3D моделирование

Использование типовых проекций значительно упрощает просмотр трехмерных объектов. Направление проецирования можно выбрать с помощью команд меню кнопки Виды в группе Виды на вкладке Визуализация ленты. Программа предлагает выбрать шесть типовых проекций и четыре изометрических вида (рис. 3.2). При запуске выбранной команды не только выводится на экран соответствующая проекция, но и автоматически выполняется масштабирование по границам.
Итак, можно выбрать один из следующих типовых видов.

• Сверху — точка зрения в этом случае находится над моделью. Это основной вид — вид в плане.
• Снизу — объект отображается так, как если бы вы смотрели на него снизу.
• Слева — модель показывается с левой стороны.
• Справа — модель показывается с правой стороны.
• Спереди — в этом случае модель отображается спереди. Данный вид соответствует фронтальной проекции на технических чертежах.
• Сзади — модель изображается так, как если бы на нее смотрели сзади.
• ЮЗ изометрия — юго-западный изометрический вид. При использовании различных изометрических видов чертеж всегда изображается сверху, только в различных видах пользователь смотрит на модель при разном повороте вокруг вертикальной оси. В данном случае видны левая, передняя и верхняя стороны модели. Поскольку в изометрических видах изображаются три измерения, а не два, как в пространстве 2D-моделирования, при этом можно увидеть гораздо больше деталей.
• ЮВ изометрия — в этом случае модель также показывается в трех измерениях. Пользователю видны правая, передняя и верхняя стороны модели.
• СВ изометрия — северо-восточный изометрический вид позволяет увидеть правую, заднюю и верхнюю стороны модели.
• СЗ изометрия — северо-западный изометрический вид приближает к пользователю левую, заднюю и верхнюю стороны конструкции.

При всем многообразии типовых проекций и изометрических видов может возникнуть необходимость выбрать произвольную точку обзора. Например, при использовании стандартных изометрических видов в правильных фигурах, таких как куб, некоторые ребра могут накладываться друг на друга. Описанная проблема решается смещением точки обзора в произвольное место.

Дополнительные виды

Один из способов получить нестандартный вид модели заключается в использовании команды ДИАЛТЗРЕН, которая запускается из меню Вид► 3D­виды► Стандартные точки обзора. На экране при этом отобразится диалоговое окно Стандартные точки обзора (рис. 3.3).

В поле Угол с осью X вводится угол между осью X и проекцией вектора наблюдения на плоскость XY. Такой угол обычно называют азимутом. В текстовом поле Угол с плоскостью XY задается угол наклона между вектором направления на точку обзора и ее проекцией.

Эти же углы можно указать и в графической зоне, расположенной сверху. Чтобы задать один из стандартных азимутов, следует щелкнуть кнопкой мыши внутри одного из секторов с нужным значением угла. При этом, зная, например, что угол 270° соответствует виду спереди, легко догадаться о соответствии углов и типовых видов.

В правой части окна указывается вертикальное направление вектора наблюдения. Угол 0° задает один из боковых видов, а угол 90° соответствует виду сверху, то есть типовому виду, к которому мы привыкли при работе с двухмерными чертежами. В типовых изометрических видах этот угол равен 35,3°. Например,установив азимут равным 225°, а вертикальный угол — 35,3°, мы получим типовой юго-западный изометрический вид (спереди и слева). Если переключатель установлен в положение Абсолютно в МСК, то направление просмотра задается относительно мировой системы координат (МСК). Чтобы указать угол зрения относительно ПСК, установите переключатель в положение Относительно ПСК. Нажатие кнопки Вид в плане, расположенной в нижней части окна, быстро устанавливает все настройки для просмотра вида в плане.

Трехгранник осей и компас

Еще одно средство установки нужного вида — трехгранник осей и компас. Чтобы воспользоваться данной возможностью, выполните команду меню Вид► 3D­виды► Точка обзора. Можно также ввести команду -ТЗРЕНИЯ с клавиатуры. При этом в командной строке появятся следующие сообщения:

 Текущее направление взгляда: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000

 Задайте точку обзора или [Повернуть] <компас и тройка осей>:

Числа в первой строке указывают координаты текущей точки зрения. При этом графическая зона примет вид, показанный на рис. 3.4.

Попробуйте подвигать мышью, и вы увидите, как перемещается маленькое перекрестье в правом верхнем углу и при этом вращается пиктограмма системы координат. Рисунок, расположенный в углу, называется компасом. Чтобы понять, как задать точку зрения с помощью данного инструмента, постарайтесь подключить свое воображение и представить, что данный компас — это развернутый на плоскости глобус, причем центр окружностей выступает в качестве северного полюса. Находясь в этой точке, вы смотрите на модель сверху. Внутренняя окружность — это экватор (вид сбоку), а вся внешняя окружность — это южный полюс (вид снизу). Таким образом, вертикальное положение точки зрения задается перемещением указателя мыши от центра к краю или наоборот.

Значение азимута зависит от того, в каком сегменте окружности находится указатель. Например, если переместить его в правый нижний сегмент окружности, то вы увидите модель слева спереди. Если при этом указатель будет располагаться во внутренней окружности, то ко всему прочему будет продемонстрирована верхняя сторона. А если он будет в положении между внутренней и внешней окружностями, отобразится нижняя сторона модели.

Возможно, вы обратили внимание на то, что указание точки зрения с помощью диалогового окна во многом схоже с использованием трехгранника осей и компаса: в обоих случаях угол зрения определяется путем задания азимута (угла между осью X и проекцией вектора наблюдения на горизонтальную плоскость) и вертикального угла. Однако при использовании компаса отсутствует возможность точного определения углов.

На первом этапе применение трехгранника осей и компаса может показаться затруднительным, однако, освоив данный инструментарий, вы сможете быстро задавать положение точки зрения — многим этот метод кажется наиболее удобным. Чтобы выбрать нужный вид, установите указатель мыши в нужную позицию и щелкните левой кнопкой мыши. Теперь модель отобразится на экране с учетом положения указателя мыши в компасе (рис. 3.5).

Отображение модели

В AutoCAD 2018 применяется такой подход к отображению моделей, при котором можно использовать стили визуализации. Под стилем визуализации понимается сохраненный набор параметров внешнего вида модели, включающий в себя вид граней и ребер модели, цвет фона, световые блики и многое другое. Поэтому можно один раз настроить отображение модели и сохранить эти настройки в виде стиля визуализации, чтобы затем при необходимости быстро возвращаться к нужному отображению модели.

Чтобы изменить внешний вид объекта, следует запустить команду ВИЗСТИЛИ. Сделать это можно, выбрав один из пунктов в подменю Вид► Визуальные стили, либо щелкнув на одном из значков в списке, который расположен в группе Визуальные стили на вкладке Вид ленты (рис. 3.6). Можно также выбрать подходящий визуальный стиль в экранном меню Управление визуальными стилями, которое расположено в левом верхнем углу области рисования.

По умолчанию в программе имеется десять различных стилей визуализации.

• 2D­каркас — объекты отображаются в виде отрезков и кривых, являющихся представлением контуров. Видны растровые и OLE-объекты, учитываются типы и веса линий.
• Каркас — объекты отображаются в виде отрезков и кривых, являющихся представлением контуров.
• Скрытие линий — объекты отображаются в каркасном представлении; отрезки, изображающие задние грани, скрыты.
• Реалистичный — объекты раскрашиваются с учетом присвоенного им цвета или типа материала.
• Концептуальный — объекты также заливаются с учетом присвоенного им цвета или типа материала. Кроме того, в этом случае реалистичность вида достигается за счет сглаженности поверхностей и плавности цветовых переходов.
• Тонированный — объекты отображаются с использованием тонирования с плавными переходами.
• Тонированный с кромками — объекты показываются с использованием тонирования с плавными переходами и видимыми кромками.
• Оттенки серого — объекты отображаются с использованием тонирования оттенками серого цвета и с плавными переходами.
• Эскизный — объекты показываются так, как будто они нарисованы от руки.
• Просвечивание — объекты отображаются частично прозрачными.

Внешний вид шестерни в стиле визуализации Концептуальный показан на рис. 3.7. Запомните, что каждому видовому экрану может быть назначен свой стиль визуализации.

Поэкспериментируйте с отображением модели при различных стилях визуализации, чтобы подобрать наиболее подходящий.

Режим Орбита

Режим Орбита служит для просмотра модели и установки точки зрения. При использовании данного инструмента пользователь как бы вращается вокруг пространственной модели, что позволяет рассмотреть ее под различными углами. В режиме Орбита нельзя использовать другие команды для редактирования модели. В AutoCAD 2018 применяются три разновидности данного инструмента. Кроме режима Орбита, который запускается по умолчанию, имеется два других режима: Свободная орбита и Непрерывная орбита. Выбрать один из режимов Орбита можно с помощью кнопок на панели навигации (по умолчанию она отображается у правого края области рисования), из меню Вид► Орбита либо с помощью панели инструментов Орбита. Производительность компьютера в режиме Орбита напрямую зависит от количества вращающихся объектов. Поэтому сначала выделите только те объекты, которые необходимо просмотреть в режиме вращения, а затем уже запустите команду. При этом с экрана исчезнут все невыделенные объекты. Они появятся вновь, как только вы завершите просмотр модели.

Свободное вращение

После выбора режима Свободная орбита на экране появляется окружность, показанная на рис. 3.8.

Данная окружность-шар делит графическую зону на несколько областей. При перемещении указателя из одной области в другую он изменяет свой внешний вид. Таким образом AutoCAD извещает пользователя о том, что изменился способ вращения модели, то есть программа будет по-разному реагировать на движения указателя мыши в зависимости от того, в какой области он находится.

Рассмотрим различные способы вращения модели.

Поворот в режиме круговой стрелки. Выведите указатель за внешний контур орбиты. Он примет вид круговой стрелки с точкой в центре . Если теперь перемещать указатель, удерживая нажатой левую кнопку мыши, то объекты, находящиеся на экране, будут вращаться вокруг воображаемой оси, проходящей через центр окружности перпендикулярно плоскости чертежа. Отпустив кнопку мыши, вы зафиксируете полученный вид модели. Поворот в режиме сферы с линиями. Если переместить указатель внутрь окружности, то он приобретет вид двух эллипсов со стрелками, расположенных в перпендикулярных плоскостях . Теперь, перемещая указатель при нажатой кнопке мыши, вы добьетесь вращения модели вокруг оси, лежащей в плоскости экрана и проходящей через центр окружности перпендикулярно направлению перемещения указателя. Например, если в данном режиме перемещать указатель в горизонтальном направлении, то модель будет вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через центр окружности. Отмечу также, что указатель лучше перемещать примерно по прямой линии, иначе можно легко запутаться в положении модели.

Поворот вокруг вертикальной оси. Наверное, вы уже заметили, что по контуру окружности расположены четыре кружка — они также предназначены для вращения модели. Если установить указатель мыши в левый или правый кружок, то он приобретет вид эллипса со стрелкой, вытянутого в горизонтальной плоскости . Теперь при перемещении указателя вращение модели будетвыполняться вокруг вертикальной оси, проходящей через центр окружности параллельно плоскости экрана. Чтобы получить лучшее представление о данном режиме, можно провести аналогию вращающегося на талии обруча. Даже если при перемещении указатель выйдет из маленькой окружности, вращение будет происходить до тех пор, пока вы не отпустите кнопку мыши. Чтобы повторить вращение в этой же плоскости, опять переместите указатель в одну из окружностей и начните буксировку.

Поворот вокруг горизонтальной оси. Если переместить указатель в нижний или верхний кружок, расположенный на контуре окружности, он примет вид вытянутого в вертикальной плоскости эллипса . В данном случае модель будет вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр окружности параллельно плоскости экрана. Чтобы представить себе такое вращение, вообразите, что вы толкаете перед собой колесо. Как и в предыдущем случае, указатель не будет видоизменяться до тех пор, пока вы не отпустите кнопку мыши, чтобы закончить вращение. Последние два режима хороши тем, что независимо от того, в каком направлении вы будете перемещать мышь, вращение будет происходить только в одной плоскости — вертикальной или горизонтальной.

