КОМПАС-3D V10 на 100%

После запуска библиотеки в менеджере откроется ее меню, состоящее из двух команд: Библиотека построения графиков FTDraw и Простейший математический калькулятор. Нас, разумеется, больше интересует первая команда. После двойного щелчка на ней откроется главное окно данной библиотеки (см. рис. 2.144), в котором вы можете выбрать подходящий вам способ построения графиков.

Внимание!

Перед тем как запускать библиотеку, обязательно создайте (или сделайте активным) чертеж или фрагмент. Давайте рассмотрим пример построения графика какой-либо сложной функции в декартовых координатах.

Предположим, что рассматривается функция вида y(x) = 4√x + 3cos(x) + 2ln(x) в диапазоне от 0,1 до 100. Щелкните на первой из больших квадратных кнопок главного окна библиотеки, чтобы перейти в режим построения графиков в декартовых координатах. В результате перед вами откроется новое окно (рис. 2.145), в котором необходимо задать уравнение, по которому будет строиться график, а также параметры построения.

Рис. 2.145. Построение графиков функций в декартовых координатах

По умолчанию в поле для введения функции стоит Sqrt(x), что означает, что система настроена на построение графика y(x) = √x. Данная утилита имеет весьма несложный синтаксис, к тому же вы всегда можете воспользоваться подсказкой при выборе нужной функции, щелкнув правой кнопкой мыши в поле, где нужно вводить формулу (рис. 2.146).

Рис. 2.146. Подсказка для выбора и вставки функций

Пользуясь приведенными подсказками и клавиатурой, введите в поле для функций следующую строку: 4*Sqrt(x)+3*Cos(x)+2*Ln(x). После этого в полях Пределы изменения Х задайте нужный диапазон, а в поле Количество точек установите значение 50. Нажмите кнопку Указать положение базовой точки графика

после чего щелкните в точке, где планируете поместить начало координат создаваемого графика. После задания точки система вернется к окну задания функциональных зависимостей, в котором теперь должна активироваться кнопка Построить график

Щелкните на этой кнопке, затем нажмите OK, чтобы завершить построение. Если вы все сделали правильно, в результате должен получиться график, показанный на рис. 2.147.

Рис. 2.147. График функции в декартовых координатах

В качестве еще одного примера приведу порядок построения графика в полярных координатах. Для рассмотрения возьмем несложную и достаточно известную спираль Архимеда, уравнение которой в полярных координатах имеет вид r = kj, где k – произвольный коэффициент, отличный от 0.

Запустите вновь библиотеку FTDraw и нажмите вторую справа большую кнопку, запустив режим построения графиков в полярных координатах. В строке для формул введите значение 2*Х, диапазон задайте от 0 до 20*Pi, а количество точек установите равным 200 (рис. 2.148).

Рис. 2.148. Построение графика функции в полярных координатах

После того как вы укажете начальную точку для построения, нажмите по очереди кнопки Построить график и ОK. В результате вы получите архимедову спираль, построенную на фрагменте в системе КОМПАС-3D (рис. 2.149).

Рис. 2.149. Архимедова спираль Резюме

Эта глава была полностью посвящена плоскому черчению в среде КОМПАС-3D. Ее условно можно разделить на две большие части: теоретическую и практическую.

Первая, теоретическая, начинается с описания инструментальных средств, предназначенных для создания и редактирования простейших геометрических объектов в графических документах системы. Часть команд и функций, которые наиболее часто применяются при практическом черчении, сопровождается небольшими примерами. Вкратце рассмотрены вопросы, касающиеся создания пользовательских стилей линий и штриховок.

В следующем разделе описаны возможности, предлагаемые системой для простановки размеров и обозначений на чертежах. Рассмотрены команды для построения всех типов размеров (линейного, диаметрального, радиального, размера высоты), а также для создания различных конструкторских обозначений (баз, шероховатости, отклонений и т. п.).

Завершает теоретическую часть раздел, посвященный общим вопросам работы с главным графическим документом КОМПАС-3D – чертежом. Приведена информация об оформлении чертежей (выборе, применении, редактировании основных надписей), работе с многолистовыми чертежами, а также более подробно рассказано о видах и слоях. В конце приведен пример создания ассоциативного чертежа с уже готовой 3D-модели.

Вторая часть главы демонстрирует приемы и секреты практического черчения. В ней приведены два примера, иллюстрирующие применение чертежно-графического редактора КОМПАС-График для создания и оформления конструкторской документации.

Первый пример – разработка сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора по реальным расчетным данным, состоящего из двух проекционных видов. Приведено достаточно подробное описание разработки, сопровождающееся большим количеством рисунков. Этот пример очень полезен для практического освоения работы со слоями и видами, в нем раскрываются особенности использования наиболее

популярных команд. Кроме того, излагается методика построения сложных чертежей, включая организацию поддержки проекционной связи между всеми видами изображения, оптимальный выбор количества слоев и видов для удобства последующего редактирования. Достаточно подробно описывается использование вспомогательной геометрии.

