Modelowanie brylowo powierzchniowe

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

1

Spis tre

ś

ci

1.

Wprowadzenie do programu. ........................................................................................................... 2

2.

Modelowanie w przestrzeni trójwymiarowej ................................................................................... 2

3.

Płaszczyzna konstrukcyjna i układy współrzędnych ....................................................................... 3

4.

Sterowanie układami współrzędnych............................................................................................... 4

5.

Oglądanie modelu w przestrzeni ...................................................................................................... 5

6.

Tworzenie brył, prymitywy bryłowe................................................................................................ 6

7.

Bryły i powierzchnie złożone........................................................................................................... 7

8.

Modyfikowanie brył ......................................................................................................................... 9

9.

Tworzenie powierzchni .................................................................................................................. 11

10.

Model bryłowo-powierzchniowy detalu budowlanego.............................................................. 12

11.

Minimalizacja pliku źródłowego................................................................................................ 14

12.

Wizualizacja ............................................................................................................................... 14

12.1.

Parametry renderingu - Materiały ...................................................................................... 15

12.2.

Ś

wiatło – ikona z paska narzędziowego Renderowanie..................................................... 18

12.3.

Tło ...................................................................................................................................... 20

12.4.

Zaawansowane ustawienia renderowania .......................................................................... 20



background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

2

Celem pracy jest:

wykonanie wirtualnego modelu detalu

budowlanego,

zaprezentowanie modelu w postaci zdj

ęć

z

wizualizacji.






Rys.1.1. Model bryłowo-powierzchniowy

ś

ciany z

wie

ń

cem.


W przykładzie pokazano techniki modelowania bryłowo - powierzchniowego. Zaprezentowano zestaw
brył podstawowych tzw. prymitywów bryłowy, oraz techniki tworzenia brył zło

ż

onych. Pokazano zalety

modelowania bryłami, z uwzgl

ę

dnieniem przypadków, w których utworzenie bryły jest niemo

ż

liwe. Do

tych przypadków wykorzystano modelowanie powierzchniami, z wyszczególnieniem technik tworzenia
powierzchni. Na koniec wykonano wizualizacj

ę

utworzonego modelu korzystaj

ą

c z metod renderingu

dost

ę

pnych w AutoCADzie.

1. Wprowadzenie do programu.
System AutoCAD w wersji 2009 ma wiele narz

ę

dzi do kre

ś

lenia, modelowania bryłowego i

powierzchniowego oraz renderingu. Zakładamy,

ż

e

student korzystaj

ą

cy z tych materiałów pracował ju

ż

ś

rodowisku AutoCADa i poj

ę

cia takie jak warstwy,

style linii, style wymiarowania, bloki nie s

ą

mu obce.

W materiale tym skoncentrujemy si

ę

na technikach

modelowania

umo

ż

liwiaj

ą

cych

tworzenie

trójwymiarowych

obiektów

(praca

z

układami

współrz

ę

dnych), narz

ę

dziach do tworzenia i edycji

brył, tworzenia i edycji powierzchni, prezentowania
modelu.
Podobnie jak w kre

ś

leniu dwuwymiarowym, w celu

zapewnienia przejrzysto

ś

ci rysunku, zalecane jest

tworzenie osobnych grup elementów na oddzielnych
warstwach.

Rys 1.2. Model bryłowy poł

ą

czenia stalowego.

2. Modelowanie w przestrzeni trójwymiarowej
Tworz

ą

c trójwymiarowy model rzeczywistego obiektu mo

ż

emy przedstawi

ć

go w postaci:

kraw

ę

dziowej tworz

ą

c jedynie linie odwzorowuj

ą

ce szkielet obiektu,

modelu powierzchniowego składaj

ą

cego si

ę

z nieprze

ź

roczystych

ś

cianek odwzorowuj

ą

cych

powierzchni

ę

brzegow

ą

modelu,

modelu bryłowego, najlepiej oddaj

ą

cego rzeczywisto

ść

, w którym obiekty maj

ą

ś

cianki zewn

ę

trzne

oraz wn

ę

trze.


Modelowanie kraw

ę

dziowe realizowane jest głównie za pomoc

ą

odcinków (narz

ę

dzie Linia, Polilinia

lub Polilinia 3D). Mo

ż

e by

ć

wykorzystywane np. przy projektowaniu instalacji.


Modelowanie siatkowe to tworzenie siatek odwzorowuj

ą

cych płaszczyzny i powierzchnie

zewn

ę

trzne obiektów z wykorzystaniem ró

ż

nych technik np. przez wyci

ą

ganie elementów płaskich lub

u

ż

ycie obiektów predefiniowanych, takich jak: prostopadło

ś

cian, ostrosłup, itp. Mo

ż

e by

ć

wykorzystywane do odwzorowania powierzchni o nieregularnym kształcie np. powierzchni terenu. W
systemie AutoCAD powierzchnie tworzone s

ą

technik

ą

siatkow

ą

, tzn. powierzchnia przybli

ż

ana jest

siatk

ą

ś

cianek, o których g

ę

sto

ś

ci decyduje u

ż

ytkownik.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

3

Modelowanie bryłowe jest najwierniejsze i daje najwi

ę

ksze mo

ż

liwo

ś

ci. Obiekt bryłowy reprezentuje

cał

ą

obj

ę

to

ść

obiektu, ma najpełniejsz

ą

informacj

ę

o modelu. Modelowanie bryłowe jest najbardziej

przejrzystym i jednoznacznym rodzajem modelowania w przestrzeni, jest łatwiejsze od modelowania
kraw

ę

dziowego i siatkowego. Bryły mo

ż

na dodawa

ć

, odejmowa

ć

, znajdowa

ć

cz

ęś

ci wspólne. Mo

ż

na

bez trudu znale

źć

przekrój bryły czy odcina

ć

jej kawałki. Modeluj

ą

c bryłami mo

ż

emy korzysta

ć

z

predefiniowanych brył elementarnych, takich jak: prostopadło

ś

cian, ostrosłup, walec, kula, itp.,

mo

ż

emy wyci

ą

ga

ć

dowolny, dwuwymiarowy obiekt po dowolnej linii, łuku czy polilinii oraz obraca

ć

wzgl

ę

dem dowolnej osi.