Ограниченное вращение

Режим ограниченного вращения в версии AutoCAD 2018 используется по умолчанию. Инструмент Орбита можно вызвать одним из перечисленных выше способов. При этом окружность на экране не появится, а указатель примет такой же вид, как при вращении в режиме сферы с линиями ( ). Основное отличие от поворота в режиме сферы с линиями состоит в том, что теперь вращение будет происходить только относительно горизонтальной и вертикальной осей. Чтобы быстро переключиться в режим Свободная орбита, находясь в режиме Орбита, нажмите и удерживайте клавишу Shift. Кроме того, чтобы просто активизировать режим Зависимая орбита, нажмите клавишу Shift и среднюю кнопку (колесико) мыши. Отпустив кнопку или клавишу, вы вернетесь в режим черчения.

Непрерывное вращение

После выбора режима Непрерывная орбита необходимо задать направление вращения модели. Для этого нужно, удерживая нажатой левую кнопку мыши, указать то направление, которое необходимо. Для окончания вращения модели нажмите клавишу Esc или щелкните кнопкой мыши.

Настройки режима вращения

Как говорилось ранее, в любом из режимов вращения невозможно выполнение команд, то есть их нельзя ввести в командную строку. Однако щелчком правой кнопкой мыши можно вызвать контекстное меню с достаточно широким набором возможностей (рис. 3.9).

Рассмотрим команды, имеющиеся в контекстном меню.

• Пункт Выход завершает выполнение команды и убирает контекстное меню с экрана.
• Выделив строку Текущий режим, вы просто свернете контекстное меню без завершения работы команды.
• В подменю Другие режимы навигации перечислены все возможные инструменты, позволяющие просматривать модель различными способами в интерактивном режиме. Обратите внимание, что каждой команде назначена своя цифра, поэтому переключаться между данными режимами можно, не вызывая контекстное меню, а просто нажимая соответствующую клавишу.
• Первые три позиции занимают различные варианты режима Орбита, описанные достаточно подробно.
• После выбора пункта Регулировка расстояния указатель принимает вид стрелки. Теперь, если перемещать его вверх или вниз при нажатой левой кнопке мыши, чертеж на экране будет приближаться или удаляться соответственно.
• Команда Шарнир позволяет имитировать вращение камеры вокруг вертикальной оси.
• Команды Обход и Облет предоставляют дополнительные возможности. При выборе первой из них появляется возможность «прогуляться» по модели и рассмотреть ее с точки зрения обозревателя. Управление осуществляется клавишами управления курсором и с помощью палитры Локатор положения (рис. 3.10), которая появляется автоматически после вызова команды. Инструмент Облет во многом аналогичен предыдущему. Эти две команды можно настроить в диалоговом окне Параметры на вкладке 3D­моделирование.
• Используйте команды Зумирование и Панорамирование точно так же, как если бы вы находились не в орбитальном режиме. В данном случае масштабирование производится в режиме реального времени.
• Команда Параметры анимации открывает одноименное диалоговое окно, в котором можно указать настройки для сохранения анимационного файла.
• Пункты Показать рамкой, Показать до границ и Показать предыдущий предназначены для увеличения или уменьшения изображения модели в режиме Орбита. Замечу, что изменять масштаб объектов можно и не вызывая контекстное меню, а просто используя колесико мыши.
• Параллельную или перспективную проекцию можно выбрать, воспользовавшись командой Параллельная или Перспективная. В случае применения первого способа все параллельные линии модели останутся таковыми и в изображении. Если же выбрать вариант Перспективная, то линии, уходящие вглубь экрана, будут визуально сходиться. Такой эффект обычно используют в архитектурных чертежах.
• Команда Восстановить вид может помочь в том случае, когда после долгих манипуляций с моделью вы желаете вернуть на экран вид, который был до перехода в режим Орбита.
• Из подменю Стандартные виды можно выбрать один из стандартных видов модели, рассмотренных ранее.
• Команда Именованные виды отображает список именованных видов, содержащихся в чертеже. Чтобы изменить текущий вид модели, следует выбрать один из именованных видов.
• В подменю Визуальные стили перечислены все стили визуализации, кроме 2D­каркас.
• Наконец, подменю Средства визуализации позволяет воспользоваться некоторыми дополнительными средствами, помогающими сориентироваться в трехмерном пространстве:
• Компас — изображение на экране дополнится тремя окружностями — X, Y и Z, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях;
• Сетка — в плоскости XY вырисовывается сетка;
• Знак ПСК — на экран добавляется трехмерная пиктограмма ПСК (эта функция включена по умолчанию).

Трехмерные координаты

Построение новых объектов всегда происходит путем задания координат. Как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве для этого могут применяться различные методы. Правда, ввод трехмерных координат характеризуется особенностями, которые мы сейчас рассмотрим.

При построении трехмерных объектов можно использовать те же способы задания координат, которые применяются при двухмерном моделировании. Отличительной особенностью указания пространственных координат является лишь то, что к осям X и Y, использовавшимся ранее, добавляется еще и ось Z, проходящая перпендикулярно плоскости XY. Поэтому положение точек теперь будет определяться тремя координатами: x, y и z. Что касается полярных координат, применяемых в двухмерных чертежах, то в трехмерном пространстве их аналогами являются цилиндрические и сферические координаты. Кроме того, задавать координаты можно и в интерактивном режиме, то есть указывая их непосредственно на чертеже с помощью мыши.

Объектная привязка в трехмерном пространстве

Как в двухмерных, так и в трехмерных чертежах привязка к существующим объектам очень упрощает построение модели. Использование объектной привязки позволяет однозначно указать нужную точку, причем сделать это с абсолютной точностью. Однако не стоит забывать, что на трехмерных чертежах в определенных видах некоторые объекты могут сливаться. Поэтому следует выбирать вид без этого недостатка. В остальном же использование привязки к объектам в двухмерных моделях полностью аналогично применению ее в трехмерном пространстве.

Различные системы координат

Основной в AutoCAD является прямоугольная декартова система координат, которая называется мировой системой координат (МСК). Она используется по умолчанию при создании нового чертежа. Направление осей демонстрируется с помощью трех стрелок (рис. 3.9).

В трехмерных чертежах оси X и Y составляют горизонтальную плоскость, а ось Z направлена перпендикулярно вверх, то есть по умолчанию ось X соответствует ширине объекта, Y — глубине, а по оси Z отсчитывается высота. Кроме присутствующей во всех чертежах МСК, вы можете создать несколько собственных систем координат, называемых пользовательскими системами координат (ПСК).

Трехмерные поверхности Скачать

Пройти тест

Все основные кнопки для работы с трехмерными поверхностями, которые мы рассмотрим в этой главе, находятся в группе Примитивы (рис. 3.10), расположенной на вкладке Сеть.

Если вы переключитесь в пространство 3D­моделирование, то все кнопки будут у вас под рукой и вам не придется долго путешествовать по меню в поиске нужного инструмента.

Трехмерная грань

Команда 3-Грань или 3DГРАНЬ позволяет создать плоские поверхности из граней, ограниченных тремя или четырьмя ребрами. За один сеанс выполнения команды можно начертить несколько граней, причем каждая из них может быть ориентирована произвольным образом. Расположение ребер, ограничивающих создаваемую поверхность, указывают с помощью угловых точек. Точки должны располагаться по часовой стрелке или против нее, но не по диагонали, иначе вы получите грань неправильной формы.

Чтобы приступить к созданию грани, выполните команду меню Рисование► Моделирование► Сети► 3D­грань или введите с клавиатуры команду 3-Грань или 3DГРАНЬ. После этого в командной строке появятся приглашения указать первую, а затем и последующие точки создаваемой грани:

Первая точка или [Невидимая]: 

Вторая точка или [Невидимая]: 

Третья точка или [Невидимая] <выход>: 

Четвертая точка или [Невидимая] <создать треугольную грань>:

После указания координат точки программа предлагает задать следующие точки, определяющие расположение ребер. Последнее ребро создается автоматически путем соединения первой и последней указанных точек. Если после указания третьей точки, когда появится запрос Четвертая точка или [Невидимая] <создать треугольную грань>:, нажать клавишу Enter, то будет создана трехсторонняя грань. Чтобы создать четырехстороннюю грань, в ответ на данное приглашение просто укажите расположение четвертой точки. Выполнение команды на этом не завершается, и можно формировать новые грани путем указания новых точек. Однако учтите, что ребро грани, созданное последней парой точек, будет служить первым ребром для вновь создаваемой грани. Поэтому, например, если создаваемая в данный момент грань должна быть четырехсторонней, то для ее формирования необходимо указать всего две точки. Выполнение команды, как обычно, завершается нажатием клавиши Esc или Enter.

Многоугольная сеть

Рассмотрим, как можно создать сеть произвольной конфигурации. Такую сеть можно построить с помощью команды 3-Сеть или 3DСЕТЬ. Данный объект формируется путем указания массива вершин.

Сначала появится приглашение: Размер сети в направлении M: Задайте количество вершин в одном направлении (M). Затем программа попросит указать количество вершин в другом направлении (N): Размер сети в направлении N:

После этого необходимо будет указать координату каждой точки сети. Например, при размерности сети M ´ N равной 3 ´ 4 количество точек будет составлять 12. При этом первая точка будет называться (0, 0), а последняя — (2, 3). Обратите внимание, что нумерация точек начинается с нуля:

Положение вершины (0, 0):
Положение вершины (0, 1):
...
Положение вершины (2, 3):

Пример многоугольной сети размерностью 3 х 4 показан на рис. 3.11.

Точки не обязательно задавать в той последовательности, в которой они показаны на рис. 3.11. Обратите внимание, что при создании сети точки не подписываются. Вы можете разбросать точки в совершенно произвольном направлении — в этом случае получится сеть причудливой формы.

Созданная сеть представляет собой единый объект. Однако ее можно расчленить, и тогда каждый отдельный объект будет представлять собой трехмерную грань. При выделении многоугольной сети во всех вершинах появляются маркеры, с помощью которых можно легко изменить ее конфигурацию.

Поверхности вращения

Еще один способ построения поверхностных моделей предоставляет команда П-ВРАЩ. С ее помощью поверхности создаются путем вращения какого-либо объекта — определяющей кривой — вокруг заданной оси. Сформированные таким образом модели называются поверхностями вращения.

Чтобы запустить данную команду, необходимо нажать кнопку в группе Примитивы на вкладке Сеть ленты, либо выполнить команду меню Рисование► Моделирование► Сети► Сеть вращения, либо ввести в командной строке П-ВРАЩ. В процессе выполнения команды требуется сначала указать тело вращения, а затем задать ось, вокруг которой оно будет повернуто:

Выберите объект для вращения: 

Выберите объект, определяющий ось вращения:

За один сеанс выполнения команды можно повернуть только один объект. Вращать можно отрезок, дугу, окружность, эллипс, полилинию или трехмерную полилинию. В качестве оси вращения можно указать отрезок или незамкнутую полилинию, при этом ось вращения будет определяться вектором, проходящим из первой вершины полилинии в последнюю. Если нужно создать вспомогательный объект, определяющий ось вращения, это следует сделать до начала выполнения команды.

Ось вращения можно указать щелчком кнопкой мыши на нужном объекте. При этом имеет значение, ближе к какому концу отрезка или полилинии будет находиться указанная вами точка, потому что этот конец отрезка будет воспринят как начало оси вращения. Если смотреть на объект с начала оси вращения, то положительное направление поворота будет соответствовать вращению по часовой стрелке.

Начальный угол, который программа попросит указать, определяет отступ начала поверхности вращения от плоскости определяющей кривой:

Начальный угол <0>: 

Если оставить указанное по умолчанию значение 0°, то поворот будет начат с определяющей кривой.

