Практическое занятие № 21 Построение и редактирование твердотельных объектов

Цель работы: Изучить способы создания твердотельных объектов. Научиться формировать разрезы и сечения твердотельных объектов.

1 Общие сведения

В трехмерном твердотельном моделировании приняты следующие понятия и определения:

• грань – ограниченная часть поверхности. Если поверхность может быть не­ограниченна (например, планарная (плоская), коническая, цилиндрическая), то грань ограничена всегда. Поддерживается пять типов граней: планарные, цилин­дрические, конические, сферические и тороидальные. Грани образуют твердо­тельную модель;

• ребро – элемент, ограничивающий грань. Поддерживается четыре типа ребер: прямолинейные, эллиптические (круговые), параболические и гиперболические. Например, грань куба ограничена четырьмя прямолинейными ребрами, а кониче­ская грань в основании ограничена одним эллиптическим или круговым ребром;

• полупространство – часть, трехмерного пространства, лежащая по одну сторону от поверхности. Другими словами, каждая поверхность является границей двух полупространств, на которые делится трехмерное пространство. Полупространство – часть трехмерного пространства, имеющая объем; поверхность – часть трехмерного пространства, имеющая площадь, но не имеющая объема;

• тело – часть пространства, ограниченная замкнутой поверхностью, имеющая определенный объем;

• тело (примитив) – наипростейший (основной, базовый) твердотельный объ­ект, который можно создать и из которого можно строить более сложные твердотельные модели;

• область – часть плоскости, ограниченная одной или несколькими границами.

• область (примитив) – замкнутая двумерная область, полученная преобразо­ванием существующих двумерных примитивов AutoCAD, имеющих нулевую высоту (кругов, фигур, двумерных полилиний, многоугольников, эллипсов, колец и полос), а также описанная как тело без высоты;

• составная область – единая область, являющаяся результатом выполнения логических операций объединения, вычитания или пересечения нескольких областей. Область может иметь отверстия и для нее так же, как и для твердых тел, можно вычислить площадь и другие характеристики твердого тела. Интеграция двумерного и объемного конструирования позволяет создавать из областей твер­дые тела, и наоборот.

• объект – это общее имя области или тел, причем тип объекта не имеет значе­ния: это может быть область, тело или составная модель (группа объектов, свя­занных в единое целое);

• пустой объект – составное тело, не имеющее объема, или область, не имеющая площади.

Твердотельные примитивы

• Простейшие «кирпичики», из которых строятся сложные трехмерные объек­ты, называют твердотельными примитивами. К ним относятся: ящик (парал­лелепипед, куб), цилиндр (круговой, эллиптический), шар, тор. С помощью команд ЯЩИК, КЛИН, КОНУС, ЦИЛИНДР, ШАР, TOP можно создать модели любого из этих тел заданных размеров введением требуемых значений.

Примитивы заданной формы можно также создавать путем «выдавливания» (команда ВЫДАВИ) или вращения (команда ВРАЩАЙ) двумерного объекта. Из примитивов получают более сложные объ­емные модели объектов.

Создание твердотельных объектов путем вращения двумерного объекта вокруг оси

Команда ВРАЩАЙ создает твердотельные объекты с помощью вращения существующих двумерных объектов или областей вокруг заданной оси.

Эта команда может вращать лишь один объект. Вращать можно: полилинию, многоугольник, прямоугольник, круг, эллипс, область (трехмерные примитивы вращать нельзя).

Создание твердотельных объектов путем «выдавливания» двумерного объекта

Команда ВЫДАВИ позволяет создавать твердотельные объекты «выдавливанием» (добавлением высоты) двумерных примитивов.

Выдавливать можно такие примитивы как, полилиния (имеющая не более 500 вершин), многоугольник, прямоугольник, круг, эллипс, замкнутый сплайн, кольцо и области. Полилинии с пересекающимися отрезками не могут быть выдавлены. С помощью одной команды может быть выдавлено сразу несколько объектов.

При вводе положительного значения происходит выдавливание объектов вдоль положительной оси Z объектной системы координат; при вводе отрицательного значения – вдоль отрицательной оси Z.

Можно создать сужающиеся тела выдавливания, для чего используется запрос:

Угол сужения <0–: Ввести число градусов, на которое должны сужаться грани.

Траектория позволяет задать высоту и направление выдавливания путем указания объекта в ответ на запрос Выберите траекторию:

Тело или область, образованные путем объединения нескольких простых объектов, называются составными. Составной объект может состоять или из простых тел, или из областей, но не из обоих сразу. Поэтому составной объект всегда имеет один из двух типов – либо это составное тело, либо составная об­ласть. Составной объект может состоять из примитивов, других составных объ­ектов или комбинации тех и других.

Для создания составных объектов из простых предусмотрены команды ОБЪЕДИНИ – объединение объектов; ПЕРЕСЕКИ – пересечение объектов (определение общего объема или площади); ВЫЧТИ – вычитание одного объекта из другого.

Получение разрезов твердотельных объектов обеспечивает команда РАЗРЕЗ. Команда позволяет разрезать тело с помощью плоско­сти. В рисунке можно оставить обе половины разрезанного тела или только ука­занную. Разрезанные тела наследуют слой и цвет исходного тела, но являются новыми составными телами.

Поперечное сечение твердотельного объекта можно получить с помощью команды СЕЧЕНИЕ. Команда позволяет создать новый объект путем поперечного сечения тел. Поперечное сечение является пересе­чением плоскости и выбранного тела.

Созданное поперечное сечение представляет собой область или непоимено­ванный блок, которые формируются на текущем слое, а не на слое, где находится объемное тело, поперечное сечение которого создается.