Второй пример – построение чертежа детали зубчатого колеса, взятой из только что спроектированного редуктора. В этом примере детально рассказано об оформлении конструкторских чертежей, в частности, о создании всех обязательных элементов деталировочного чертежа (проставления шероховатостей, допусков формы, размещения поверхностей, заполнения технических требований и т. п.).

Файлы всех примеров главы находятся на компакт-диске, прилагаемом к книге, в папке Examples\Глава 2. Глава 3 Трехмерное моделирование

•Твердотельное моделирование в КОМПАС-3D

•Практическое моделирование

•Интересные примеры

•Резюме

Любой человек, хоть немного работающий за компьютером, так или иначе сталкивается с трехмерной графикой. Многие просто не обращали на это внимания: наличие красивых элементов оформления, 3D-моделей и анимированных сцен давно считается нормой практически во всех коммерческих программных пакетах, приложениях Интернета, презентациях и рекламных роликах. Это неудивительно – ведь мы живем в мире, измеряемом тремя координатами. Нас окружают объемные объекты со свойственными им визуальными особенностями: цветом, прозрачностью, блеском и пр. Закономерно, что создатели компьютерных приложений

стараются как можно больше приблизить элементы интерфейса и само изображение на экране к условиям реального мира – так оно и красивее, и привычнее для восприятия.

На сегодня использование трехмерной графики вышло далеко за пределы сферы информационных технологий. Кинематограф, компьютерные игры, машиностроение, архитектура и строительство – это далеко не полный перечень областей, в которых широко применяется 3D-графика. Некоторые отрасли человеческой деятельности (например, дизайн, инженерные расчеты, мультипликация, игры) уже просто невозможно представить без реалистичных 3D-изображений. Кажется, что так было всегда, но качественная графика, доступная широкому кругу пользователей ПК, появилась не так давно.

За кулисами 3D спрятан очень серьезный математический аппарат, реализованный в ядре графической системы и производящий трехмерные изображения. Математические зависимости, описывающие формирование цифровой модели реальных объектов, а также алгоритмы для просчета освещения трехмерных сцен (областей виртуального пространства, содержащих трехмерные объекты и источники света), были разработаны еще в 1960- х годах. Однако слабые возможности аппаратного обеспечения не позволяли в то время создавать даже совсем несложные 3D-изображения. Первые компьютерные программы, формирующие простые трехмерные модели на основе эскизов, были созданы в 1960-х годах в университете города Юты (США) Иваном Сазерлендом и Дэвидом Эвансом. Начиная с середины 1970-х годов их последователи Эд Катмулл, Джим Блинн, Би Тюн Фонг (все трое были студентами все той же кафедры компьютерной графики в Юте) продолжили развивать технологии работы с 3D-графикой и анимацией. Сначала мало кто воспринимал всерьез студенческие и аспирантские работы по формированию объемных изображений на экране компьютера. Однако фундаментальные исследования, проведенные в этот период, стали началом развития мощнейшей технологии, которая коренным образом изменила представление о возможностях применения компьютерной графики. До сих пор при визуализации

используются материал Blinn, созданный Блинном, специальная модель освещения Phong Shading, основанная на расчете интенсивности света в каждой точке поверхности объекта и разработанная Фонгом, а также многое другое.

Со временем геометрические формы создаваемых на экране моделей усложнялись: наряду с простыми геометрическими примитивами и их комбинациями (куб, сфера, тор, различные тела, описываемые несложными алгебраическими уравнениями) появилась возможность поверхностного моделирования. При этом формируемая модель представляет собой поверхность, которая может состоять из множества полигонов (чаще всего треугольников). Развитие поверхностного моделирования стало большим шагом вперед и позволило создавать модели практически любой формы, включая модели живых организмов: людей, растений и т. п. Параллельно со сложностью форм 3D-моделей всегда стоял вопрос их реалистичности. Кроме собственно математического описания геометрии модели, которое бы максимально отвечало форме моделируемого и отображаемого объекта, требовалось его хорошее визуальное представление. Вот здесь очень кстати пришлись достижения ученыхфизиков, изучающих оптику и различные формы излучения. Результаты их работ, касающиеся преломления, отражения, поглощения световых лучей, были положены в основу различных методов визуализации.

Стабильный рост производительности персональных компьютеров в начале 1990-х годов дал толчок развитию относительно недорогих приложений для трехмерного моделирования. Появление таких программных пакетов сделало 3D доступной для простых пользователей. При этом само моделирование перестало быть привилегией небольших групп ученых, занимающихся скучными исследованиями, или кинематографистов, имеющих доступ к мощным графическим станциям. Легкость в освоении, относительно небольшие требования к аппаратному обеспечению и поистине удивительные возможности таких систем обеспечили им быстрое распространение и большую популярность. Кроме того, развитие графических библиотек существенно