Modelowanie bryłowo - powierzchniowe w programie AutoCAD Wstęp do modelowania w przestrzeni 3D Sterowanie wyświetlaniem 3D Układy współrzędnych NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 1
Cel projektu wykonanie wirtualnego modelu bryłowo powierzchniowego detalu budowlanego w systemie AutoCAD, zaprezentowanie modelu w postaci widoków, rzutów, przekrojów oraz zdjęć z wizualizacji. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 2
Zalety model 3D obserwowanie modelu z każdej strony, zaglądanie do wnętrza modelu, realistyczne sprawdzanie kolizji elementów, sprawdzanie przenikania części modelowanego obiektu, automatyczne tworzenie rzutów i przekrojów, generowanie realistycznych wizualizacji, automatyczne generowanie zestawień materiałowych, powierzchniowych, kubaturowych. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 3
Ogólne uwagi o projekcie Na początku kursu zakładamy, że student pracował w środowisku AutoCADa, wersja 2D (na powierzchni XY) zna narzędzia główne, zasady edycji, formatowania zna takie pojęcia jak: warstwa, styl linii i wymiarowania, bloki, itd. W trakcie tych zajęć skoncentrujemy się na: technikach modelowania umożliwiających tworzenie trójwymiarowych obiektów (praca z układami współrzędnych), narzędziach do tworzenia i edycji brył, narzędziach do tworzenia i edycji powierzchni, sposobach prezentowania modelu. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 4
Rodzaje modeli przestrzennych w AutoCAD model krawędziowy - składa się jedynie z linii odwzorowujących szkielet obiektu model powierzchniowy - składa się z krawędzi oraz nieprzeźroczystych ścian odwzorowujących powierzchnie brzegowe modelu model bryłowy - składa się z krawędzi, powierzchni oraz brył (prymitywów mających niezerową objętość) - najlepiej oddaje rzeczywistość; pozwala na określenie parametrów fizycznych takich jak: masa, objętość, środek ciężkości, momenty bezwładności NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 5
Model krawędziowy zbudowany z odcinków (narzędzie Linia, Polilinia lub Polilinia 3D). Może być wykorzystywane np. przy projektowaniu instalacji. Model powierzchniowy - zbudowany z nieskończenie cienkich powłok odwzorowujących płaszczyzny i powierzchnie zewnętrzne obiektów. Stosujemy różne techniki np. wyciąganie elementów płaskich lub użycie obiektów predefiniowanych, takich jak: prostopadłościan, ostrosłup, itp. Modele powierzchniowe można tworzyć technikami modelowania bryłowego (obracanie, wyciąganie obiektów otwartych). Szczególnym przypadkiem modeli powierzchniowych są modele siatkowe - obiekt przedstawiony za pomocą siatki wierzchołków, krawędzi i ścian. Modelowanie siatkami pozwala swobodnie kształtować obiekt z wykorzystaniem fałdowania, zagęszczania, wygładzania, technikami niedostępnymi w modelowaniu bryłowym. Może być wykorzystywane do odwzorowania powierzchni o nieregularnym kształcie np. powierzchni terenu. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 6
Model bryłowy - reprezentuje całą objętość obiektu, tzn. najpełniejszą informację o modelu. Modelowanie bryłowe jest łatwiejsze od modelowania krawędziowego i siatkowego. Bryły można dodawać, odejmować, znajdować części wspólne. Modelując bryłami możemy korzystać z predefiniowanych brył elementarnych, takich jak: prostopadłościan, ostrosłup, walec, kula, itp., możemy wyciągać dowolny, dwuwymiarowy obiekt po dowolnej linii, łuku czy polilinii oraz obracać względem dowolnej osi. Wada modelowania bryłowego Brak możliwości dowolnego, plastycznego kształtowania bryły, która istnieje w modelowaniu powierzchniowym. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 7
Modelowanie 3D w AutoCAD korzysta ze współrzędnych kartezjańskich: x, y, z współrzędnych walcowych r <φ, z współrzędnych sferycznych: r <φ <q Współrzędne można definiować jako wartości bezwzględne (mierzone od aktualnego lokalnego układu współrzędnych) wartości względne (mierzone od ostatnio utworzonego punktu) UWAGI W układach współrzędnych walcowych i sferycznych TYLKO promień może być definiowany jako współrzędna względna. Kąty zawsze są interpretowane jako wartości bezwzględne. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 8
Standardowo współrzędne odnoszą się do Globalnego Układu Współrzędnych, na stałe związanego z modelem (ikona układu lewy dolny narożnik ekranu). Tworząc rysunki dwuwymiarowe korzystamy jedynie z płaszczyzny XY tego układu, zapominając, że oś Z istnieje, gdyż współrzędna Z zawsze jest równa 0. Modelując w przestrzeni 3D tworzymy obiekty wprowadzając (bezpośrednio lub domyślnie) wszystkie 3 współrzędne. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 9
Płaszczyzna konstrukcyjna to płaszczyzna XY obowiązującego układu współrzędnych. Na tej płaszczyźnie pojawi się obiekt tworzony wskazaniami kursora, np. linia czy punkt. Aby utworzyć obiekt w innym położeniu w przestrzeni należy zmienić położenie płaszczyzny konstrukcyjnej XY, czyli zdefiniować nowy układ współrzędnych. Można zdefiniować dowolną liczbę Lokalnych Układów Współrzędnych (LUW). Należy pamiętać, że w danej chwili obowiązuje tylko jeden aktywny LUW. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 10