3. Płaszczyzna konstrukcyjna i układy współrz

ę

dnych

ś

eby tworzy

ć

trójwymiarowy model na płaskim ekranie komputera trzeba sprawnie porusza

ć

si

ę

w

przestrzeni modelu. Ka

ż

dy punkt modelu ma okre

ś

lone współrz

ę

dne kartezja

ń

skie (x,y,z).

Standardowo współrz

ę

dne odnosz

ą

si

ę

do Globalnego Układu Współrz

ę

dnych, na stałe zwi

ą

zanego z

modelem (ikona układu – lewy dolny naro

ż

nik ekranu). Tworz

ą

c rysunki dwuwymiarowe korzystamy

jedynie z płaszczyzny XY tego układu, cz

ę

sto nie maj

ą

c

ś

wiadomo

ś

ci,

ż

e o

ś

Z w ogóle istnieje.










Rys. 3.1. Układ współrz

ę

dnych w rysunkach dwu-wymiarowych.


W rysunku dwuwymiarowym współrz

ę

dna „z” zawsze była równa „0”. Modeluj

ą

c w przestrzeni 3D

tworzymy obiekty wprowadzaj

ą

c wszystkie 3 współrz

ę

dne.

Pozostaje pytanie, co oznacza wskazanie punktu na ekranie, jaki punkt przestrzeni zostanie wybrany,
jakie współrz

ę

dne zostan

ą

mu przypisane?

Odpowiedzi

ą

jest poj

ę

cie „płaszczyzna konstrukcyjna”.


Płaszczyzna konstrukcyjna to płaszczyzna XY obowi

ą

zuj

ą

cego

układu współrz

ę

dnych. Na tej płaszczy

ź

nie pojawi si

ę

obiekt

tworzony wskazaniami kursora, np. linia czy punkt.

Faktycznie, w rysunku dwuwymiarowym, po wskazaniu punktów
tworz

ą

cych obiekt powstawał obiekt wła

ś

nie na płaszczy

ź

nie XY.

ś

eby utworzy

ć

obiekt, który nie b

ę

dzie cz

ęś

ci

ą

naszego rysunku

dwuwymiarowego musimy zmieni

ć

poło

ż

enie płaszczyzny

konstrukcyjnej XY, czyli zdefiniowa

ć

nowy układ współrz

ę

dnych.

Rys. 3.2. Płaszczyzna konstrukcyjna aktywnego układu współrz

ę

dnych.

U

ż

ytkownik mo

ż

e zdefiniowa

ć

dowoln

ą

liczb

ę

własnych układów współrz

ę

dnych (LUW – Lokalny

Układ Współrz

ę

dnych), wzgl

ę

dem których mo

ż

e

wprowadza

ć

dane, okre

ś

laj

ą

c, który układ w danej

chwili jest obowi

ą

zuj

ą

cy (aktywny). Układ

współrz

ę

dnych jednoznacznie definiujemy wskazuj

ą

c

punkt b

ę

d

ą

cy pocz

ą

tkiem układu oraz okre

ś

laj

ą

c

kierunki i zwroty osi X,Y i Z.


Rys. 3.3. Przykładowe LUW.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

4

Układ współrz

ę

dnych u

ż

ytkownika jest narz

ę

dziem, które stanowi podstaw

ę

tworzenia modeli

trójwymiarowych. Płaszczyzna XY aktywnego układu współrz

ę

dnych stanowi płaszczyzn

ę

konstrukcyjn

ą

, na której mo

ż

emy umieszcza

ć

elementy. Zmiana poło

ż

enia i orientacji układu

współrz

ę

dnych powoduje zmian

ę

poło

ż

enia płaszczyzny konstrukcyjnej, dzi

ę

ki czemu elementy

mo

ż

emy umieszcza

ć

w przestrzeni w ró

ż

nym poło

ż

eniu. Przy modelowaniu przestrzennym podstawa

danego elementu zawsze znajduje si

ę

na

płaszczy

ź

nie konstrukcyjnej XY aktywnego układu.

Na rysunku 3.4. pokazano bryły wymodelowane w

ż

nych układach współrz

ę

dnych. Widoczny sto

ż

ek

powstał w GUW, jego podstawa znajduje si

ę

na

płaszczy

ź

nie XY tego układu. Ostrosłup powstał w

układzie lokalnym LUW1, podstawa ostrosłupa
znajduje si

ę

na płaszczy

ź

nie xy tego układu.

Prostopadło

ś

cian powstał w LUW2, walec w LUW3,

podstawy tych brył le

żą

na płaszczyznach xy tych

układów.

Rys. 3.4. Przykłady modelowania w ró

ż

nych LUW.


Znamy wi

ę

c ju

ż

odpowied

ź

na nasze pytanie, wskazuj

ą

c punkt na ekranie monitora wskazujemy

poło

ż

enie tego punktu na płaszczy

ź

nie konstrukcyjnej aktywnego układu współrz

ę

dnych.


Podsumowuj

ą

c:

w trójwymiarowej przestrzeni modelu poruszamy si

ę

definiuj

ą

c nowe układy współrz

ę

dnych,

elementy dwuwymiarowe zawsze umieszczane s

ą

na płaszczy

ź

nie konstrukcyjnej XY aktywnego

układu współrz

ę

dnych,

elementy trójwymiarowe umieszczane s

ą

zgodnie z aktywnym układem czyli podstawa elementu

znajduje si

ę

na płaszczy

ź

nie konstrukcyjnej XY, o

ś

Z wyznacza kierunek wysoko

ś

ci.

narz

ę

dzia dwuwymiarowej operacji na elementach działaj

ą

tylko na płaszczy

ź

nie konstrukcyjnej

aktywnego układu (przesuni

ę

cie, kopia, obrót itp.),

narz

ę

dzia do operacji na elementach w przestrzeni 3D np. obrót 3D, odbicie lustrzane 3D i szyk 3D

pozwalaj

ą

na modyfikacj

ę

obiektów poza płaszczyzn

ą

konstrukcyjn

ą

.


