометрическими видами модели.
Ну и еще один вариант, это перейти на вкладку «Вид», выбрать панель «Виды» и там в выпадающем списке можно выбрать стандартные виды графического пространства.
Теперь можно приступать непосредственно к моделированию. В заключении хочется отметить, что уроки Автокад 3D будут эффективны, только лишь если вы будет прорабатывать данный материал на практике. Не пренебрегайте этим!
Главное правило создания 3D моделей в AutoCAD
В данной статье я бы хотел уделить внимание очень важной вещи, которую нужно соблюдать всегда при создании 3д модели Автокад.
Особенно, если вы новичок и хотите создавать в AutoCAD 3D модели быстро и качественно, а главное, не переделывать их по несколько раз, то обязательно ознакомьтесь с этим материалом.
Создание 3д модели в Автокаде
Создание 3d моделей в AutoCAD требует четкого понимая того, как 3D объект ориентирован относительно осей X и Y.
Все на самом деле очень просто. Давайте рассмотрим пример создания простейшего трехмерного примитива — «Ящик» (параллелепипеда).
Итак, на вкладке «Главная» на панели «Моделирование» выбираем команду «Ящик».
Первым делом необходимо указать первый угол прямоугольника, лежащего в основании. Зададим это графически, произвольно щелкнув ЛКМ в пространстве построения модели.
Обратимся к параметру «Длина», чтобы задать значения длины и ширины прямоугольника, лежащего в основании параллелепипеда.
ПРИМЕЧАНИЕ:
Напомню, что по умолчанию, как и с 2D примитивом, при выполнении команды «Прямоугольник» необходимо указать первый угол и противоположный. Однако намного чаще приходится работать с конкретными размерами примитива, поэтому и следует выбирать параметр «Длина».
Теперь, чтобы задать длину прямоугольника, сначала курсором мыши следует указать направление, а затем ввести цифровое значение (в нашем случае это 100 мм).
Основное правило, которое следует соблюдать – это отводить курсор мыши параллельно оси X или Y, до того момента, пока не появиться ось отслеживания. И только потом вводить значение длины.
Аналогичная ситуация и с заданием ширины прямоугольника. Но тут уже проще, т.к. данный параметр связан с длиной. Тут имеет значение только направление – против оси Y или положительное направление. Произвольно отведем курсор в сторону и зададим значение 50 мм.
Остался последний параметр – высота параллелепипеда. Тут роль играет ось Z и ее направление. Если вы отведете курсор мыши вниз, то ящик, соответственно, будет строиться вниз (значение по оси z будет отрицательное). И наоборот.
В нашем же примере зададим ориентацию ящика вверх и укажем значение 150 мм.
ПРИМЕЧАНИЕ:
Чтобы появлялась ось отслеживания, а значения параметров можно было вводить непосредственно в графическом пространстве, должны быть подключены соответствующие режимы и привязки (см. рис.).
Всего готово. Можно приступать к дальнейшему моделированию. Но давайте посмотрим, что если не соблюдать «правило параллельности».
На первый взгляд ничего страшного нет. Все размеры сохраняются, и в AutoCAD 3D моделирование можно было бы продолжить, но… Это самая распространенная ошибка всех новичков!
Все 3D модели Автокад являются составными объектами. А это значит, что более простые примитивы следует совмещать и, используя логические операции, в результате у вас получиться нужная модель. И если изначально неправильно позиционировать объекты относительно осей X и Y, то вероятнее всего придется все переделывать.
Я немного забегу вперед и попытаюсь разъяснить вышесказанное на конкретном примере.
Допустим перед нами стоит задача сделать следующую трехмерную модель.
Если посмотреть внимательно и разобрать ее на составные элементы, то мы увидим, что все состоит из ящиков определенных размеров. Давайте попробуем начертить основание двумя способами:
1. Будем чертить все объекты параллельно осям, а затем совмещать их и применять логические команды.
2. Будем чертить параллелепипеды по размерам, но ориентацию соблюдать не будем.
Теперь, используя инструменты редактирования и привязки, совместим наши отдельные объекты.