Затем появится запрос об указании угла поворота:

Центральный угол (+=против чс, -=по чс) <360>: 

Если вы собираетесь создать замкнутую модель, оставьте значение угла поворота по умолчанию — 360°. Причем в данном случае не имеет значения, как вы указали ось вращения. Однако повернуть образующую кривую можно на любой угол, при этом можно задать как положительное значение угла (соответствует вращению по часовой стрелке), так и отрицательное (вращение происходит против часовой стрелки). По умолчанию вращение выполняется по часовой стрелке, поэтому знак + можно с клавиатуры не вводить. По аналогии с величинами M и N, которые задают количество вершин в сети, создаваемой с помощью команды 3DСЕТЬ, при построении поверхностей вращения используются системные переменные SURFTAB1 и SURFTAB2. Дело в том, что на экране криволинейная поверхность, полученная путем вращения какого-либо объекта, отображается в виде ребер, составляющих эту поверхность. Чем больше значения переменных SURFTAB1 и SURFTAB2, тем больше линий используется для построения сети и тем правдоподобнее будет выглядеть модель.

На рис. 3.12 показана поверхность, полученная путем вращения окружности на 270°. Слева модель изображена при значениях системных переменных SURFTAB1 и SURFTAB2, равных 6, а во втором случае переменной SURFTAB1 присвоено значение 15, а SURFTAB2 — 10.

Изменение значений переменных SURFTAB1 и SURFTAB2 не влияет на существующие объекты, поэтому изменять эти значения следует до начала построения поверхности вращения. После выполнения команды П-ВРАЩ объекты, использовавшиеся для построения поверхности вращения, сохраняются и их можно использовать повторно. Если такой необходимости не возникнет, лучше их удалить.

Поверхности сдвига

Команда П-СДВИГ служит для построения поверхностей путем сдвига образующей кривой вдоль указанного вектора. Создание такой поверхности обычно начинается с построения образующей кривой, в качестве которой может выступать отрезок, дуга, окружность, полилиния, эллипс или эллиптическая дуга, и вычерчивания объекта (отрезка или полилинии), который в дальнейшем будет служить вектором сдвига.

Чтобы запустить данную команду, нажмите кнопку в группе Примитивы на вкладке Сеть ленты, либо выполните команду меню Рисование► Моделирование► Сети► Сеть сдвига, либо введите в командной строке П-СДВИГ. Программа попросит указать профиль сдвига:

Выберите объект -- криволинейную траекторию:

В ответ на это приглашение выделите объект, служащий основой для создания поверхности. Появится запрос:

Выберите объект -- направляющий вектор: 

Щелкните кнопкой мыши на объекте, задающем направление объекта. При этом за начало вектора принимается тот конец отрезка, ближе к которому вы щелкнете. Поэтому, например, если задать вектор, щелкнув ближе к верхнему концу отрезка, то поверхность будет построена путем сдвига в противоположном направлении, то есть вниз. При этом высота поверхности будет равна абсолютной длине вектора. Следует также отметить, что вектор, задающий направление, может быть расположен под любым углом к плоскости, в которой находится задающая кривая.

Примеры построенных поверхностей сдвига показаны на рис. 3.13.

Системная переменная SURFTAB1 регулирует плотность сети, то есть задает количество отрезков, которыми будет определена криволинейная поверхность. Итак, после выполнения команды П-СДВИГ поверхность сдвига и объект, вдоль которого происходил сдвиг поверхности, остаются неизменными, а на экране появляется трехмерная сеть, состоящая из полилиний.

Поверхности соединения

Поверхности, создаваемые с помощью команды П-СОЕД, связывают между собой два примитива, в качестве которых могут выступать отрезки, полилинии, сплайны, окружности, точки, эллипсы и эллиптические дуги. Например, если такими объектами будут две окружности, расположенные в параллельных плоскостях, то при выполнении данной команды на экране появится либо цилиндр, либо усеченный конус — в зависимости от соотношения размеров окружностей (рис. 3.14). При этом должно соблюдаться следующее условие: оба объекта должны быть либо замкнутыми, либо разомкнутыми.

Чтобы запустить данную команду, нажмите кнопку в группе Примитивы на вкладке Сеть ленты, либо выполните команду меню Рисование► Моделирование► Сети► Сеть соединения, либо введите в командной строке П-СОЕД. В командной строке последовательно появятся следующие запросы:

Выберите первую определяющую кривую: 

Выберите вторую определяющую кривую: 

В ответ на них укажите объекты, между которыми будет «натянута» поверхность. Последовательность задания объектов не играет никакой роли. Может иметь значение только указание точек на конкретном объекте. Чтобы не получить пересекающуюся поверхность (рис. 3.15), старайтесь указывать точки, расположенные примерно в одной плоскости.

После указания второго объекта на экране появится созданная поверхность. Как и в предыдущем случае, системная переменная SURFTAB1 определяет количество отображаемых линий на поверхности, которую вы создаете. Данный параметр необходимо задавать до вызова команды П-СОЕД.

Поверхность Кунса

Воспользовавшись командой П-КРОМКА, можно построить поверхность на основании четырех соприкасающихся объектов. Такая поверхностная сеть может получиться достаточно причудливой конфигурации, учитывая то, что в качестве задающих объектов могут выступать отрезки, дуги, сплайны и полилинии (рис. 3.16). Такая сеть получила название «поверхность Кунса».

Прежде чем вызывать команду построения такой поверхности, необходимо начертить четыре объекта, на которые будет натянута сеть. При этом следует иметь в виду, что объекты могут быть произвольным образом ориентированы друг относительно друга, однако они должны соприкасаться, то есть между ребрами не должно быть зазоров.

Приступая к построению поверхности Кунса, нажмите кнопку в группе Примитивы на вкладке Сеть ленты, либо выполните команду меню Рисование► Моделирование► Сети► Сеть по кромкам, либо введите в командной строке П-КРОМКА. Программа попросит последовательно указать четыре объекта, которые будут определяющими кривыми создаваемой поверхности:

Выберите объект –- 1-ю кромку поверхности: 

Выберите объект –- 2-ю кромку поверхности: 

Выберите объект –- 3-ю кромку поверхности: 

Выберите объект –- 4-ю кромку поверхности: 

Последовательность, в которой вы будете задавать объекты, не имеет значения. После выделения четвертого (последнего) объекта сеть будет построена.

Количество линий создаваемой сети в двух направлениях зависит от значений системных переменных SURFTAB1 и SURFTAB2. Напомню, что изменять эти параметры необходимо до создания поверхности.

Плоская поверхность

Команда ПЛОСКПОВ позволяет создавать прямоугольные поверхности путем задания угловых точек. Кроме того, воспользовавшись дополнительным параметром этой команды, можно конвертировать объект в замкнутую поверхность, состоящую из любого количества примитивов.

Чтобы создать прямоугольную поверхность с помощью команды ПЛОСКПОВ, нажмите кнопку Плоская поверхность, расположенную в группе Создать на вкладке Поверхность, или выполните команду меню Рисование► Моделирование► Поверхности► Плоские.

Программа запросит координаты первого угла прямоугольной поверхности:

Первый угол или [Объект] <Объект>: 

Введите координаты точки с клавиатуры или укажите их, щелкнув в нужном месте чертежа. Появится запрос о вводе второго угла:

Другой угол: 

Просто переместите указатель в нужную позицию и щелкните кнопкой мыши, чтобы завершить построение прямоугольной поверхности.

Команда ПЛОСКПОВ обладает одним полезным свойством. Как уже говорилось, с ее помощью можно преобразовать любой замкнутый контур в поверхность. Для этого достаточно в ответ на запрос об указании первого угла просто нажать клавишу Enter, тем самым выбрав параметр Объект, а затем путем выделения объектов определить контур, подлежащий преобразованию в поверхность. Выделив объекты, нажмите клавишу Enter, чтобы завершить выполнение команды ПЛОСКПОВ. На экране появится поверхностная модель, основанная на выбранном контуре.

Сетевые примитивы

Стандартные трехмерные поверхности, называемые сетевыми примитивами, в программе AutoCAD можно создать несколькими способами. Простейший способ — применить нужный инструмент в группе Примитивы на вкладке Сеть либо выбрать команду меню Рисование► Моделирование► Сети► Примитивы, а далее воспользоваться одним из пунктов подменю Примитивы. Наконец, можно использовать параметры команды СЕТЬ, после запуска которой появится запрос:

Задайте параметр [Ящик/Конус/Цилиндр/Пирамида/Сфера/КЛин/ Тор/ПАраметры] <Ящик>: 

Выбрав один из параметров, можно создать нужный примитив.

В нескольких следующих подразделах мы рассмотрим создание простейших стандартных сетевых примитивов поверхностей (ящика, конуса, тора и т. п.).

Параллелепипед

Внешний вид параллелепипеда приведен на рис. 3.17.

Чтобы построить параллелепипед, выберите параметр Ящик команды СЕТЬ либо инструмент Сеть­параллелепипед в группе Примитивы на вкладке Сеть ленты. Появится приглашение:

Первый угол или [Центр]: 

Укажите координаты левого нижнего угла параллелепипеда. Если выбрать параметр Центр, вам будет предложено указать центр параллелепипеда. Появится следующий запрос:

Другой угол или [Куб/Длина]: 

Задайте противоположный первому угол грани параллелепипеда. Если выбрать параметр Куб, то программа создаст куб, все стороны которого будут равны указанной вами длине. Если же выбрать параметр Длина, вы можете задать длину параллелепипеда вдоль оси X.

Программа выдаст очередной запрос:

Высота или [2Точки]: 

Укажите высоту параллелепипеда по оси Z. Параметр 2Точки позволяет задать нужную высоту, указав две точки на экране.

В графической области появится созданный вами параллелепипед.

Клин

Чтобы приступить к формированию клина (рис. 3.18), выберите параметр КЛин команды СЕТЬ либо инструмент Сеть­клин в группе Примитивы на вкладке Сеть ленты.

Создание клина во многом схоже с построением параллелепипеда: необходимо указать аналогичные параметры.

После выбора параметра КЛин появится приглашение:

Первый угол или [Центр]: 

Укажите координаты левого нижнего угла основания клина. Если выбрать параметр Центр, вам будет предложено выбрать центр основания. Появится следующий запрос:

Другой угол или [Куб/Длина]: 

Задайте противоположный первому угол основания клина. Если выбрать параметр Куб, то программа создаст клин с квадратным основанием, а с помощью параметра Длина можно задать длину основания клина вдоль оси X. Программа выдаст очередной запрос:

Высота или [2Точки]: 

Укажите высоту клина по оси Z. При вводе положительного значения клин будет направлен вверх, а при вводе отрицательного — вниз. Параметр 2Точки позволяет задать нужную высоту, указав две точки на экране.

В графической области появится созданный вами клин.

Пирамида

Параметр Пирамида команды СЕТЬ позволяет построить пирамиду (рис. 3.19). Пирамиду можно также построить, воспользовавшись инструментом Сеть­пирамида в группе Примитивы вкладки Сеть ленты.

После запуска команды появится первое приглашение:

Центральная точка основания или [Кромка/Стороны]:

Задайте координаты центра основания пирамиды или воспользуйтесь одним из параметров. Параметр Кромка позволяет задать длину одного ребра основания пирамиды путем указания двух точек на экране. Параметр Стороны указывает количество сторон сетевой пирамиды (от 3 до 32).

После задания центра пирамиды появится следующее приглашение:

Радиус основания или [Вписанный]: 

Введите радиус окружности, описывающей основание пирамиды, либо выберите параметр Вписанный и задайте радиус окружности, в которую вписано основание пирамиды.

Появится следующее приглашение:

Высота или [2Точки/Конечная точка оси/Радиус верхнего основания]: 

Чтобы указать высоту пирамиды, можно просто щелкнуть в нужном месте экрана, сообразуясь с длиной линии, исходящей из центра основания пирамиды, либо ввести ее с клавиатуры. Можно также указать высоту, выбрав параметр 2Точки и щелкнув на двух точках в графической области, либо указать положение вершины пирамиды в любой точке 3D-пространства, выбрав параметр Конечная точка оси. Положение конечной точки определит ориентацию пирамиды в 3D-пространстве. Наконец, для создания усеченной пирамиды воспользуйтесь параметром Радиус верхнего основания. Укажите высоту пирамиды. Созданный вами сетевой примитив появится на экране.

Задание некоторых точек пирамиды может быть непростой задачей, так как обычно их абсолютные координаты неизвестны. По этой причине перед созданием пирамиды вам, возможно, понадобится выполнить вспомогательные построения.