Symbol aktywnego układu współrz

ę

dnych widoczny jest na ekranie w lewym dolnym naro

ż

niku. Je

ż

eli

wybierzemy opcj

ę

Widok

Wy

ś

wietl

Ikona LUW

”W pocz

ą

tku” symbol b

ę

dzie wy

ś

wietlany w

pocz

ą

tku bie

żą

cego układu współrz

ę

dnych. Symbol jest niewidoczny je

ż

eli nie wybrana jest opcja

Wy

ś

wietl

LUW

”Wy

ś

wietl Ikon

ę

LUW”.

4. Sterowanie układami współrz

ę

dnych

Narz

ę

dzia dost

ę

pne w palecie narz

ę

dziowej LUW (lub polecenia z menu Wy

ś

wietl) pozwalaj

ą

na

tworzenie nowych Lokalnych Układów Współrz

ę

dnych z wykorzystaniem ró

ż

nych technik, oraz na

poruszanie si

ę

mi

ę

dzy nimi, a układem globalnym. Przydatne ikony z narz

ę

dziami:

-

pierwsza z ikon uaktywnia globalny układ współrz

ę

dnych,

-

druga umo

ż

liwia przej

ś

cie do poprzedniego układu,

-

kolejne trzy tworz

ą

aktywny układ współrz

ę

dnych: zwi

ą

zany ze wskazan

ą

ś

ciank

ą

elementu

bryłowego, zwi

ą

zany z orientacj

ą

wskazanego obiektu lub równoległy do płaszczyzny ekranu,

-

pierwsza z ikon przesuwa pocz

ą

tek aktywnego układu do wskazanego punktu,

-

kolejna tworzy nowy układ współrz

ę

dnych na podstawie wektora osi Z

(wskazujemy poło

ż

enie dwóch punktów, pocz

ą

tku i kierunku dodatniego zwrotu osi Z), o

ś

Z

jednoznacznie okre

ś

la poło

ż

enie LUW,

-

ostatnia tworzy nowy układ przez wskazanie trzech punktów b

ę

d

ą

cych odpowiednio pocz

ą

tkiem

układu, kierunkiem osi X i kierunkiem osi Y, kierunek osi Z wyznacza reguła prawej dłoni,

-

nast

ę

pne narz

ę

dzia pozwalaj

ą

tworzy

ć

nowe układy przez obrót układu

aktywnego wokół osi X, Y lub Z, jako parametr podajemy warto

ść

k

ą

ta obrotu.

Je

ż

eli aktywnych jest wiele rzutni, mo

ż

na przypisa

ć

do ka

ż

dej z nich inny Lokalny Układ

Współrz

ę

dnych.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

5

5. Ogl

ą

danie modelu w przestrzeni

Podczas tworzenia rysunku płaskiego na ekranie, w rzutni, wy

ś

wietlany jest jego widok z góry, czyli

zawsze patrzymy na płaszczyzn

ę

XY. W czasie tworzenia trójwymiarowego modelu niezb

ę

dna jest

mo

ż

liwo

ść

spojrzenia na model pod ró

ż

nymi k

ą

tami, z ró

ż

nych wysoko

ś

ci i odległo

ś

ci. Funkcj

ę

tak

ą

zapewniaj

ą

nam narz

ę

dzia z palety Orbita.


Rys. 5.1. Ikony narz

ę

dzia Orbita.

-

Pierwsze narz

ę

dzie, Orbita ograniczona, przyjmuje,

ż

e punkt celowy widoku pozostaje

nieruchomy, a poło

ż

enie kamery lub punktu obserwacji przemieszcza si

ę

dookoła celu.

-

Drugie narz

ę

dzie, Orbita swobodna, wy

ś

wietla obiekt steruj

ą

cy, który jest okr

ę

giem. Je

ś

li opcja z

menu podr

ę

cznego (prawego klawisza myszy) „Wł

ą

cz cel automatyczny orbity” jest wł

ą

czona,

obracamy modelem wzgl

ę

dem

ś

rodka wy

ś

wietlanych obiektów. W przeciwnym wypadku, punktem

celu jest okr

ę

g steruj

ą

cy.

-

Trzecie narz

ę

dzie, Ci

ą

głe okr

ąż

anie, umo

ż

liwia ogl

ą

danie obiektów w ci

ą

głym ruchu.


Menu podr

ę

czne (prawego klawisza myszy) narz

ę

dzia Orbita umo

ż

liwia wł

ą

czenie perspektywy. Po

uaktywnieniu narz

ę

dzia wybieramy „Perspektywa”.


Orientacj

ę

w przestrzeni modelu ułatwia nam zestaw predefiniowanych widoków, takich jak: widok z

góry, z boku, czy izometryczny (paleta z narz

ę

dziami Widok) . Widoki predefiniowane maj

ą

własne

układy współrz

ę

dnych.

Rys. 5.2. Ikony widoku z palety narz

ę

dziowej Widok.


Modele mog

ą

by

ć

wy

ś

wietlane w rzutni z ró

ż

n

ą

dokładno

ś

ci

ą

. Im wi

ę

ksza b

ę

dzie dokładno

ść

, tym

lepsza b

ę

dzie jako

ść

wy

ś

wietlania modelu, ale dłu

ż

szy b

ę

dzie czas tworzenia obrazu . Model

wy

ś

wietlany jest zgodnie z wybranym stylem wizualnym. Mo

ż

e by

ć

to model szkieletowy 2D, 3D,

model z ukrytymi liniami niewidocznymi lub wycieniowany realistycznie lub koncepcyjnie (paleta z
narz

ę

dziami Style wizualne). Najszybciej tworzony jest widok szkieletowy, najwolniej realistyczny.

Ostatnia ikona z paska „Style wizualne” pozwala precyzyjnie okre

ś

li

ć

parametry wybranego stylu

wizualnego. W cieniowanych stylach wizualnych doł

ą

czone jest o

ś

wietlenie domy

ś

lne, które

równomiernie do

ś

wietla wszystkie powierzchnie modelu tak,

ż

eby mo

ż

na było je wizualnie rozró

ż

ni

ć

.

Domy

ś

lne o

ś

wietlenie jest dost

ę

pne tylko wtedy, gdy inne

ś

wiatła s

ą

wył

ą

czone.