В первом случае достаточно дважды применить команду «Перенести», после чего выполнить логическую команду «Вычитание», в то время как во втором случае, сначала несколько раз — «Поворот», чтобы объекты приняли правильную ориентацию относительно друг друга, а только потом – команды «Перенести» и «Вычитание». Вся сложность в том, что мы не знаем угол поворота объектов и все делаем «на глаз». Отсюда и результат:
Вся правда в том, что во втором случае, как бы вы не старались повернуть объекты относительно друг друга, всегда будет оставаться погрешность.
Теперь вы понимаете, как в Автокаде сделать 3д модель правильно и не переделывать все заново.
3D-моделирование в AutoCAD
Кроме широчайшего инструментария для создания двухмерных чертежей, Автокад может похвастать функциями трехмерного моделирования. Эти функции довольно востребованы в сфере промышленного дизайна и машиностроении, где на основе трехмерной модели очень важно получить изометрические чертежи, оформленные в соответствии с нормами.
В данной статье ознакомимся с базовыми понятиями о том, как выполняется 3D моделирование в AutoCAD.
3D-моделирование в AutoCAD
Для того, чтобы оптимизировать интерфейс под нужды объемного моделирования, выберите профиль «Основы 3D» в панели быстрого доступа, находящуюся в левом верхнем углу экрана. Опытные пользователи могут воспользоваться режимом «3D-моделирование», который содержит большее количество функций.
Находясь в режиме «Основы 3D», мы рассмотрим инструменты вкладки «Главная». Именно они обеспечивают стандартный набор функций для 3D-моделирования.
Панель создания геометрических тел
Перейдите в режим аксонометрии, нажав на изображение домика в верхней левой части видового куба.
Первая кнопка с выпадающим списком позволяет создавать геометрические тела: куб, конус, сферу, цилиндр, тор и прочие. Чтобы создать объект, выберите его тип из списка, введите его параметры в командной строке или постройте графическим способом.
Следующая кнопка — операция «Выдавить». Она часто применяется для того, чтобы вытянуть в вертикальной или горизонтальной плоскости двухмерную линию, придав ей объем. Выберите этот инструмент, выделите линию и отрегулируйте длину выдавливания.
Команда «Вращать» создает геометрическое тело путем вращения плоского отрезка вокруг выбранной оси. Активируйте эту команду, нажмите на отрезок, начертите или выберите ось вращения и в командной строке введите количество градусов, на которое будет осуществляться вращение (для полностью цельной фигуры — 360 градусов).
Инструмент «Лофт» создает форму на основе выбранных замкнутых сечений. После нажатия кнопки «Лофт» выбирайте поочередно нужные сечения и программа автоматически построит по ним объект. После построения пользователь может менять режимы построения тела (гладкий, по нормали и другие), нажав на стрелочку возле объекта.
«Сдвиг» выдавливает геометрическую форму по заданной траектории. После выбора операции «Сдвиг», выделите форму, которая будет смещаться и нажмите «Enter», после этого выделите траекторию и еще раз нажмите «Enter».
Остальные функции в панели «Создать» связаны с моделированием полигональных поверхностей и предназначены для более глубокого, профессионального моделинга.
Панель редактирования геометрических тел
После создания базовых трехмерных моделей рассмотрим наиболее часто употребляемые функции их редактирования, собранные в одноименной панели.
«Вытягивание» — функция аналогичная выдавливанию в панели создания геометрических тел. Вытягивание применяется только для замкнутых линий и создает твердотельный объект.
С помощью инструмента «Вычитание» выполняется отверстие в теле по форме пересекающего его тела. Начертите два пересекающихся объекта и активируйте функцию «Вычитание». Затем выделите объект, из которого нужно вычесть форму и нажмите «Enter». Далее выделите пересекающее его тело. Нажмите «Enter». Оцените результат.
Создайте сглаживание угла твердотельного объекта с помощью функции «Сопряжение по кромке». Активируйте эту функцию в панели редактирования и щелкните на грани, которую нужно скруглить. Нажмите «Enter». В командной строке выберите «Радиус» и задайте величину фаски. Нажмите «Enter».