Конус

С помощью параметра Конус команды СЕТЬ либо инструмента Сеть­конус в группе Примитивы вкладки Сеть ленты можно построить полный или усеченный конус (рис. 3.20).

В первую очередь следует указать центр основания конуса в ответ на запрос:

Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]: 

Вы можете также воспользоваться одним из параметров команды:

• 3Т — позволяет построить основание конуса по трем точкам. Первые две из них задают положение первой и второй точек на основании, а третья точка определяет размер и поворот плоскости основания;
• 2Т — дает возможность задать диаметр и положение основания по двум точкам. Первая точка задает первую точку на окружности основания, а вторая — величину диаметра и положение основания сетевого конуса;
• ККР — позволяет построить основание конуса по касательным к двум объектам и радиусу окружности, касающейся этих точек;
• Эллиптический — строит конус с эллиптическим основанием.

Укажите центр основания конуса. После этого появится следующее приглашение:

Радиус основания или [Диаметр]: 

В ответ нужно задать радиус окружности, служащей нижним основанием конуса. Выбрав параметр Диаметр, можно указать диаметр основания.

Далее появится запрос:

Высота или [2Точки/Конечная точка оси/Радиус верхнего основания] <0>:

Чтобы задать высоту конуса, достаточно щелкнуть кнопкой мыши в нужном месте экрана, сообразуясь с длиной линии, исходящей из центра основания конуса, либо просто ввести этот параметр с клавиатуры. Можно также указать высоту, выбрав параметр 2Точки и щелкнув на двух точках в графической области, либо указать положение вершины конуса в любой точке 3D-пространства, выбрав параметр Конечная точка оси. Имейте в виду, что положение конечной точки определит ориентацию конуса в 3D-пространстве. Наконец, для создания усеченного конуса воспользуйтесь параметром Радиус верхнего основания.

Укажите высоту конуса. На экране появится созданный вами сетевой примитив.

Сфера

Основными параметрами, которые следует указать при построении сферы (рис. 3.21), являются центр и радиус (диаметр).

Чтобы приступить к созданию сферы, выберите параметр Сфера команды СЕТЬ либо инструмент Сеть­сфера в группе Примитивы на вкладке Сеть ленты. Сначала программа попросит указать центральную точку сферы:

Центр или [3Т/2Т/ККР]: 

Укажите центр сферы либо воспользуйтесь одним из параметров. Параметр 2Т позволяет построить сферу заданием ее диаметра с помощью указания двух точек. Можно также построить сферу путем указания трех точек (3Т): сначала задаются две точки на окружности, а третья точка определяет размер и поворот плоскости сетевой сферы.

После указания центра сферы появится следующий запрос:

Радиус или [Диаметр]: 

Задайте радиус сферы или, выбрав параметр Диаметр, определите диаметр. На экране отобразится построенный вами сетевой примитив.

Тор

Тор — это фигура, напоминающая бублик (рис. 3.22). Для построения тора используется параметр Тор команды СЕТЬ либо инструмент Сеть­тор в группе Примитивы на вкладке Сеть ленты.

После запуска команды AutoCAD попросит указать центральную точку тора:

Центр или [3Т/2Т/ККР]: 

По умолчанию сначала следует указать центр тора. Параметр 2Т позволяет создать тор указанием наружного и внутреннего диаметров тора, параметр 3Т создает тор, полость которого проходит вдоль трех указанных точек, а при выборе параметра ККР радиус тора будет определяться касательной к двум объектам.

При нажатии клавиши Enter появится следующий запрос:

Радиус или [Диаметр]: 

Задайте радиус тора или, выбрав параметр Диаметр, укажите его диаметр. Имейте в виду, что радиус тора измеряется от его центра до внешнего края, а не до центра полости.

Программа выдаст запрос:

Радиус полости или [2Точки/Диаметр]: 

В ответ укажите радиус или диаметр полости тора. Можно также указать две точки на экране. В графической области будет создан сетевой примитив.

Создание отверстий

До сих пор вы создавали сети с помощью различных команд, однако ни разу не сталкивались с формированием отверстий. Дело в том, что отверстие невозможно создать в сети — сначала сеть нужно преобразовать в поверхность, область или тело. Рассмотрим эту несложную процедуру, вырезав круглое отверстие в прямоугольной поверхности с помощью команды ВЫЧИТАНИЕ (рис. 3.23).

Сначала необходимо создать объекты, которые в дальнейшем определят границы областей. В данном случае это прямоугольник и круг.

1. Перейдите на вкладку Главная и, воспользовавшись инструментами в группе Рисование, нарисуйте прямоугольник и круг, примерно как показано на рис. 3.24.

2. Раскройте на ленте группу Редактирование тела и выберите инструмент Преобразовать в поверхность либо введите в командную строку ПРЕОБРВПВРХ. В командной строке появится подсказка: Выберите объекты:
3. Выберите щелчками кнопкой мыши прямоугольник и круг и нажмите клавишу Enter. Обратите внимание на то, что на поверхностях выбранных объектов появились линии сети. Теперь необходимо вычесть из прямоугольной поверхности круглую.
4. Наберите в командной строке ВЫЧИТАНИЕ или нажмите одноименную кнопку в группе Редактирование тела на вкладке Главная ленты. Появится приглашение: Выберите тела, поверхности и области, из которых будет выполняться вычитание. Выберите объекты:
5. Выберите прямоугольник и нажмите клавишу Enter. Появится запрос: Выберите тела, поверхности и области для вычитания. Выберите объекты:
6. Выберите окружность, то есть вычитаемый объект, и нажмите клавишу Enter. На этом создание отверстия завершено.

Чтобы нагляднее увидеть изменения, можно выбрать стиль визуализации Концептуальный.

Твердотельные модели Скачать

Пройти тест

Помимо каркасных моделей, которые могут строиться с помощью обычных команд двухмерного черчения, и поверхностей, рассмотренных в предыдущей главе, в AutoCAD можно создавать твердые тела, хранящие наиболее полную информацию о формируемом объекте. Создавать тела даже проще, чем остальные модели. Кроме того, применение объемных моделей позволяет получать более реалистичные чертежи.

Все основные инструменты для работы с твердотельными моделями можно найти в группах Моделирование, Редактирование и Редактирование тела вкладки Главная ленты, а также в меню Рисование►Моделирование или Редактировать►Редактирование тела.

Создание типовых тел

Построение типовых объемных тел во многом схоже с созданием типовых поверхностных моделей, рассмотренных в предыдущей главе.

Чтобы построить одну из типовых объемных моделей, необходимо воспользоваться меню Рисование► Моделирование, кнопками в группе Моделирование ленты или на панели инструментов Моделирование. Для создания трехмерных тел предназначены следующие кнопки (пункты меню): Ящик, Клин, Конус, Сфера (Шар), Цилиндр, Пирамида, Тор и Политело.

Параллелепипед

Параллелепипед (рис. 3.25) — одна из фигур, которые приходится строить наиболее часто. Чтобы приступить к его созданию, вызовите команду ЯЩИК, выполнив команду меню Рисование► Моделирование► Ящик или нажав кнопку Ящик в группе Моделирование на вкладке Главная ленты.

В командной строке появится первое приглашение:

Первый угол или [Центр]:

В ответ необходимо указать координаты одной из вершин параллелепипеда. Если выбрать параметр Центр, то программа попросит указать центр параллелепипеда. Центр задается во всех трех измерениях, поэтому не забывайте указывать и координату Z, иначе точка будет расположена в плоскости XY.

Далее появится следующий запрос:

Другой угол или [Куб/Длина]: 

Укажите противоположную точку основания параллелепипеда. Кроме того, можно выбрать один из двух параметров.

• Воспользовавшись параметром Куб, вы сможете построить куб, указав всего один линейный размер в ответ на приглашение Длина:. Еще до определения размера куба можно соответствующим образом повернуть его в плоскости XY с помощью мыши, причем построение примитива на этом и завершится.
• Если выбрать параметр Длина, то программа сначала попросит указать длину параллелепипеда, а затем ширину создаваемого объекта.

В ответ на последний запрос необходимо задать высоту параллелепипеда:

Высота или [2Точки] <0.0000>:

Если выбрать параметр 2Точки, то высоту можно задать путем указания двух точек на экране.

Клин

Чтобы приступить к построению клина, вызовите команду КЛИН, нажав одноименную кнопку в группе Моделирование на вкладке Главная ленты или выполнив команду меню Рисование► Моделирование► Клин. Пример клина, построенного с помощью этой команды, показан на рис. 3.26. Обратите внимание, что клин представляет собой половину параллелепипеда, то есть из двух одинаковых клиньев всегда можно составить параллелепипед.

После запуска команды в командной строке появится приглашение:

Первый угол или [Центр]:

В ответ необходимо указать координаты одной из вершин клина. Если выбрать параметр Центр, то программа попросит задать центр клина. Не забывайте указывать и координату Z, иначе точка будет расположена в плоскости XY.

Далее появится следующий запрос:

Другой угол или [Куб/Длина]: 

Укажите противоположную точку основания клина или выберите один из двух доступных параметров.

• Воспользовавшись параметром Куб, вы сможете построить клин, все перпендикулярные стороны которого будут равны, то есть клин будет представлять собой половину куба. Указав всего один линейный размер, в ответ на приглашение Длина <0.0000>: задайте длины сторон клина. Построение примитива на этом завершится. Прежде чем определить размер клина, можно соответствующим образом повернуть его в плоскости XY с помощью мыши.
• Если выбран параметр Длина, то программа сначала попросит указать длину клина, а затем его ширину.

В ответ на последнее приглашение команды задайте высоту клина:

Высота или [2Точки] <0.0000>: 

Выбрав параметр 2Точки, можно задать высоту путем вычисления расстояния между двумя определенными точками.

Конус

Команда КОНУС позволяет построить прямой конус с окружностью или эллипсом в основании. Данная команда также дает возможность создавать не только полный, но и усеченный конус (рис. 3.27).

Чтобы приступить к построению конуса, выполните команду меню Рисование► Моделирование► Конус или нажмите кнопку Конус в группе Моделирование на вкладке Главная ленты.

Появится запрос:

Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]: 

Укажите координаты центральной точки основания конуса или выберите один из параметров, чтобы задать конфигурацию основания каким-либо другим способом.

• Выберите параметр 3Т, чтобы указать основание конуса путем определения трех точек окружности.
• Параметр 2Т позволяет задать размеры основания, указав координаты двух диаметрально противоположных точек на окружности.
• Параметр ККР предоставляет возможность создать круглое основание конуса путем указания двух касательных к окружности и значения ее радиуса. Объекты, для которых создаются касательные линии, должны существовать на чертеже до вызова команды создания конуса.
• Выбрав параметр Эллиптический, вы сможете создать в качестве основания эллипс. В этом случае необходимо задать большую и малую оси эллипса, а при желании еще и указать центр эллиптического основания.

Если вы не выбирали дополнительный параметр, а просто указали центральную точку основания, появится запрос:

Радиус основания или [Диаметр]: 

В ответ необходимо ввести радиус или, выбрав параметр Диаметр, определить диаметр круга в основании конуса. Появится запрос:

Высота или [2Точки/Конечная точка оси/Радиус верхнего основания] <0.0000>: 

Задайте высоту или определите пространственное положение конуса, выбрав один из параметров.

• При выборе параметра 2Точки высота будет равна расстоянию между двумя указанными точками. Основание конуса будет параллельно плоскости XY.
• Выберите параметр Конечная точка оси, чтобы указать координаты верхней точки конуса. Таким образом можно построить прямой конус, наклоненный к плоскости XY.
• При выборе параметра Радиус верхнего основания введите значение радиуса верхнего основания усеченного конуса в ответ на приглашение:

  Радиус верхнего основания <0.0000>: 

  Если нажать клавишу Enter, выбрав тем самым значение 0, установленное по умолчанию, будет построен не усеченный, а полный конус. После указания радиуса верхнего основания программа выдаст запрос:

  Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <0.0000>: 

  В ответ укажите высоту конуса.