Rys. 5.3. Ikony z palety narz

ę

dziowej Style wizualne.

Rys. 5.4. Model w widoku szkieletowym, z liniami ukrytymi, w widoku realistycznym i w widoku
koncepcyjnym.

W dowolnej chwili mo

ż

na wybra

ć

styl wizualny i zmieni

ć

jego ustawienia. Wprowadzone zmiany s

ą

odzwierciedlane w rzutniach, w których dany styl wizualny jest zastosowany. Wszystkie zmiany stylu
wizualnego s

ą

zapisywane w rysunku.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

6

Tło jest tak

ż

e parametrem stylu wizualnego. Jako tła w rzutni mo

ż

na u

ż

y

ć

koloru, wypełnienia

gradientowego lub obrazu. Aby u

ż

y

ć

tła, najpierw nale

ż

y utworzy

ć

nazwany widok, okre

ś

li

ć

dla niego

tło i ustawi

ć

go jako widok bie

żą

cy w rzutni. Je

ś

li w bie

żą

cym stylu wizualnym dla opcji Tło jest

ustawiona warto

ść

„Tak”, tło jest wy

ś

wietlane.

Styl wizualny steruje tak

ż

e wy

ś

wietlaniem cieni w modelu. Cienie podło

ż

a to cienie rzucane przez

obiekty na podło

ż

e. Pełne cienie to cienie rzucane przez obiekty na inne obiekty. Aby były

wy

ś

wietlane pełne cienie, o

ś

wietlenie w rzutni musi pochodzi

ć

od

ś

wiateł utworzonych przez

u

ż

ytkownika lub od sło

ń

ca. Wy

ś

wietlanie cieni mo

ż

e obni

ż

a

ć

wydajno

ść

. Cienie mo

ż

na wył

ą

cza

ć

w

bie

żą

cym stylu wizualnym na czas pracy i wł

ą

cza

ć

, gdy b

ę

d

ą

potrzebne.

6. Tworzenie brył, prymitywy bryłowe
Bryły modelu mog

ą

by

ć

tworzone z wykorzystaniem ró

ż

nych technik. Mo

ż

emy korzysta

ć

z

predefiniowanych prymitywów bryłowych – pasek narz

ę

dziowy Modelowanie. Nale

żą

do nich:

polibryła (bryła składaj

ą

ca si

ę

z prostopadło

ś

ciennych i łukowych

ś

cianek),

prostopadło

ś

cian,

klin,

sto

ż

ek,

sfera,

walec,

torus,

ostrosłup,

helisa – umo

ż

liwia tworzenie spr

ęż

yn, gwintów

i zakr

ę

canych schodów,

powierzchnia płaska.

Rys. 6.1. Ikony prymitywów bryłowych.

Po wybraniu narz

ę

dzia podajemy warto

ś

ci niezb

ę

dnych do zdefiniowania danej bryły parametrów, np.

dla kostki prostopadło

ś

ciennej s

ą

to dwa punkty b

ę

d

ą

ce przeciwległymi wierzchołkami podstawy i

wysoko

ść

. Nale

ż

y pami

ę

ta

ć

,

ż

e podstawy brył znajd

ą

si

ę

na płaszczy

ź

nie konstrukcyjnej XY. Je

ż

eli

chcemy utworzy

ć

np. walec, którego o

ś

jest pozioma, powinni

ś

my wykorzysta

ć

układ współrz

ę

dnych,

którego płaszczyzna XY jest pionowa.


Rys. 6.2. Tworzenie bryły prostopadło

ś

cianu (kostki) –

wskazujemy jeden z wierzchołków podstawy,
definiujemy wymiary podstawy lub wskazujemy
poło

ż

enie przeciwległego wierzchołka, okre

ś

lamy

wysoko

ść

wskazuj

ą

c punkt lub wpisuj

ą

c warto

ść

(przechodzenie mi

ę

dzy danymi – klawisz <Tab>).







Rys. 6.3. Tworzenie walca – wskazujemy poło

ż

enie

ś

rodka

podstawy, definiujemy promie

ń

(wskazanie lub warto

ść

),

okre

ś

lamy wysoko

ść

(wskazanie lub warto

ść

).

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

7








Rys. 6.4. Tworzenie helisy – wskazujemy poło

ż

enie

ś

rodka dolnej podstawy, definiujemy promie

ń

dolnej podstawy (wskazanie lub warto

ść

), okre

ś

lamy promie

ń

górnej podstawy (wskazanie lub

warto

ść

), podajemy wysoko

ść

(wskazanie lub warto

ść

). Liczba zwojów lub skok s

ą

parametrami tego

obiektu, mo

ż

emy je poda

ć

w trakcie wstawiania.

7. Bryły i powierzchnie zło

ż

one

Druga grupa ikon z paska narz

ę

dziowego Modelowanie, to narz

ę

dzia umo

ż

liwiaj

ą

ce tworzenie brył i

powierzchni zło

ż

onych. Je

ż

eli operujemy obiektem zamkni

ę

tym, powstanie bryła, obiekty otwarte

utworz

ą

powierzchnie.

Rys. 7.1. Ikony narz

ę

dziowe do tworzenia brył zło

ż

onych – pasek Modelowanie.


Dost

ę

pne narz

ę

dzia:

Wyci

ą

gnij – tworzy brył

ę

lub powierzchni

ę

przez wyci

ą

gni

ę

cie obiektu płaskiego (np. okr

ę

gu,

wieloboku, regionu, łuku, itp.) na podan

ą

odległo

ść

i w podanym kierunku (opcja Kierunek) lub według

innej tworz

ą

cej (opcja

ś

Cie

ż

ka) np.: łuku, polilinii, splajnu. Je

ż

eli wyci

ą

ganiu poddamy obiekt

zamkni

ę

ty, powstanie bryła, je

ż

eli wyci

ą

ganie wykonamy na obiekcie otwartym, w wyniku tej operacji

powstanie powierzchnia. Je

ż

eli wyci

ą

gamy dany profil wzdłu

ż

ś

cie

ż

ki, bryła która powstanie

rozpoczyna si

ę

płaszczyzn

ą

profilu, a ko

ń

czy w punkcie ko

ń

cowym

ś

cie

ż

ki, na płaszczy

ź

nie

prostopadłej do

ś

cie

ż

ki. W operacji wyci

ą

gania mo

ż

emy zastosowa

ć

k

ą

t zw

ęż

enia,

ś

cianki boczne

powstaj

ą

cej bryły b

ę

d

ą

wtedy odchylone o zadany k

ą

t. Je

ż

eli k

ą

t b

ę

dzie zbyt du

ż

y, profil mo

ż

e zbiec

si

ę

w jednym punkcie przed osi

ą

gni

ę

ciem wymaganej wysoko

ś

ci.