Команда «Сечение» позволяет отсекать плоскостью части существующих объектов. После вызова этой команды, выберите объект, к которому будет применяться сечение. В командной строке вы найдете несколько вариантов проведения сечения.
Предположим, у вас есть вычерченный прямоугольник, которым вы хотите обрезать конус. Нажмите в командной строке «Плоский объект» и щелкните на прямоугольнике. Затем щелкните на той части конуса, которая должна остаться.
Для проведения этой операции прямоугольник должен обязательно пересекать конус в одной из плоскостей.
Таким образом, мы вкратце рассмотрели основные принципы создания и редактирования трехмерных тел в Автокаде. Изучив эту программу более глубоко, вы сможете овладеть всеми доступными функциями 3D-моделирования.
Создание модели в Autodesk AutoCAD
CAD-система Autodesk AutoCAD позволяет не только проектировать в двумерном пространстве и создавать плоские чертежи, но и моделировать в трехмерной среде и создавать 3D-модели.
Рассмотрим основы создания трехмерной модели в Автокаде, разберем базовые принципы работы в трехмерном пространстве и изучим необходимые команды.
Рабочее пространство
В отличие от других CAD-систем, моделирование в Автокаде производится в той же самой среде, что и двумерное черчение. Однако, по умолчанию в Автокад включено пространство для создания и редактирования чертежей, которое называется «Рисование и аннотации». Для перехода к командам трехмерного моделирования переключите рабочее пространство на «Основы 3D» нажатием иконки с шестеренкой в статусной строке.
Обратите внимание на то, как изменилась лента: теперь на вкладке «Главная» находятся все основные инструменты моделирования в AutoCAD.
Навигация в трехмерной модели
Если при работе с двумерными чертежами достаточно использовать для навигации две команды: панорамирование и зуммирование, то для трехмерных моделей необходимы еще и операции смены ориентации вида. Смена ориентации вида позволяет посмотреть на трехмерную модель с разных сторон.
Смена ориентации осуществляется нажатием на обозначение текущего вида, которое находится в левом верхнем углу рабочего поля AutoCAD
Также сменить ориентацию вида можно с помощью видового куба, который находится в правом верхнем углу рабочего поля. Нажимая на его грани, ребра и вершины, имеющие соответствующие названия, можно выбрать нужную ориентацию модели.
Для произвольного вращения модели на экране удобно использовать команду «Трехмерная орбита», которую можно запустить нажатием кнопки «Орбита» на панели навигации, или ввести команду 3DОРБИТА.
После запуска команды нажмите и удерживайте левую кнопку мыши и переместите курсор по экрану, модель начнет вращаться на экране.
Также для вращения модели удобно использовать мышку: просто зажмите клавишу Shift и колесо мыши, а потом начните перемещать курсор по экрану.
Основы создания трехмерных тел
Создание модели в Автокаде можно проводить несколькими способами. Рассмотрим два самых распространенных из них:
- построение из готовых трехмерных примитивов
- построение из тел, созданных на основе двумерных эскизов.
Для создания трехмерного примитива выберите на ленте нужную форму.
Например, для построения кубика выберем команду «Ящик». После запуска команды необходимо внимательно смотреть на запросы в командной строке и вводить требуемые значения. Для построения ящика нужно сначала указать первую точку основания и ввести размеры длины и ширины (для переключения между размерами нажмите клавишу Tab), а затем ввести высоту ящика. После завершения ввода в пространстве появится требуемый ящик.
Точно также строятся и остальные типы примитивов.
Для смены визуального стиля отображения модели нажмите на название стиля, которое находится в левом верхнем углу рабочего поля AutoCAD, и выберете подходящий.
Для удобства моделирования рекомендуется выбирать стиль «Концептуальный», «Реалистичный» — или «Тонированный с кромками».
Для создания трехмерного тела на основе двумерного эскиза необходимо предварительно создать плоский замкнутый контур с помощью команды «Полилиния». Контур может находиться на любой из стандартных плоскостей AutoCAD или на плоской поверхности существующего тела.
Запустим команду «Полилиния» и создадим контур, который станет основой трехмерного тела. К контуру предъявляется два обязательных требования: он должен быть замкнутым и не иметь самопересечений.