Шар

Построение шара (рис. 3.28) выполняется очень просто, так как необходимо указать минимальное количество параметров.

Чтобы приступить к построению шара, выполните команду меню Рисование► Моделирование► Шар или нажмите кнопку Сфера в группе Моделирование на вкладке Главная ленты. Так вы запустите команду ШАР, а в командной строке появится первый запрос:

Центр или [3Т/2Т/ККР]: 

Укажите центральную точку шара или выберите один из параметров.

• Выбрав параметр 3Т, можно создать шар, указав любые три точки, которые лежат на его поверхности.
• Параметр 2Т позволяет определить размеры шара, указав координаты двух диаметрально противоположных точек.
• Параметр ККР предоставляет возможность создать шар путем указания двух касательных к нему и значения радиуса. Касательные должны существовать на чертеже до вызова команды создания шара.

Далее появится следующий запрос:

Радиус или [Диаметр] <0.0000>: 

Укажите радиус или выберите параметр Диаметр, чтобы задать диаметр шара.

Цилиндр

Еще одной типовой фигурой является цилиндр (рис. 3.29). Как и в случае с конусом, основанием цилиндра может быть как окружность, так и эллипс.

Построение цилиндра начинается с вызова команды ЦИЛИНДР нажатием одноименной кнопки в группе Моделирование на вкладке Главная ленты или выполнением команды меню Рисование► Моделирование► Цилиндр.

После запуска команды появится приглашение:

Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]: 

Укажите координаты центральной точки основания цилиндра или выберите один из параметров, чтобы задать конфигурацию основания каким-либо другим способом.

• Выберите параметр 3Т, чтобы нарисовать основание цилиндра путем определения трех точек окружности.
• Параметр 2Т дает возможность определить размеры основания путем указания координат двух диаметрально противоположных точек окружности.
• Параметр ККР позволяет создать круглое основание цилиндра путем указания двух касательных к окружности и значения ее радиуса. Касательные линии должны существовать на чертеже до вызова команды создания цилиндра.
• Чтобы нарисовать цилиндр с эллиптическим основанием, можно выбрать параметр Эллиптический. В этом случае необходимо задать большую и малую оси эллипса, а при желании также указать центр эллиптического основания.

Если вы не выбрали дополнительный параметр, а просто указали центральную точку основания, появится запрос:

Радиус основания или [Диаметр] <0.0000>: 

Введите радиус или, выбрав параметр Диаметр, определите диаметр круга в основании цилиндра. Появится последний запрос:

Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <0.0000>: 

Вы можете указать высоту или определить наклон цилиндра, выбрав один из следующих параметров.

• При выборе параметра 2Точки высота будет равна расстоянию между двумя указанными точками, а основание цилиндра — параллельно плоскости XY.
• Выберите параметр Конечная точка оси, чтобы указать координаты центральной точки верхнего основания. Так можно построить цилиндр, который будет наклонен к плоскости XY.

Пирамида

Команда ПИРАМИДА позволяет создавать пирамидальные тела различной конфигурации (рис. 3.30). Основанием пирамиды служит правильный многоугольник.

Приступая к созданию пирамиды, нажмите кнопку Пирамида в группе Моделирование на вкладке Главная ленты или выполните команду меню Рисование► Моделирование► Пирамида.

После запуска команды появится запрос:

Центральная точка основания или [Кромка/Стороны]:

• Введите координаты центральной точки основания пирамиды или выберите один из параметров. Выберите параметр Кромка, если хотите определить конфигурацию основания пирамиды, задав координаты двух соседних угловых точек многоугольника.
• Параметр Стороны служит для определения количества сторон многоугольника в основании пирамиды. По умолчанию создается пирамида с квадратом в основании, то есть данному параметру присвоено значение 4.

Если на предыдущем этапе вы указали центр пирамиды, то появится запрос:

Радиус основания или [Вписанный]: 

Необходимо указать радиус окружности, вписанной в многоугольник, то есть окружности, для которой все стороны многоугольника будут касательными. Можно также выбрать параметр Вписанный и в ответ на запрос Радиус основания или [Описанный]: указать радиус мнимой окружности, проходящей через все вершины многоугольника основания.

Последний запрос команды выглядит следующим образом:

Высота или [2Точки/Конечная точка оси/Радиус верхнего основания]: 

Задайте высоту пирамиды или выберите один из параметров.

• При выборе параметра 2Точки высота будет равной расстоянию между двумя указанными точками. При этом основание пирамиды расположится параллельно плоскости XY.
• Выберите параметр Конечная точка оси, чтобы указать координаты верхней точки пирамиды.
• Выбрав параметр Радиус верхнего основания, введите значение радиуса верхнего основания усеченной пирамиды в ответ на приглашение Радиус верхнего основания <0.0000>:. Обратите внимание, что здесь указывается радиус вписанной или описанной окружности, в зависимости от того, какая окружность была указана для нижнего основания. Если нажать клавишу Enter, выбрав тем самым значение 0, установленное по умолчанию, будет построена полная пирамида. После указания радиуса верхнего основания программа выдаст запрос:

  Высота или [2Точки/Конечная точка оси]: 

  В ответ необходимо указать высоту пирамиды.

Тор

Тор — это тело, которое можно сравнить с обручем или пространственным кольцом (рис. 3.31).

Тор можно построить с помощью команды ТОР, которую вызывают нажатием кнопки Тор в группе Моделирование на вкладке Главная ленты или выполнением команды меню Рисование► Моделирование► Тор.

Появится приглашение:

Центр или [3Т/2Т/ККР]: 

Укажите центральную точку тора или выберите один из параметров.

• Параметр 3Т позволяет сразу задать окружность, указав три ее произвольные точки.
• Выбрав параметр 2Т, укажите две диаметрально противоположные точки окружности тора.
• При выборе параметра ККР окружность тора определяется путем задания двух касательных и величины радиуса.

Если на предыдущем этапе был определен центр тора, то появится запрос:

Радиус или [Диаметр] <0.0000>: Задайте радиус или диаметр тора.

Следующий шаг — определение размеров трубы тора. Появится приглашение:

Радиус полости или [2Точки/Диаметр]:

Введите радиус тора или, воспользовавшись параметром Диаметр, укажите диаметр трубы тора. Параметр 2Точки позволяет задать размеры трубы указанием координат двух внешних точек диаметра.

Путем манипулирования радиусами тора и его трубки можно получить тела, мало напоминающие стандартный тор.

Политело

Еще одной фигурой, создаваемой в AutoCAD, является политело (рис. 3.32). По сути, оно представляет собой полилинию, но имеющую еще ширину и высоту, поэтому его построение во многом схоже с созданием полилинии. Кроме того, получить политело можно путем преобразования таких объектов, как линия, двухмерная полилиния, окружность и дуга. Чтобы создать политело, вызовите команду ПОЛИТЕЛО, нажав кнопку Политело в группе Моделирование на вкладке Главная ленты или выполнив команду Рисование► Моделирование► Политело.

В командной строке появится приглашение:

Начальная точка или [Объект/Высота/Ширина/выРавнивание] <Объект>: 

Задайте начальную точку или выберите один из предлагаемых параметров.

• Параметр Объект позволяет создать политело из имеющихся объектов. После выбора этого параметра появится предложение указать объект, преобразуемый в политело.
• Если вы собираетесь задать определенную высоту объекта, воспользуйтесь параметром Высота. Высоту следует указывать именно на этом этапе.
• Ширину создаваемого объекта задают, выбрав параметр Ширина. Как и в случае с высотой, переопределить этот параметр в дальнейшем не удастся, поэтому задавать его нужно перед началом построения.
• Выбрав параметр выРавнивание, можно определить, где будет расположена начальная точка — на левой, правой кромке или по центру.

Далее программа предложит указать следующую точку:

Следующая точка или [Дуга/Отменить]: 

По умолчанию политело формируется из прямолинейных объектов, однако, выбрав параметр Дуга, можно создать дуговой сегмент.

Появится следующее приглашение:

Конечная точка дуги или [Замкнуть/Направление/Отрезок/Вторая точка/Отменить]: 

Создайте дугу путем указания ее конечной точки или выберите один из параметров.

• Выбор параметра Замкнуть завершает построение политела путем соединения последней точки текущего сегмента и начальной точки. При этом между первой и последней точками не должно быть других сегментов, иначе замкнуть политело не удастся.
• С помощью параметра Направление вы сможете указать направление дуги в начальной точке.
• Выбрав параметр Отрезок, вы вернетесь к построению прямолинейного сегмента.
• Параметр Вторая точка задает вторую точку дуги.
• Отменить создание последнего сегмента (прямого или дугообразного) можно с помощью параметра Отменить. После указания всех последующих точек нажмите клавишу Enter, чтобы завершить построение политела.

Выдавливание тел

Для получения объемных тел путем выдавливания различных двухмерных объектов применяется команда ВЫДАВИТЬ. Данную операцию часто называют экструзией. Исходными объектами в данном случае могут быть полилинии, окружности, эллипсы, дуги, эллиптические дуги, кольца, области, сплайны, линии, плоские трехмерные поверхности, плоские грани тел. При этом результат экструзии зависит от того, является исходный объект замкнутым или нет. Если форма замкнутая, то итогом выдавливания будет тело (рис. 3.33), если же применяется незамкнутый профиль, то получится поверхностный объект.

Вызовите команду ВЫДАВИТЬ, выполнив команду меню Рисование► Моделирование► Выдавить или воспользовавшись кнопкой Выдавить в группе Моделирование на вкладке Главная ленты.

Появится приглашение:

Выберите объекты для выдавливания или [РЕжим]: 

Последовательно укажите объекты, которые послужат для выдавливания, либо воспользуйтесь параметром РЕжим для управления типом выдавливаемого объекта (тело или поверхность).

За один прием можно выполнить экструзию нескольких объектов, как замкнутых, так и незамкнутых. Главное, чтобы при этом применялись одинаковые параметры. Таким образом, за одну операцию можно получить одновременно и тела, и поверхности. Выделение объектов завершается нажатием клавиши Enter.

Следующий запрос программы предлагает задать высоту экструзии:

Высота выдавливания или [Направление/Траектория/Угол конусности/Выражение] <0.0000>: 

По умолчанию экструзия осуществляется перпендикулярно к плоскости исходного объекта, но это ограничение можно обойти, воспользовавшись дополнительными параметрами.

• Параметр Направление задает направление выдавливания. Для этого необходимо указать две точки, которые зададут вектор экструзии.
• Воспользовавшись параметром Траектория, можно выдавить исходную форму вдоль любой направляющей, которой может быть отрезок, окружность, эллипс, дуга, сплайн или полилиния. При этом объект, задающий направление выдавливания, не должен находиться в одной плоскости с профилем экструзии.
• Выбрав параметр Угол конусности, можно задать значение угла конусности, введя его в ответ на приглашение: Угол конусности для выдавливания или [Выражение] <0>: В этом случае грани создаваемого объекта будут сходиться, если задан положительный угол. Если же ввести отрицательный угол конусности, то объект будет расширяться. Задав слишком большой положительный угол, можно получить профиль, сходящийся в одну точку.
• Параметр Выражение позволяет ввести формулу или уравнение для задания высоты выдавливания, поскольку в AutoCAD можно управлять геометрией тел с помощью математических выражений, включающих имена размерных зависимостей, пользовательские переменные и функции.

Тела вращения

С помощью команды ВРАЩАТЬ можно создавать трехмерные объекты путем вращения образующей кривой вокруг заданной оси. Как и в случае экструзии объектов, в качестве образующей кривой используются полилинии, окружности, эллипсы, дуги, эллиптические дуги, кольца, области, сплайны, линии, плоские трехмерные поверхности, плоские грани тел. При этом итоговый объект — тело или поверхность — зависит от того, будет ли исходный объект соответственно замкнутым или разомкнутым.

На рис. 3.34 показан объект, полученный путем поворота прямоугольника вокруг вертикальной оси. Обратите внимание, что тело получилось незамкнутым, так как был указан угол вращения меньше 360°.

Чтобы создать объемное тело вращения, нажмите кнопку Вращать в группе Моделирование на вкладке Главная ленты или выполните команду меню Рисование► Моделирование► Вращать.