Aby narysowany profil podda

ć

wyci

ą

ganiu prostemu nale

ż

y:

-

wybra

ć

ten obiekt lub grup

ę

obiektów, <Enter> lub PKM,

-

wpisa

ć

wysoko

ść

wyci

ą

gni

ę

cia lub wybra

ć

opcj

ę

„c” – „

ś

Cie

ż

ka”,

-

je

ż

eli bryła ma by

ć

ze zw

ęż

eniem, nale

ż

y wybra

ć

opcj

ę

„t” - „k

ą

T zw

ęż

enia” i wpisa

ć

warto

ść

k

ą

ta.


Rys. 7.2. Przykład modelowania wiaduktu – wyci

ą

gni

ę

cie przekroju (regionu) po łuku.


Naci

ś

nij i ci

ą

gnij – tworzy brył

ę

przez wyci

ą

gni

ę

cie dowolnego obszaru zamkni

ę

tego. W trakcie

wykonywania polecenia system automatycznie tworzy region uwzgl

ę

dniaj

ą

cy otwory znajduj

ą

ce si

ę

wewn

ą

trz obszaru zamkni

ę

tego. Aby utworzy

ć

brył

ę

:

-

rysujemy jej przekrój,

-

wybieramy narz

ę

dzie „Naci

ś

nij i ci

ą

gnij”,

-

wskazujemy dowolny punkt wewn

ą

trz

przekroju,

-

podajemy wysoko

ść

wyci

ą

gni

ę

cia.


Rys. 7.3. Przykład modelowania pustaka – wyci

ą

gni

ę

cie przekroju na zadan

ą

wysoko

ść

.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

8

Przeci

ą

gni

ę

cie – tworzy powierzchni

ę

lub brył

ę

3D przez

przeci

ą

gni

ę

cie obiektu 2D wzdłu

ż

otwartej lub zamkni

ę

tej

ś

cie

ż

ki

2D lub 3D. Podczas przeci

ą

gania profilu wzdłu

ż

ś

cie

ż

ki profil jest

przenoszony i wyrównywany prostopadle do

ś

cie

ż

ki.

Po wybraniu narz

ę

dzia wybieramy obiekty do przeci

ą

gni

ę

cia,

ko

ń

czymy wybór klawiszem <Enter> lub PKM , nast

ę

pnie

wybieramy obiekt, po którym przeci

ą

gamy, czyli

ś

cie

ż

k

ę

.


Rys. 7.4. Model spr

ęż

yny - przykład przeci

ą

gni

ę

cia okr

ę

gu po helisie.

Przekr

ęć

– tworzy powierzchni

ę

lub brył

ę

za pomoc

ą

przekr

ę

cania otwartych lub zamkni

ę

tych obiektów wokół

osi. Mo

ż

na przekr

ę

ci

ć

wi

ę

cej ni

ż

jeden obiekt naraz. O

ś

obrotu mo

ż

na okre

ś

li

ć

przez: wskazanie dwóch punktów,

jako o

ś

X, Y lub Z, o

ś

zdefiniowan

ą

przez obiekt (opcja

Obiekt).

Rys. 7.5. Bryła obrotowa – przykład przekr

ę

cenia regionu wokół osi.

Aby narysowany profil podda

ć

operacji przekr

ęć

nale

ż

y:

-

wybra

ć

ten obiekt, <Enter> lub PKM,

-

okre

ś

li

ć

o

ś

obrotu,

-

poda

ć

warto

ść

k

ą

ta, o jaki profil zostanie przekr

ę

cony.


Wyci

ą

gni

ę

cie zło

ż

one – tworzy brył

ę

lub powierzchni

ę

przechodz

ą

c

ą

przez zdefiniowany zestaw

dwóch lub wi

ę

cej krzywych przekroju poprzecznego. Przekroje

poprzeczne (na ogół krzywe lub linie), definiuj

ą

ce kształt wynikowej

bryły lub płaszczyzny, mog

ą

by

ć

otwarte (np. łuk) lub zamkni

ę

te (np.

okr

ą

g). Wyci

ą

ganie zło

ż

one mo

ż

e odbywa

ć

si

ę

wzdłu

ż

ś

cie

ż

ki (opcja

sCie

ż

ka). Zaleca si

ę

, aby pocz

ą

tek krzywej definiuj

ą

cej

ś

cie

ż

k

ę

znajdował si

ę

na płaszczy

ź

nie pierwszego przekroju poprzecznego, a

koniec na płaszczy

ź

nie ostatniego przekroju poprzecznego.

Rys. 7.6. Przykład bryły przechodz

ą

cej przez 3 zdefiniowane przekroje.


Bryły zło

ż

one powstaj

ą

tak

ż

e w wyniku sumowania, odejmowania lub znajdowania cz

ęś

ci wspólnej

brył składowych. Niezb

ę

dne narz

ę

dzia do tych operacji znajduj

ą

si

ę

w pasku z narz

ę

dziami Edycja

brył.

Rys. 7.7. Ikony operacji na bryłach: Suma, Ró

ż

nica, Iloczyn czyli cz

ęść

wspólna.