После создания контура можно построить на его базе тело операцией выдавливания. Другими словами, — придать плоскому эскизу высоту. Запустим команду «Выдавить», выберем контур и введем высоту тела.
Обратите внимание, что положительное значение высоты позволяет построить тело в одну сторону от эскиза, отрицательное — в другую.
Кроме операции выдавливания можно тело построить вращением контура вокруг оси. Например, создадим с помощью полилинии замкнутый контур в виде прямоугольного треугольника
Запустим команду «Вращение» и выберем сначала контур, а потом укажем две точки оси, вокруг которой будет вращаться наш контур. Для завершения операции необходимо ввести угол вращения тела, введем 360.
В итоге получим модель конуса.
Редактирование тел
Рассмотрим несколько операций редактирования тел.
Как построить в кубе отверстие или бобышку? Для выполнения таких построений используются булевы операции «Объединение» (позволяет сложить два тела), «Вычитание» (позволяет вычесть одно тело из другого) и «Пересечение» (результат выполнения операции — общая часть двух тел). Для запуска этих команд необходимо нажать соответствующие кнопки на ленте.
Построим бобышку на кубе. Построим куб с помощью операции «Ящик», а затем построим цилиндр с помощью команды «Цилиндр», но в качестве плоскости построения выберем верхнюю грань куба, а сам цилиндр построим вверх по направлению от куба
В итоге получим два тела: куб и цилиндр. Для объединения их в одно тело необходимо запустить команду «Объединение» и выбрать тела.
Построим отверстие в кубе. Возьмем аналогичный куб и построим цилиндр на верхней грани, но в направлении внутрь куба (цилиндр получится внутри куба).
Для того, чтобы вычесть цилиндр из куба и получить отверстие, необходимо выбрать команду «Вычитание» и указать сначала то тело, из которого будет вычитаться (куб), а потом то тело, которое будет вычитаться (цилиндр).
Для скругления ребер тела используется команда «Сопряжение по кромке». Для создания скругления запустите команду нажатием кнопки на ленте, затем выберите все ребра, которые необходимо скруглить и укажите радиус скругления.
Заключение
Как вы смогли убедиться, создание трехмерных моделей в AutoCAD не требует специальных навыков и умений. Пользователь, имеющий опыт работы с плоскими чертежами, легко освоит трехмерное моделирование в Автокаде.
Полученные в Автокаде модели можно использовать для самых разных целей: от создания плоских чертежей до визуализации и анимации движения тел или работы механизмов.
Создание трехмерных моделей в программе AutoCAD. Ключевые понятия
В этом уроке мы будем учиться создавать трехмерные модели через программное средство AutoCAD. Разберемся с соответствующим функционалом программы.
Трехмерные координаты
Для представления и обработки трехмерных моделей программа AutoCAD применяет международную систему WCS. Соответствующий значок вы можете найти внизу чертежа с левой стороны. Вправо направляется ось Х, вверх — Y. Также есть и ось Z, простирающаяся по отношению к пользователю и по перпендикуляру к двум остальным осям. Формирование трехмерных объектов подразумевает собой одновременное использование всех координатных осей.
Способы внесения данных по координатам
В данном случае мы можем говорить о применении не только абсолютных, но и относительных координат. Абсолютные расскажут о положении объекта по отношению к узлу пересечения всех трех осей. Относительные координаты всегда получают на отношении уже готовых предметов или других элементов чертежа в пространстве. Они отличаются символом @ перед числовым значением.
Трехмерное пространство в системе Автокад позволяет также использовать на практике и прямоугольные координаты Декарта по трем осям. Вместо полярных координат можно применять сферические и цилиндрические координаты.
Под цилиндрическими параметрами понимают такие данные, которые просчитывают отрезок между началом координатной сетки и направлением под углом к каждой оси системы.
Под сферическими координатами понимаются отрезки между стартом координатной сетки и направлением под углом от оси абсцисс и плоскости ХY. Внесение требуемых координат всегда можно выполнить через строку команд или воспользовавшись интерактивной методикой, закрепив левую клавишу в заданном пункте. В последнем случае обязательно должен быть включен рабочий режим привязки к объектам и отслеживание объектов.