После запуска команды программа выдаст запрос:

Выберите объекты для вращения или [РЕжим]: 

Необходимо выбрать исходные объекты, предназначенные для создания тел вращения. Как и при выдавливании, параметр РЕжим позволяет управлять типом создаваемого объекта. Нажмите клавишу Enter, после того как завершите выбор объектов. Появится следующий запрос:

Начальная точка оси вращения или [объект/X/Y/Z] <Объект>: 

Укажите первую, начальную, а затем и вторую, конечную, точки оси вращения.

• Можно нажать клавишу Enter, выбрав тем самым параметр Объект, который позволяет задать в качестве оси вращения линию, полилинию, линейную кромку поверхности или тела. При этом следует помнить, что за начало оси вращения будет принят конец объекта, ближе к которому вы щелкнете кнопкой мыши. Соответственно этому будет задано положительное направление вращения — по часовой стрелке, если смотреть со стороны начала оси вращения.
• Параметры X, Y и Z позволяют указать в качестве оси вращения ось X, Y или Z текущей ПСК соответственно. В этом случае положительное направление оси вращения совпадает с направлением выбранной оси системы координат.

В ответ на запрос Угол вращения или [Начальный угол/оБратить/ВЫражение] <360>: задайте угол вращения или нажмите клавишу Enter, чтобы принять значение по умолчанию 360°, создав замкнутый объект. Замечу, что определение направления оси вращения имеет значение только тогда, когда задается угол вращения меньше 360°. Воспользовавшись параметром Начальный угол, можно задать угол, со смещения на который начнется вращение.

Параметр оБратить позволяет обратить направление вращения, а ВЫражение — задать угол вращения с помощью математической формулы.

Сложные объемные тела

Вы уже научились создавать твердотельные примитивы, однако реальные объекты обычно имеют более сложную форму. Такие конструкции представляют собой сочетания трехмерных примитивов, созданные путем применения теоретико-множественных операций. По аналогии с логическими функциями эти операции также называют булевыми.

При создании объектов применяются три команды:

• ОБЪЕДИНЕНИЕ — создает тело на основе объединения выделенных объектов;
• ВЫЧИТАНИЕ — вычитает одни тела из других;
• ПЕРЕСЕЧЕНИЕ — тело создается на основе общей части выбранных тел.

Объединение

Чтобы создать тело путем объединения нескольких, воспользуйтесь командой ОБЪЕДИНЕНИЕ. Если исходные тела соприкасаются или пересекаются, то получится единое тело, а если тела располагаются отдельно, то после применения команды ОБЪЕДИНЕНИЕ они будут выделяться как один объект.

Результат объединения двух параллелепипедов продемонстрирован на рис. 3.35. Обратите внимание, что справа на рисунке ребра не проходят внутри объекта, так как теперь эта модель представляет собой одно единое тело, а не самостоятельные параллелепипеды, как это было до объединения.

Итак, нажмите кнопку Объединение в группе Редактировать тело на вкладке Главная ленты или выполните команду Редактировать► Редактирование тела► Объединение. Появится запрос:

Выберите объекты:

Выделите объединяемые объекты. При этом последовательность, в которой будут выбираться тела, не имеет никакого значения: от перемены мест слагаемых сумма не меняется. Нажмите клавишу Enter, чтобы завершить выполнение команды.

Объединение

Команда ВЫЧИТАНИЕ создает новый объект методом вычитания одного множества тел из другого. Мы уже касались данной команды при получении отверстий в поверхностях. Применительно к твердотельным моделям данная команда в основном также используется для создания отверстий, хотя, конечно же, это не догма.

Результатом вычитания цилиндра из параллелепипеда, показанных на рис. 3.36, является тело с круглым отверстием.

Чтобы вычесть одно тело из другого, нажмите кнопку Вычитание в группе Редактировать тело на вкладке Главная ленты или выполните команду меню Редактировать► Редактирование тела► Вычитание.

После вызова команды вычитания появится первое приглашение:

Выберите тела, поверхности и области, из которых будет выполняться вычитание ..
 Выберите объекты:
 Выделите объект, из которого нужно вычесть другие тела, а затем нажмите клавишу Enter.

Появится следующее приглашение:

Выберите тела, поверхности или области для вычитания .. 
Выберите объекты: 
Укажите вычитаемый объект и нажмите клавишу Enter.

Пересечение

Команда ПЕРЕСЕЧЕНИЕ позволяет создать новое тело, выделив общую часть заданных объектов. При этом исходные тела после выполнения команды удаляются. Результат применения операции пересечения к цилиндру и параллелепипеду показан на рис. 3.37.

Чтобы начать формирование нового тела с помощью команды ПЕРЕСЕЧЕНИЕ, нажмите кнопку Пересечение в группе Редактировать тело на вкладке Главная ленты или выполните команду Редактировать► Редактирование тела► Пересечение.

Появится приглашение:

Выберите объекты:

Выделите исходные объекты в любой последовательности и нажмите клавишу Enter, чтобы создать новое тело. Обратите внимание: если исходные объекты не будут пересекаться, то есть будут расположены на расстоянии или даже просто соприкасаться, они не будут иметь общей части, и поэтому результатом применения команды ПЕРЕСЕЧЕНИЕ станет удаление выделенных тел.

Редактирование тел

Тонирование трехмерных объектов Скачать

Пройти тест

Для представления модели в процессе работы применяют различные стили визуализации. Однако существует способ создать действительно фотореалистичное изображение готовой модели — использовать тонирование, при котором модель отображается с учетом различных оптических эффектов.

Работа по созданию тонированного изображения занимает не так уж много времени, однако, чтобы получить более реалистичное изображение, необходимо добавить на модель источники света, позволяющие создать тени, присвоить объектам материалы, добавить эффект тумана и пр. Обычно требуется выполнить несколько пробных вариантов, чтобы получить действительно качественное изображение.

Создание источников света

Все возможности для работы с источниками света предоставляет группа Источники света на вкладке Визуализация ленты. Кроме того, можно воспользоваться командами меню Вид► Тонирование► Свет или кнопками на панели инструментов Источники света.

По умолчанию трехмерные модели в программе освещаются двумя удаленными источниками света. Воспользовавшись ползунками Яркость, Контрастность и Средние тона в группе Источники света вкладки Визуализация, можно изменить соответствующие параметры стандартного освещения. Однако в большинстве случаев таких настроек недостаточно, поэтому программа предоставляет возможность работать с различными световыми объектами.

В AutoCAD можно создать следующие основные источники света.

• Точка — аналог обычной лампочки, свет от которой распространяется во всех направлениях.
• Прожектор — источник света, световой поток от которого идет в заданном направлении.
• Удаленный — источник света, размещенный на значительном расстоянии.
• Сеточный свет — фотометрические источники света с пользовательским распределением освещения, напоминающим реальное освещение.

При добавлении на чертеж первого источника света программа спрашивает, следует ли отключать освещение, присутствующее по умолчанию (рис. 3.39). Дело в том, что модель может освещаться только либо созданными пользователем световыми источниками, либо освещением, присутствующим на чертеже по умолчанию.

Источники света разных типов создаются практически одинаково: задаются почти одни и те же параметры. Поэтому сначала мы рассмотрим образование точечного источника света с подробным описанием всех параметров, а при рассказе о трех оставшихся типах источников затронем лишь их индивидуальные настройки.

Источники света разных типов создаются практически одинаково: задаются почти одни и те же параметры. Поэтому сначала мы рассмотрим образование точечного источника света с подробным описанием всех параметров, а при рассказе о трех оставшихся типах источников затронем лишь их индивидуальные настройки.

Точечный источник света имитирует обычную лампочку. Свет от него распространяется во всех направлениях. При этом интенсивность светового потока может ослабляться по мере удаления от источника, как это и происходит в жизни.

Пример сцены, которая освещена точечным источником света, расположенным слева сверху, показан на рис. 3.40.

Чтобы создать новый точечный источник света, нажмите кнопку Точка в группе Источники света на вкладке Визуализация ленты, запустив тем самым выполнение команды ТОЧСВЕТ. Появится первый запрос:

Задайте положение источника света <0,0,0>:

Укажите расположение точечного источника света. Сделать это можно как путем задания нужных координат в командной строке, так и щелкнув в нужной точке модели. Во втором случае лучше использовать объектную привязку.

Появится следующий запрос:

Введите изменяемый параметр [Имя/иНтенсивность/Состояние/ Фотометрия/Тень/Затухание/Цвет фильтра/Выход] <Выход>: 

Нажмите клавишу Enter, чтобы создать точечный источник света с параметрами по умолчанию, или выберите один из параметров, если хотите более тонко настроить новый световой источник.

• Выбрав параметр Имя, необходимо ввести название создаваемого точечного источника света. Если вы планируете добавить несколько световых источников, то для каждого из них лучше ввести какое-либо значимое имя, чтобы по названию можно было понять, что это именно точечный источник света. Например, первому точечному источнику по умолчанию будет присвоено название Точечный источник света1.
• Интенсивность света устанавливают с помощью параметра иНтенсивность, после выбора которого в командной строке появляется приглашение:

  Введите интенсивность (0.00 – макс. плавающее) <1>: 

  В ответ необходимо задать яркость или интенсивность света.
• После выбора параметра Состояние предоставляется возможность отключить создаваемый источник света. Для этого в ответ на запрос

  Введите состояние [Вкл/Откл] <Вкл>: 

  выберите параметр Откл. Впоследствии вы сможете легко включить как все световые объекты, так и какой-либо конкретный.
• Благодаря параметру Фотометрия можно создавать еще более реалистичные источники света (по умолчанию в программе используются именно фотометрические источники света). Если вы хотите использовать обычные световые источники, как в ранних версиях AutoCAD, следует изменить значение системной переменной LIGHTINGUNITS на 0. Итак, после появления приглашения

  Введите изменяемый параметр фотометрии [Интенсивность/Цвет/вЫход] <И>: выберите один из параметров.

• Выбрав параметр Интенсивность, вы вызовете запрос:

  Введите интенсивность (в канделах) или выберите вариант [Поток/Освещенность] <1500>: 

  В ответ можно ввести силу испускаемого источником света, измеряемую в канделах. С помощью параметра Поток задают световой поток в люменах, а параметр Освещенность предназначен для определения освещенности, которая измеряется в люксах.
• Параметр Цвет служит для задания цвета источника света. В ответ на приглашение

  Введите имя цвета или выберите вариант [?/Кельвин] :

  нажмите клавишу Enter, чтобы выбрать источник белого цвета D65. Можно также определить цветовую температуру в кельвинах, выбрав параметр Кельвин.
• В реальной жизни все объекты, на которые падает свет, отбрасывают тени, поэтому использование теней существенно повышает реалистичность изображения. Если вы хотите, чтобы объекты, освещенные создаваемым источником света, отбрасывали тени, выберите параметр Тень. При этом становятся доступны следующие параметры.
• Откл — отключение отображения теней, что значительно ускоряет работу.
• Резкие — тени отображаются с острыми гранями. Такие тени программа создает путем трассировки лучей от источника света — тени вырисовываются там, где прохождение лучей было блокировано каким-либо объектом. В итоге тени, полученные таким образом, имеют контрастные края и могут передавать цвет от прозрачных и полупрозрачных объектов.
• Параметр Мягкие с картами позволяет создавать тени с размытыми краями на основе точечного рисунка — карты теней. При выборе этого параметра появляется запрос:

  Введите размер карты [64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096] <256>:

  В ответ необходимо указать размер карты теней в пикселах. Чем больше размер, тем менее зернистой будет выглядеть тень, но это, в свою очередь, замедляет процесс тонирования. Далее появится следующий запрос:

  Введите смягчение (1–10) <1>: 