Poni

ż

ej przykład modelownia dwuteownika z sze

ś

ciok

ą

tnym otworem w

ś

rodniku. Prac

ę

rozpocz

ę

to

od wymodelowania bryły dwuteownika i bryły otworu, nast

ę

pnie odj

ę

to od bryły dwuteownika brył

ę

otworu. Kolejne kroki powstawania modelu:
a) narysowano (płaszczyzna XY) przekrój dwuteownika i sze

ś

ciok

ą

tnego otworu,

b) zamieniono kontur w obiekt dwuwymiarowy z wn

ę

trzem, takim obiektem jest Region,

c) wyci

ą

gni

ę

to region przekroju dwuteownika na okre

ś

lon

ą

wysoko

ść

, oraz regionu przekroju otworu

na wysoko

ść

co najmniej równ

ą

grubo

ś

ci

ś

rodnika (otwór musi przebi

ć

ś

rodnik dwuteownika),

d) precyzyjnie umieszczono brył

ę

otworu wzgl

ę

dem dwuteownika - brył

ę

otworu obrócono i

przesuni

ę

to dowi

ą

zuj

ą

c si

ę

np. do górnego naro

ż

nika dwuteownika,

e) kolejnego przesuni

ę

cia bryły otworu dokonano o

ś

ci

ś

le wyliczony wektor,

f) odj

ę

to od bryły dwuteownika brył

ę

otworu narz

ę

dziem „Ró

ż

nica” z paska „Edycja brył”.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

9

a) b) c) d) e) f)

Rys. 7.8. Przykład modelowania dwuteownika z otworem.

8. Modyfikowanie brył
Gdy istniej

ą

ce w modelu bryły wymagaj

ą

korekty mo

ż

emy wykorzysta

ć

narz

ę

dzia do edycji brył

(pasek narz

ę

dziowy Edycja brył). Pierwsza grupa ikon (rys. 7.7.) to operacje logiczne na bryłach.

Druga grupa ikon pozwala modyfikowa

ć

bryły zmieniaj

ą

c poło

ż

enie

ś

cianek, czyli powierzchni

ograniczaj

ą

cych brył

ę

.

Je

ż

eli chcemy np. rozci

ą

gn

ąć

brył

ę

, wybieramy jedn

ą

lub wi

ę

cej

ś

cianek i zmieniamy ich poło

ż

enie.

Pozostałe

ś

cianki dopasuj

ą

si

ę

do przekształconych, bryła zostanie zmodyfikowana.

Ś

cianki brył

mo

ż

na przesuwa

ć

, obraca

ć

, odsuwa

ć

, usuwa

ć

, kopiowa

ć

oraz nadawa

ć

im okre

ś

lony kolor.


Zmianie podlegaj

ą

wybrane

ś

cianki. Wyboru dokonujemy wskazuj

ą

c dowolny punkt

ś

cianki lub jej

kraw

ę

d

ź

. Je

ż

eli wybranych zostało wi

ę

cej

ś

cianek (np. wybrany punkt nale

ż

y do wielu) mo

ż

emy

usun

ąć

ś

ciank

ę

ze zbioru wskaza

ń

, wybieramy j

ą

powtórnie z wci

ś

ni

ę

tym klawiszem <Shift>.


Rys. 8.1. Narz

ę

dzia edycji brył.


Operacje paska narz

ę

dziowego „Edycja brył” (kolejno):


Wyci

ą

gnij powierzchnie – przesuwa

ś

ciank

ę

równolegle z

mo

ż

liwo

ś

ci

ą

podania k

ą

ta zw

ęż

enia (mo

ż

emy np. wydłu

ż

y

ć

istniej

ą

c

ą

brył

ę

). Na rysunku 8.2. przykład u

ż

ycia tej funkcji -

dwuteownik z wybran

ą

górn

ą

ś

ciank

ą

i dwuteownik po

wyci

ą

gni

ę

ciu tej

ś

cianki ze zw

ęż

eniem 5

o

.


Rys. 8.2. Przykład wyci

ą

gni

ę

cia górnej

ś

cianki dwuteownika.


Przesu

ń

powierzchnie – przesuwa

ś

cianki, umo

ż

liwia np.

przesuni

ę

cie istniej

ą

cego otworu. Na rysunku 8.3. przykład

u

ż

ycia tej funkcji do przesuni

ę

cia otworu w

ś

rodniku

dwuteownika - dwuteownik z zaznaczon

ą

ś

ciank

ą

otworu i

rezultat operacji przesuni

ę

cia o wskazany wektor.



Rys. 8.3. Przykład przesuni

ę

cia otworu.


Odsu

ń

powierzchnie – odsuwa wybrane

ś

cianki o okre

ś

lon

ą

odległo

ść

. Na rysunku 8.4. przykład pogrubienia

ś

rodnika

dwuteownika - dwuteownik z wybran

ą

ś

ciank

ą

i efekt operacji,

ś

cianka odsuni

ę

ta na podan

ą

przez u

ż

ytkownika odległo

ść

.




Rys. 8.4. Przykład odsuni

ę

cia

ś

cianki

ś

rodnika.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

10


Usu

ń

powierzchnie – usuwa wskazane

ś

cianki, np. mo

ż

emy

zlikwidowa

ć

otwór usuwaj

ą

c

ś

ciank

ę

, która go ogranicza –

rysunek 8.5. Dwuteownik z zaznaczon

ą

ś

ciank

ą

otworu i

rezultat operacji.



Rys. 8.5. Przykład usuni

ę

cia

ś

cianki otworu.



Obró

ć

powierzchnie – obraca

ś

ciank

ę

wzgl

ę

dem wskazanej

osi obrotu, o okre

ś

lony k

ą

t. Na rysunku 8.6. przykład

obrócenia bocznych

ś

cianek półek dwuteownika o k

ą

t (-10)

o

(warto

ść

k

ą

ta podajemy wzgl

ę

dem osi obrotu).



Rys. 8.6. Przykład obrócenia

ś

cianek bocznych.


Zw

ęź

powierzchnie – zw

ęż

a powierzchni

ę

pod okre

ś

lonym k

ą

tem.


Kopiuj powierzchnie – kopiuje wskazan

ą

ś

ciank

ę

(umo

ż

liwia

stworzenie linii konturowej danej

ś

cianki). Na rysunku 8.6.

przykład skopiowania górnej

ś

cianki dwuteownika.

Utworzona kopia jest regionem.



Rys. 8.7. Przykład utworzenia kopii

ś

cianki bryły.