Bryły na rysunku zostały wymodelowane w różnych układach współrzędnych Stożek powstał w GUW, jego podstawa znajduje się na płaszczyźnie XY tego układu. Ostrosłup powstał w układzie lokalnym LUW1, podstawa ostrosłupa znajduje się na płaszczyźnie XY tego układu. Prostopadłościan powstał w LUW2. Walec powstał w LUW3. Podstawy tych brył leżą na płaszczyznach XY tych układów. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 11
Resume w przestrzeni 3D poruszamy się z pomocą Lokalnych Układów Współrzędnych (LUW), elementy 2D zawsze umieszczane są na płaszczyźnie XY aktywnego LUW, elementy 3D umieszczane są zgodnie z aktywnym LUW czyli podstawa elementu znajduje się na płaszczyźnie konstrukcyjnej XY, oś Z wyznacza kierunek wysokości. narzędzia dwuwymiarowej operacji na elementach działają tylko na płaszczyźnie konstrukcyjnej aktywnego układu (przesunięcie, kopia, obrót itp.), narzędzia do operacji na elementach w przestrzeni 3D (np. obrót 3D, odbicie lustrzane 3D) pozwalają na modyfikację obiektów poza płaszczyzną konstrukcyjną. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 12
Obserwowanie modelu 3D Podczas tworzenia rysunku płaskiego na ekranie, w rzutni, wyświetlany jest jego widok z góry, czyli zawsze patrzymy na płaszczyznę XY. W czasie tworzenia trójwymiarowego modelu niezbędna jest możliwość spojrzenia na model pod różnymi kątami, z różnych wysokości i odległości. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 13
Menu Kontrolki rzutni - w lewym górnym rogu obszaru modelowania. Przy prawej krawędzi mamy trzy narzędzia: narzędzie ViewCube razem z przyciskiem Widok główny / Początek (Home) pasek nawigacji narzędzie Koła nawigacyjne (SteeringWheels) Narzędzie ViewCube - zmiana punktu widzenia modelu 3D poprzez klikanie na podświetlające się fragmenty (narożniki krawędzie, płaszczyzny) sześcianu. Przycisk Widok główny / Początek - tuż nad ViewCube. Możliwość zmiany (redefinicji) Widoku głównego (Początek). Narzędzie Koła nawigacyjne (SteeringWheels) - włączane na Pasku nawigacji. Możliwość zmiany środka obrotu, wywoływania (powrotu do) poprzednich widoków. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 14
Narzędzie Koła nawigacyjne (SteeringWheels) Koła nawigacyjne to menu śledzenia, które są podzielone na różne części noszące nazwę klinów. Każdy klin na kole jest reprezentacją jednego narzędzia nawigacyjnego. Bieżący widok modelu można powiększać lub operować nim na różne sposoby. Menu Koło nawigacyjne pomagają zaoszczędzić czas i liczbę kliknięć, łącząc wiele wspólnych narzędzi nawigacyjnych w jednym interfejsie. Koła nawigacyjne są dostosowane do kontekstu, w którym jest wyświetlany model. Użytkownik ma do wyboru kilka różnych kół, z których każde ma własny motyw rysunkowy. Niektóre koła są zaprojektowane do nawigacji 2D, a inne są lepiej dostosowane do nawigacji 3D. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 15
Pasek nawigacji zawiera m.in. przyciski Orbita ograniczona - punkt celowy widoku pozostaje nieruchomy, a położenie kamery lub punktu obserwacji przemieszcza się dookoła celu. Orbita swobodna - wyświetla obiekt sterujący, który jest okręgiem. Jeśli opcja z menu podręcznego (prawego klawisza myszy) Włącz cel automatyczny orbity jest włączona, model obraca się względem środka wyświetlanych obiektów. W przeciwnym wypadku, punktem celu jest okręg sterujący. Ciągłe okrążanie - umożliwia oglądanie obiektów w ciągłym ruchu. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 16
Polecenie WIDOK (Menedżer widoków) Orientację w przestrzeni modelu ułatwia nam zestaw predefiniowanych widoków, takich jak: widok z góry, z dołu z boku, izometryczne (różne kierunki). UWAGA Widoki predefiniowane mają zdefiniowane własne układy współrzędnych. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 17
Modele mogą być wyświetlane z różną dokładnością. Im większa dokładność, tym lepsza jakość wyświetlania modelu, ale tym dłuższy czas generacji obrazu. model koncepcyjny model szkieletowy 2D model szkieletowy 3D model ukryty (tzn. z ukrytymi liniami niewidocznymi) model realistyczny model cieniowany model cieniowany z krawędziami model z odcieniami szarości model szkicowy NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 18
model szkieletowy oraz model z liniami ukrytymi NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 19
model realistyczny oraz model koncepcyjny NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 20
Uruchomienie AutoCAD Architecture 2012 jako AutoCAD 2012 Kliknij prawym przyciskiem myszy na ikonę AutoCAD Architecture i wybierz Kopiuj, przesuń kursor na dysk i:\, a następnie wybierz opcję Wklej skrót. Zmień nazwę skopiowanego skrótu, np. AutoCAD_Arch 2012. Ponownie kliknij prawym przyciskiem myszy na ikonie skrótu i wskaż Właściwości. Na ekranie zostanie wyświetlone okno dialogowe Właściwości: AutoCAD_Arch 2012. Przejdź do karty Skrót. W polu Obiekt docelowy zmieniamy tekst : C:\Program Files\AutoCAD Architecture 2012\acad.exe na: C:\Program Files\AutoCAD Architecture 2012\acad.exe /p "AutoCAD" (przed ukośnikiem i po literce p jest spacja, a następnie "nazwa profilu"). Kliknij na przycisk Zastosuj, a następnie na przycisku OK, aby opuścić okno dialogowe. Uruchom program używając ikony skrótu o nazwie AutoCAD_Arch 2012. NST-2013/2014 Modelowanie 3D w AutoCAD_1 21