Значок, отвечающий за применение международной системы координат, расположился внизу слева. Именно он отмечает направление всех координатных осей, начало системы и задает ориентацию плоскостям. Пользователь системы может менять внешний вид такого символа по своему усмотрению.
Координатные системы
Программное средство AutoCad позволяет выполнять возведение объектов практически в любой плоскости в трехмерном режиме. Если плоскость, в которой выполняется формирование объектов не находится на параллели к плоскости XY, переход от международной системы к пользовательским настройкам можно совершить через задание дополнительной координатной сетки. Она должна выполнить функцию совмещения всех рабочих плоскостей. Функция UCS завершит такой переход. В таком случае начальная точка координатной пользовательской сетки будет находиться уже в другом пункте: центральная точка обрабатываемого объекта или его угол. Правило правой руки применяется для определения ориентации всех задействованных плоскостей. Когда по взаимному перпендикуляру выставляется большой, средний и указательный палец, ось Х будет совпадать с направлением большого пальца, ось Yбудет иметь общее направление с указательным, а Z– со средним пальцем. Положительное направление для вращения всегда будет выполняться против хода часов. Вращая правую руку, конструктор может в буквальном смысле увидеть, как располагаются оси координатной сетки.
Методы запуска программы:
- Набор текстовой команды UCS.
- Активация вкладки Tools ► New UCS
X / Y / Z (Поворот вокруг осей X, Y, Z) — вращение координатной сетки выполняется в строгом соответствии с правилом правой руки. Если вы строите объекты через пользовательскую систему, точечные координаты будут полностью от неё зависеть. В некоторых случаях у конструктора возникает необходимость указать координаты точек именно по отношению к общепринятой международной системе. Тогда перед числовым значением стоит указать значок звездочки, например, *6,77.
Параметры высоты и уровня
Плоскость рабочего поля, совпадающая с XY из международной координатной сетки, именуется плоскостью построений. Для двумерных предметов всегда можно менять уровень через изменения параметра Z .
Особенно наглядно это можно рассмотреть в процессе перехода к видам изометрии. Сначала нужно активировать соответствующую вкладку View — 3D Views, потом выбрать нужный вид. Образ графического экрана кардинально преобразится. Теперь символ международной координатной сетки будет располагаться уже по центру. Все двумерные предметы будут выглядеть, как изометрические проекции.
Попробуем изобразить четырехугольную область с начальным углом в точке (0,0) и противоположным – (200,100).
Запустим работу контекстного меню, а именно вкладку Properties. Если менять значения поля Elevation на положительные или отрицательные цифры, положение уровня объекта будет варьироваться. Число +100 переместит фигуру вверх по оси Z , а -100 – санкционирует перемещение вниз по ней же.
Для построения трехмерных объектов, конструкторы часто используют еще и метод выдавливания. Под ним подразумевают манипуляцию с толщиной и высотой объекта. Выполнение функции может быть произведено через изменение соответствующих свойств объекта или посредством манипуляций над вкладкой Высоты. Разрешается внесение положительных или отрицательных чисел.
6.0pt’>Активация вкладки Tools ► New UCS
Криволинейная часть рабочих объектов отобразит несколько образующих линий. Если пользователь хочет выдавить прямоугольный объект или полилинию, будут сформированы предметы с боковыми элементами из непрозрачного материала. Если же речь идет о выдавливании цилиндра, основы также не будут прозрачными.
3D полилинии
В списке трехмерных объектов особое место принадлежит трехмерным полилиниям. Такая полилиния представляет собой трехмерный элемент, в состав которого входят прямолинейный объекты с общей взаимосвязью. Вершины таких объектов обязательно должны быть оснащены трехмерными координатами. Конструктор не может задать тип полилинии для такого предмета, так как он принадлежит сразу нескольким плоскостям. Создать такой объект можно через применение функции 3DPOLY, которая не гарантирует пользователю выполнение команд по возведению двумерных полилиний в качестве дуг и не только.