Koloruj powierzchnie – zmienia kolor wskazanych

ś

cianek bryły.

Ponadto mo

ż

emy

ś

cina

ć

i zaokr

ą

gla

ć

kraw

ę

dzie brył oraz wykonywa

ć

ich przekroje i rozci

ę

cia.


Kraw

ę

dzie bryły mo

ż

emy

ś

cina

ć

i zaokr

ą

gla

ć

za pomoc

ą

znanych z palety

Zmiana narz

ę

dzi Fazuj i Zaokr

ą

glaj .

Rys. 8.8. Ikony narz

ę

dzi Fazuj i Zaokr

ą

glaj.


Post

ę

pujemy zgodnie z poleceniami wydawanymi przez system, czyli w przypadku

ś

ci

ę

cia

wskazujemy kraw

ę

d

ź

ś

cinanej

ś

cianki. System wybierze jedn

ą

z dwóch zawieraj

ą

c

ą

wskazan

ą

kraw

ę

d

ź

. Akceptujemy, je

ż

eli wybór jest wła

ś

ciwy, je

ż

eli nie, wybieramy opcj

ę

Nast

ę

pna”. Nast

ę

pnie

okre

ś

lamy parametry

ś

ci

ę

cia i wskazujemy kraw

ę

d

ź

, która ma przesta

ć

istnie

ć

. Opcja „P

ę

tla”

spowoduje

ś

ci

ę

cie wszystkich kraw

ę

dzi

nale

żą

cych do wybranej

ś

cianki. W

przypadku Zaokr

ą

glania wskazujemy

kraw

ę

d

ź

, która przestanie istnie

ć

,

nast

ę

pnie okre

ś

lamy parametr

wyokr

ą

glenia (promie

ń

).

Rys. 8.9. Przykład u

ż

ycia narz

ę

dzia Fazuj i Zaokr

ą

glaj.


Rozci

ę

cia modelu płaszczyzn

ą

mo

ż

emy dokona

ć

za pomoc

ą

polecenia Płat z menu Zmiana

Operacje 3D. Po wybraniu obiektów do rozci

ę

cia definiujemy (ró

ż

nymi sposobami) płaszczyzn

ę

rozcinaj

ą

c

ą

np. przez wskazanie 3 niewspółliniowych punktów nale

żą

cych do niej. Do u

ż

ytkownika

nale

ż

y wybór czy obie rozci

ę

te cz

ęś

ci maj

ą

pozosta

ć

w modelu, czy tylko jedna z nich.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

11

9. Tworzenie powierzchni
Modele powierzchniowe odwzorowuj

ą

kształty obiektów, maj

ą

zastosowanie tam, gdzie nie chcemy

modelowa

ć

wn

ę

trza oraz w przypadkach, w których wykonanie modelu

bryłowego jest niemo

ż

liwe lub bardzo skomplikowane. Powierzchnie

reprezentowane s

ą

przez siatki o wybranej przez u

ż

ytkownika g

ę

sto

ś

ci.

Powierzchniami mo

ż

emy wymodelowa

ć

teren (na podstawie danych

wysoko

ś

ciowych) lub inne skomplikowane kształty. Narz

ę

dzia słu

żą

ce do

tworzenia modeli powierzchniowych znajduj

ą

si

ę

w menu Rysuj

Modelowanie

Siatki.



Rys. 9.1. Narz

ę

dzia do tworzenia siatek powierzchniowych.

Nale

żą

do nich:

Siatka 3D – tworzy powierzchni

ę

wielok

ą

tn

ą

na podstawie wskazanej macierzy NxM punktów.

Siatka przekr

ę

cona – tworzy siatk

ę

przez obrót krzywej lub profilu (linii, okr

ę

gów, łuków, elips, łuków

eliptycznych, polilinii lub splajnów, zamkni

ę

tych polilinii, wieloboków, zamkni

ę

tych splajnów lub

pier

ś

cieni) wokół wybranej osi.

Siatka walcowa - tworzy siatk

ę

reprezentuj

ą

c

ą

powierzchni

ę

walcow

ą

zdefiniowan

ą

przez

wyci

ą

gni

ę

cie linii lub krzywej (nazywanej krzyw

ą

ś

cie

ż

ki) w okre

ś

lonym kierunku i na okre

ś

lon

ą

odległo

ść

(nazywan

ą

wektorem kierunkowym).

Siatka prostokre

ś

lna – tworzy siatk

ę

wielok

ą

tn

ą

reprezentuj

ą

c

ą

powierzchni

ę

prostokre

ś

ln

ą

mi

ę

dzy

dwoma liniami lub krzywymi.

Siatka kraw

ę

dziowa - tworzy siatk

ę

wielok

ą

tn

ą

przybli

ż

aj

ą

c

ą

siatk

ę

powierzchni płata Coonsa

powstałego z czterech przylegaj

ą

cych kraw

ę

dzi. Płat Coonsa jest powierzchni

ą

bikubiczn

ą

,

utworzon

ą

metod

ą

interpolacji czterech stykaj

ą

cych si

ę

kraw

ę

dzi (które mog

ą

by

ć

dowolnymi

krzywymi w przestrzeni).


Gładko

ś

ci

ą

powierzchni (g

ę

sto

ś

ci

ą

siatki

ś

cianek) steruj

ą

dwie zmienne Surftab1 i Surftab2

(odpowiednio dla dwóch kierunków). Im wi

ę

ksza warto

ść

tych zmiennych, tym bardziej g

ę

sta b

ę

dzie

siatka

ś

cianek. Aby dokona

ć

zmiany warto

ś

ci jednej z tych zmiennych wpisujemy jej nazw

ę

w linii

komend i podajemy now

ą

warto

ść

.








Rys. 9.2. Powierzchnia kraw

ę

dziowa utworzona dla 4 kraw

ę

dzi, dla zmiennych Surftab równych

odpowiednio 6 i 30.