  Задайте мягкость тени. Значение в пределах от 1 до 10, которое предлагает выбрать программа, — это количество переходных пикселов на границе тени и изображения. Обычно используют цифры от 2 до 4, так как слишком большое значение делает тень размытой. Построение тени с помощью параметра мягкие Выборочные во многом похоже на предыдущий случай, только здесь необходимо выбрать форму и размер тени с помощью параметра Резкий и задать зернистость рисунка после выбора параметра Выборка. Параметр вИдимый определяет, будет ли видна форма тени при тонировании. Тени с мягкими краями программа просчитывает быстрее, чем тени, созданные путем трассировки лучей, но такие тени зависят от цвета прозрачных объектов.
• Параметр Затухание определяет уменьшение интенсивности света с увеличением расстояния от источника света. Это значит, что объекты, которые находятся дальше от точечного источника, будут более темными. Выбор этого параметра приводит к появлению запроса:

  Введите изменяемый параметр [тип Затухания/Использовать пределы/Начальный предел затухания/Конечный предел затухания/Выход] <Выход>: 

  В ответ можно настроить ослабление интенсивности светового потока. Возможны следующие варианты.
• После выбора параметра тип Затухания появится запрос:

  Введите тип затухания [Нет/Линейная инверсия/Квадратичная инверсия] <Нет>: 

  В ответ можно нажать клавишу Enter, выбрав тем самым параметр Нет. В этом случае затухания не будет, то есть объекты, находящиеся на различном расстоянии от источника, будут освещены с одинаковой интенсивностью. При выборе параметра Линейная инверсия интенсивность светового потока будет убывать обратно пропорционально расстоянию от источника освещения. Например, на расстоянии двух единиц от источника интенсивность равна половине исходной, а на расстоянии четырех единиц она будет составлять четвертую часть максимальной. Если выбрать параметр Квадратичная инверсия, интенсивность светового потока будет убывать обратно пропорционально квадрату расстояния от источника освещения до объекта. Объект, находящийся на расстоянии двух единиц от источника, будет освещен в четыре раза слабее, а на расстоянии четырех единиц интенсивность уменьшится уже в 16 раз.
• По умолчанию интенсивность светового потока ослабляется во всех точках пространства модели. Однако освещаемые объекты могут находиться на таком большом расстоянии от источника света, что уменьшение интенсивности не будет заметно, в то время как на расчет ослабления света будут тратиться ресурсы. Чтобы такого не происходило, воспользуйтесь параметром Конечный предел затухания, который позволяет задать предельное расстояние от источника света, дальше которого интенсивность убывать не будет.
• С помощью параметра Начальный предел затухания задают расстояние от источника света, начиная с которого уменьшается интенсивность светового потока. По умолчанию этот параметр равен нулю, то есть интенсивность начинает убывать с точки, в которой расположен световой источник.
• Параметр Цвет фильтра позволяет задать цвет фильтра, накладываемого на источник света. При этом результирующий свет будет получен после слияния цвета светового источника, который был задан ранее, и цвета фильтра. После выбора параметра появится запрос:

  Задайте цвет (R,G,B) или параметр [Номер цвета/Hsl/Альбом цветов] <255,255,255>: 

  В ответ необходимо задать цвет светового потока, что можно сделать несколькими способами.
• По умолчанию для указания цвета программа предлагает воспользоваться моделью RGB, в которой цвет состоит из трех компонентов: красного, зеленого и синего. Таким образом, задавая значение каждого компонента в диапазоне от 0 до 255, можно получить нужный цвет. Если оставить значение по умолчанию — 255,255,255, то испускаемый источником свет будет белым.
• Параметр Номер цвета позволяет выбрать один из индексированных цветов в диапазоне от 1 до 255.
• После выбора параметра Hsl появится запрос:

  Введите цвет в системе HSL (H,S,L) <0,0,100>: 

  Укажите необходимые значения оттенка, яркости и насыщенности, которые определяют цвет в системе HSL. Оттенок или, попросту говоря, цвет задают в диапазоне от 0 до 360, яркость определяется в районе от 0 до 100, насыщенность также можно определить в интервале от 0 до 100.
• При выборе параметра Альбом цветов появится приглашение: Введите имя альбома цветов: В ответ необходимо ввести название альбома цветов, после чего появится запрос: Введите имя цвета: Введите название нужного цвета из выбранного ранее альбома цветов.

После настройки всех параметров в очередной раз нажмите клавишу Enter, чтобы точечный источник появился на чертеже. Если вы не отключили световой источник принудительно в процессе его формирования, то увидите на экране результат применения нового освещения.

Создание прожектора

Создание прожектора во многом аналогично формированию точечного источника света. Отличие состоит в том, что свет от прожектора распространяется не во все стороны, а в заданном направлении в виде конуса. Поэтому в данном случае необходимо указать не только расположение самого источника света, но и координаты целевой точки. Кроме того, с помощью прожектора можно сформировать две области с различной яркостью — яркое световое пятно, находящееся в центре, и окружающую его область с меньшей яркостью.

Объекты, освещенные прожектором, который расположен слева сверху, показаны на рис. 3.41.

Чтобы создать новый прожектор, нажмите кнопку Прожектор, запустив на выполнение команду ПРОЖЕКТОР. Появится приглашение:

Задайте положение источника света <0,0,0>: 

Укажите расположение источника света. Сделать это можно как путем ввода нужных координат в командной строке, так и щелкнув кнопкой мыши в нужной точке модели. Во втором случае лучше использовать объектную привязку.

Далее появится запрос:

Задайте положение цели <0,0,-10>: 

Задайте расположение целевой точки. Появится запрос:

Введите изменяемый параметр [Имя/иНтенсивность/Состояние/Фотометрия/пЯтно/спаД освещенности/Тень/Затухание/Цвет фильтра/Выход] <Выход>: 

Нажмите клавишу Enter, чтобы создать прожектор с настройками по умолчанию, или выберите один из параметров для более тонкой настройки.

Рассмотрим настройки, которые необходимо сделать только при формировании прожектора. Диаграмма направленности прожектора представляет собой конус.

В вершине конуса расположен прожектор, от которого свет и распространяется в пределах этого мнимого конуса. Поэтому при формировании прожектора, кроме диаграммы направленности, которую мы задали на втором шаге, указывая целевую точку, необходимо определить угол раскрытия конуса — объемный угол в вершине конуса.

Однако на самом деле таких мнимых конусов от прожектора исходит два: один с меньшим углом раскрытия и максимальной интенсивностью создает на объекте наиболее светлое пятно, а второй, с несколько большим углом раскрытия (углом полного светового конуса) и меньшей интенсивностью, формирует вокруг светлого пятна область с чуть меньшей освещенностью.

Рассмотрим параметры, отвечающие за эти настройки.

• • Чтобы определить угол максимальной интенсивности, выберите параметр пЯтно. Появится приглашение:

  Введите значение яркого пятна (0.00-160.00) <45>: 

  Введите нужное значение в интервале от 0 до 160 или нажмите клавишу Enter, чтобы оставить значение по умолчанию.
• • После выбора параметра спаД освещенности, служащего для задания угла полного светового конуса, появится запрос:

  Введите значение полного светового конуса (0.00-160.00) <50>:

  Задайте угол в пределах от 0 до 160 или нажмите клавишу Enter, чтобы принять значение по умолчанию 50°.

Угол полного светового потока должен быть больше угла максимальной интенсивности. Поэтому, если ошибочно ввести значение параметра пЯтно равным значению параметра спаД освещенности или больше, программа автоматически изменит углы таким образом, что угол полного светового потока будет на единицу больше угла максимальной интенсивности. Например, если оставить значение пЯтно по умолчанию равным 45, а параметру спаД освещенности присвоить значение 30 (30 < 45), в итоге будет создан прожектор с углом максимальной интенсивности 29° (29 = 30 – 1). Чтобы завершить создание прожектора и увидеть результаты его освещения на чертеже, нажмите клавишу Enter.

Создание удаленного источника света

Исходя из названия удаленного источника света предполагается, что он расположен на большом расстоянии и, следовательно, все лучи, исходящие от него, в пределах модели идут параллельно. Кроме того, считается, что такой источник освещает все объекты модели с одинаковой интенсивностью. При создании удаленного источника света его точные координаты не указываются, необходимо лишь задать направление светового потока.

Обратите внимание на равномерно освещенную горизонтальную поверхность при использовании удаленного источника света (рис. 3.42).

Если вы собираетесь создавать удаленный источник света, лучше отключить фотометрические параметры. Для этого следует присвоить системной переменной LIGHTINGUNITS значение 0.

Итак, чтобы создать новый удаленный источник света, введите в командную строку УДАЛСВЕТ либо нажмите кнопку Удаленный, запустив на выполнение ту же самую команду. В отобразившемся окне Освещение – Фотометрические удаленные источники света нажмите кнопку Разрешить удаленные источники света.

Как уже говорилось, сначала необходимо задать направление лучей, исходящих от удаленного источника света. После вызова команды появится первый запрос:

Задайте направление распространения света ОТ <0,0,0> или [Вектор]: 

Укажите координаты первой точки, от которой будет исходить свет. Не следует думать, что это координаты удаленного источника света.

Появится следующий запрос:

Задайте направление распространения света К <1,1,1>: 

Задайте вторую точку, в направлении которой свет будет распространяться от первой заданной точки. Если координаты первой точки могли быть произвольными, то именно расположение второй точки относительно первой определяет направление распространения светового потока.

Программа выдаст следующий запрос:

Введите изменяемый параметр [Имя/иНтенсивность/Состояние/ Фотометрия/Тень/Цвет фильтра/Выход] <Выход>: 

Выберите один из параметров, чтобы более точно настроить удаленный источник света, или нажмите клавишу Enter, если хотите применить настройки, заданные по умолчанию.

Создание сеточного источника света

Сеточный свет, или световая сетка, — это трехмерное представление распределения интенсивности света, излучаемого источником. С помощью источников сеточного света можно получить реалистичное распределение освещенности, которое рассчитывается на основе параметров реальных источников света, и, таким образом, создать гораздо более точное представление об освещении по сравнению с точечными источниками или прожекторами.

Информация о распространении света по направлениям хранится в файле IES — специальном формате для фотометрических данных (стандарт IES LM-63-1991). Для загрузки этого файла следует воспользоваться панелью Фотометрическая сетка на палитре Свойства для источников света.

Для добавления в чертеж сеточного источника света нужно ввести в командную строку СЕТСВЕТ или СВОБСЕТСВЕТ:

• СЕТСВЕТ создает сфокусированный сетевой свет;
• СВОБСЕТСВЕТ создает сетевой свет, не имеющий явно выраженного фокуса.

Имейте в виду, что сеточное освещение применяется только в визуализированных изображениях; на видовых же экранах источники сетевого света изображаются только приближенно, как точечные источники света. Это связано с тем, что для описания распределения по направлениям освещения от световой сетки AutoCAD аппроксимирует сеточный источник точечным источником света, помещенным в фотометрический центр. В соответствии с этой аппроксимацией распределение характеризуется как функция только исходящего направления. Для предварительно заданного набора горизонтальных и вертикальных углов предоставляются данные об интенсивности света источника, а интенсивность света вдоль произвольного направления система может рассчитать методом интерполяции.

Подключение солнца и неба

Примером удаленного источника света может служить солнце. Этот световой источник присутствует во всех моделях. Чтобы быстро включить или отключить его, нажмите кнопку Положение солнца, расположенную в группе Солнце и местоположение на вкладке Визуализация ленты.

В природе освещенность объектов, находящихся под открытым небом, зависит не только от солнца, но и от состояния воздуха (неба). Например, в ясную погоду свет будет ярким, а при повышенной облачности может приобретать сероватые или голубоватые оттенки. Поэтому в AutoCAD имеется возможность подключить небо к освещенности модели. Для этого необходимо нажать кнопку Небесный фон и освещение в группе Солнце и местоположение на вкладке Визуализация ленты и выбрать из появившегося списка нужный вариант.

Освещенность неба определяется значением переменной SKYSTATUS. Если ее значение равно 0, то цвет неба отключен, если 1 — включен небесный фон, а для использования небесного фона и освещения следует задать значение 2.

Как известно, освещенность настоящим солнцем зависит от географических координат, в которых расположен объект, и от времени суток. Поэтому в AutoCAD также присутствует возможность настройки солнечного освещения в зависимости от этих параметров. Такой прием обычно используют для архитектурных и топографических моделей.

Редактирование источников света

Конечно же, существующие источники света можно редактировать. Для этого предназначены специальные палитры, работать с которыми значительно удобнее, чем создавать источники света в режиме командной строки.

Чтобы открыть палитру Источники света в модели (рис. 3.43), содержащую список всех имеющихся на чертеже источников света, выполните команду меню Вид► Тонирование► Свет► Список источников света или нажмите кнопку Источники света в модели в группе Источники света на вкладке Визуализация ленты.

Непосредственно с этой палитры можно удалить ненужный источник света. Кроме того, выбрав в контекстном меню источника команду Свойства, вы получите доступ к одноименной палитре, на которой можно изменять все настройки выбранного источника света. Эту палитру можно также открыть, выбрав соответствующий пункт в контекстном меню выделенного источника света в пространстве модели.

Здесь можно изменить все параметры, заданные при создании источника. Кроме того, на палитре присутствуют дополнительные настройки отображения теней. Поэтому, если вам привычнее работать с диалоговыми окнами, чем с командной строкой, можно сначала создать источник света с параметрами по умолчанию, а затем без особых проблем изменить его настройки, что займет меньше времени.

Возможно, вы обратили внимание на то, что в списке источников света отсутствует такой источник, как солнце, хотя он есть на всех моделях. Чтобы получить доступ к настройкам солнца и неба, выполните команду меню Вид► Тонирование► Свет► Свойства солнца или нажмите кнопку Свойства солнца в группе Солнце и местоположение на вкладке Визуализация ленты. Откроется палитра Свойства солнца (рис. 3.44).

Эта палитра во многом схожа с предыдущей. Отличительной особенностью является то, что здесь вы сможете изменить дату и время, а также просмотреть текущее географическое расположение модели.

Работа с материалами

Материал — это свойство объекта, отвечающее за его внешний вид: цвет, отражающую способность, прозрачность и т. п. Все основные средства работы с материалами расположены в группе Материалы на вкладке Визуализация ленты.

По умолчанию в программе имеется библиотека, содержащая более 700 образцов материалов и 1000 образцов текстур, для просмотра которых используется специальная палитра Обозреватель материалов (рис. 3.45). Данная палитра появляется при нажатии кнопки Обозреватель материалов в группе Материалы на вкладке Визуализация ленты. Кроме того, ее можно вызвать командой меню Сервис► Палитры► Обозреватель материалов или вводом команды МАТБРАУЗЕРОТКРЫТЬ.

Палитра Обозреватель материалов предназначена для просмотра материалов и управления ими. С ее помощью вы можете сортировать материалы, выполнять их поиск, выбирать подходящие материалы для использования в чертеже, а также создавать новые. После установки AutoCAD в обозревателе отображается библиотека материалов Autodesk, прилагаемая к программе, а также пополняемая вами пользовательская библиотека Избранное.

В верхней части палитры находится поле поиска, с помощью которого можно искать нужный материал. Учитывая обширность библиотеки материалов, это поле может оказать значительную помощь в работе.

Ниже расположена панель Материалы в документах, содержащая меню для отображения материалов различных типов, сохраненных в текущем файле чертежа. В правой части заголовка находится кнопка вызова меню, в котором вы можете выбрать показываемые материалы (все, только используемые, только неиспользуемые или только выбранные), указать порядок сортировки (по именам, типам или цвету), а также параметры просмотра материалов на палитре (в виде списка, текста или миниатюр) и размер образца.

Под панелью с отобранными образцами отображается обширный список материалов из встроенной библиотеки материалов Autodesk, разделенный на две панели. Слева приведены названия категорий материалов, а справа показаны материалы из выбранной категории. Изменить используемую библиотеку, параметры просмотра материалов и порядок сортировки можно в меню, вызываемом нажатием кнопки в строке заголовка данной панели.

В нижней части палитры обозревателя находится панель инструментов, содержащая два элемента управления:

• — отображает меню для открытия, создания или удаления библиотеки, а также для создания, удаления или переименования категорий материалов в библиотеке;
• — вызывает меню со списком типов материалов (рис. 3.46).

Щелчок на любом пункте этого меню открывает палитру Редактор материалов, состав элементов управления которой зависит от выбранного типа материала. В качестве примера на рис. 3.47 показано, как выглядит данная палитра после выбора пункта Пластмасса.

Двойной щелчок на любом образце материала в окне обозревателя добавляет его к числу отобранных материалов и автоматически открывает палитру Редактор материалов (рис. 3.48), предназначенную для редактирования имеющихся и создания новых материалов. Кроме того, эту палитру можно открыть нажатием кнопки Редактор материалов в группе Материалы ленты или выполнением команды МАТРЕДАКТОРОТКРЫТЬ.

Как можно видеть, окно палитры содержит две вкладки: Внешний вид с эскизом выбранного материала и средствами редактирования материала, а также Информация с описанием материала.

Под эскизом на вкладке Внешний вид отображаются настройки выбранного материала. Ниже области с образцом расположено поле с названием редактируемого или создаваемого материала. С помощью кнопки справа от образца можно выбрать другую форму образца и качество его отображения (это удобно при редактировании). По умолчанию в чертеже присутствует только один образец материала — Global (Глобальный).

В нижней части палитры находится панель инструментов, содержащая две кнопки:

• — открывает меню с командами для копирования, редактирования или создания нового материала;
• — раскрывает или скрывает окно обозревателя. Чтобы отредактировать какой-либо материал, просто щелкните на его образце — его свойства отобразятся на палитре редактирования.

Основную же часть палитры Редактор материалов занимают элементы управления, предназначенные для редактирования свойств имеющихся материалов или создания новых. Об этом мы поговорим далее.

Создание материалов

В AutoCAD присутствует обширная библиотека материалов, но, если вас по каким-либо причинам полностью не устраивает ни один из них, можно создать собственный материал, взяв за основу готовый. В качестве примера создадим новый материал категории Камень.

1. Откройте палитру Обозреватель материалов и нажмите кнопку .
2. В раскрывшемся меню выберите пункт Камень. Автоматически отобразится палитра Редактор материалов, на которой наш материал будет выбран для редактирования (рис. 3.49).

3. В поле Имя введите название материала, например Облицовка камина.
4. Нажмите кнопку справа от образца и в открывшемся меню укажите тип отображения Стены. В области просмотра отобразится образец стены.
5. Чтобы лучше видеть результат, перетащите границу окна с образцом вниз.
6. Раскройте группу элементов управления Камень и нажмите кнопку справа от поля Изображение.
7. В раскрывшемся меню выберите пункт Редактировать изображение. Откроется окно палитры Редактор текстур, в котором можно выбрать материал для облицовки камина (рис. 3.50).

Как можно видеть, по умолчанию в качестве материала камня используется мрамор. Для примера мы заменим его каменной кладкой.
8. Щелкните на названии материала справа от надписи Source (Источник). Откроется диалоговое окно Редактор материалов – открыть файл.
9. Перейдите в папку Mats (по умолчанию она находится по адресу C:\Program Files\Common Files\Autodesk Shared\Materials\Textures\1\ Mats) и выберите в ней подходящий материал кладки (допустим, Masonry.Stone.Ashlar.Random.Broken Coursed.PNG). При желании вы можете использовать другой рисунок, например созданный вами.
10. Нажмите кнопку Открыть. В области просмотра отобразится красивая каменная кладка, но, как можно заметить в поле просмотра, камни кладки слишком малы и не произведут должного впечатления. Поэтому сейчас мы несколько модифицируем кладку, увеличив размер камней.
11. На палитре Редактор текстур введите в поле Размер образца значение 1500. Внешне образец не изменится, но по его размерам (1,5 ´ 1,5 м) можно понять, что камин будет выложен крупными камнями.
12. Вернитесь на палитру Редактор материалов и в раскрывающемся меню Отделка выберите Без отделки — камин хорошо смотрится, если выложен крупным необработанным камнем.

Теперь материал создан и нам осталось только применить его.

1. Перейдите на палитру Обозреватель материалов и щелкните правой кнопкой мыши на только что созданном материале Облицовка камина в области Материалы в документах.
2. В контекстном меню выберите команду Добавить в► Избранное. Раскройте библиотеку Избранное. Ваш материал появится в списке материалов.
3. В окне графики выберите объект, к которому хотите применить материал.
4. Щелкните правой кнопкой мыши на значке материала в библиотеке Мои материалы и в контекстном меню выберите команду Назначить выбранным объектам.
5. В группе Материалы на вкладке Визуализация ленты нажмите кнопку Материалы/Текстуры и в раскрывшемся меню выберите команду Материалы/ Текстуры вкл. Выбранный объект покроется созданным вами узором.

Способы наложения материалов

Существуют четыре типа наложения картинки на объект, которые можно выбрать в зависимости от основной формы объекта:

• Плоское — (используется по умолчанию) картинка проецируется без искажения;
• Ящик — изображение проецируется на грани коробчатого твердого тела;
• Цилиндрическое — для образования цилиндра загибаются горизонтальные края;
• Сферическое — проецируемая текстура загибается по вертикали и горизонтали.

Чтобы настроить тип наложения картинки на объект, введите команду МАТЕРИАЛСООТВ. Появится запрос:

Задайте параметр [сОответствие/Плоское/Сферическое/Цилиндрическое/Копировать наложение в/воссТановить наложение]<сОответствие>:

С помощью одного из параметров выберите тип проецирования карты наложения на объект. Параметр воссТановить наложение возвращает координатам карты наложения значение, заданное по умолчанию.

Чтобы быстро выбрать нужный тип проектирования текстуры, не вызывая команду МАТЕРИАЛСООТВ, нажмите кнопку Наложение материалов в группе Материалы на вкладке Визуализация ленты (рис. 3.51). В итоге команда МАТЕРИАЛСООТВ запустится с одним из параметров: сОответствие, Плоское, Сферическое или Цилиндрическое.

Появится следующий запрос: Выберите грани или объекты: Выберите объекты, для которых необходимо изменить способ наложения карты. Это может быть твердотельная модель, грань или двухмерный объект с толщиной. Чтобы перейти к следующему шагу, нажмите клавишу Enter.

Появится приглашение:

Принять наложение или [Переместить/пОвернуть/Сброс/пЕреключить режим наложения]: 

В ответ можно изменить положение карты наложения. Нажмите клавишу Enter, чтобы завершить работу без дополнительных настроек, или выберите один из параметров.

• С помощью параметра Переместить можно перемещать карту наложения подобно тому, как перемещаются объекты при использовании команды 3DПЕРЕНЕСТИ.
• Выбор параметра пОвернуть позволяет вращать текстуру вокруг оси X, Y или Z. Вращение изображения происходит точно так же, как при вызове команды 3DПОВЕРНУТЬ.
• Параметр Сброс возвращает координатам карты наложения значения, принятые по умолчанию.
• Параметр пЕреключить режим наложения позволяет вернуться к предыдущему шагу.
• Чтобы завершить настройку наложения карты, нажмите клавишу Enter.

Подключение материалов

После того как необходимые материалы созданы и отредактированы, можно подключить их к объектам. Для назначения материала какому-либо объекту достаточно перетянуть нужный образец с палитры на выбранный объект. Однако можно назначить материал сразу всем объектам, принадлежащим определенному слою.

Чтобы подключить материал к слою, нажмите кнопку Вставка по слою в группе Материалы на вкладке Визуализация ленты. Откроется диалоговое окно Параметры назначения материалов (рис. 3.52).

Данное окно разделено на две части. Слева расположен список всех материалов, подключенных к чертежу. На рис. 12.21 видно, что в данном случае, помимо основного материала Global (Глобальный), присутствуют еще несколько образцов, причем в списке справа перечислены все слои, созданные на чертеже, с подключенными к ним материалами.

Назначить новый материал слою достаточно просто. Перетащите нужный образец материала из списка слева на выбранный слой, расположенный в списке справа. При этом данный материал будет подключен ко всем объектам, присутствующим на данном слое. Если вы ошибетесь и назначите материал объектам не того слоя, то, нажав крупную кнопку в форме креста справа от имени материала, можно отменить изменение. Нажмите кнопку OK, чтобы применить изменения и закрыть диалоговое окно.