Powierzchnie mog

ą

by

ć

modyfikowane jedynie w oparciu o punkty charakterystyczne, czyli w

ę

zły

siatki. Tak jak w przypadku innych elementów przesuwaj

ą

c poło

ż

enie w

ę

zła zmieniamy geometri

ę

całego obiektu. Powierzchnie nie podlegaj

ą

operacjom sumowania, odejmowania czy znajdowania

cz

ęś

ci wspólnej. Jedyn

ą

operacj

ą

, która pozwoli nam usun

ąć

fragment powierzchni jest rozbicie

powierzchni na

ś

cianki (polecenie Rozbij z paska narz

ę

dziowego Zmiana) i usuni

ę

cie pojedynczych

ś

cianek. Ta operacja nie zapewni nam jednak

gładkich wci

ęć

.





Rys. 9.3. Modyfikowanie powierzchni przez
przesuniecie w

ę

złów siatki i przez usuni

ę

cie

ś

cianek siatki po rozbiciu powierzchni na

ś

cianki.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

12

10.

Model bryłowo-powierzchniowy detalu budowlanego.

Naszym zadaniem jest wykonanie przykładowego modelu bryłowego detalu budowlanego - stropu
g

ę

sto

ż

ebrowego. Wykorzystamy narz

ę

dzia z pasków

Modelowanie, Edycja brył, LUW, Widok, Style
wizualne, Orbita
. Przed przyst

ą

pieniem do pracy

nale

ż

y wykona

ć

niezb

ę

dne ustawienia dotycz

ą

ce

jednostek i warstw. Definiuj

ą

c układ warstw

powinni

ś

my uwzgl

ę

dni

ć

podział elementów ze wzgl

ę

du

na materiał, z którego s

ą

wykonane. Ułatwi nam to

przygotowanie modelu do wizualizacji.

Rys. 10.1. Przykładowy model stropu gesto

ż

ebrowego.

Ś

ciana z pustaków to nic innego jak powielony pojedynczy pustak, który tworzymy przez wyci

ą

gni

ę

cie

przekroju. Podobnie powstan

ą

pustaki w stropie. Pr

ę

ty zbrojenia głównego to walce, a strzemiona i

pr

ę

ty odgi

ę

te to okr

ę

gi przeci

ą

gni

ę

te po odpowiednio poskładanej polilinii. Deski, beton, papa,

podłoga drewniana to prostopadło

ś

ciany.

Przy wielokrotnym powielaniu danego elementu, dobrze jest skorzysta

ć

z funkcji tworzenia bloku.

Pozwala to zmniejszy

ć

wielko

ść

pliku

ź

ródłowego. Tworz

ą

c blok zapami

ę

tujemy jego model, kolejne

kopie s

ą

odwołaniami do zdefiniowanego wzoru.

Rys. 10.2. Etapy modelowania pustaka

ś

ciennego i stropowego: kontur, region, wyci

ą

gni

ę

cie bryły.


Modeluj

ą

c pustaki najpierw tworzymy lini

ę

przekroju korzystaj

ą

c z linii, łuków, krzywych. Aby przekrój

stanowił cz

ęść

płaszczyzny z otworami tworzymy region. W tym celu wybieramy narz

ę

dzie Region z

palety Rysuj, wybieramy wszystkie elementy wchodz

ą

ce w skład zewn

ę

trznego konturu pustaka oraz

linii brzegowej otworów. Je

ż

eli kontur narysowany został precyzyjnie powinni

ś

my otrzyma

ć

komunikat

o utworzeniu regionów. Korzystaj

ą

c z mo

ż

liwo

ś

ci wykonywania operacji logicznych na regionach

takich jak odejmowanie czy dodawanie, od obszaru zewn

ę

trznego odejmujemy obszary b

ę

d

ą

ce

dziurami (narz

ę

dzie odejmowania z palety Edycja brył). Po wycieniowaniu obrazu powinni

ś

my

zobaczy

ć

przekrój pustaka jak na rys. 10.2.

Narz

ę

dzie „Wyci

ą

gnij” z palety Modelowanie umo

ż

liwi nam pogrubienie przekroju i utworzenie bryły

pustaka. W tym celu wybieramy narz

ę

dzie, wskazujemy przekrój i podajemy wysoko

ść

pogrubienia.

Mo

ż

emy te

ż

skorzysta

ć

z narz

ę

dzia „Naci

ś

nij i wyci

ą

gnij”, które pozwala utworzy

ć

brył

ę

bez

konieczno

ś

ci tworzenia regionu. Po narysowaniu konturu, wybieramy to narz

ę

dzie i wskazujemy

punkt wewn

ą

trz konturu, region zostanie utworzony automatycznie, ostatni etap to okre

ś

lenie

wysoko

ś

ci.


Nale

ż

y pami

ę

ta

ć

,

ż

e ze wzgl

ę

du na swoje poło

ż

enie, pustaki (

ś

cienny i stropowy) powinny powstawa

ć

w innych Lokalnych Układach Współrz

ę

dnych. Zawsze płaszczyzna XY tych układów powinna

znajdowa

ć

si

ę

na płaszczy

ź

nie przekroju bryły. Aby dostosowa

ć

poło

ż

enie LUW po wymodelowaniu pustaka

ś

ciennego, do

modelowania pustaka stropowego, mo

ż

emy obróci

ć

pierwszy LUW

(rys. 10.2.) wzgl

ę

dem osi X o 90

o

.






Rys. 10.3.

Ś

ciana z pustaków z zapraw

ą

.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

13

Aby wymodelowa

ć

zapraw

ę

wypełniaj

ą

c

ą

wszystkie przestrzenie mi

ę

dzy pustakami w

ś

cianie

wykorzystamy operacje na bryłach. Zamiast precyzyjne modelowa

ć

poszczególne

prostopadło

ś

cienne fragmenty spoiny, mo

ż

emy utworzy

ć

jedn

ą

du

żą

brył

ę

, troch

ę

mniejsz

ą

od

wymiarów

ś

ciany. Wzajemne przenikanie si

ę

brył uwidoczni tylko te cz

ęś

ci zaprawy, które znajduj

ą

si

ę

mi

ę

dzy cegłami, reszta utonie we wn

ę

trzu cegieł. Odejmuj

ą

c od bryły zaprawy bryły cegieł

otrzymamy brył

ę

zaprawy wypełniaj

ą

c

ą

szczelnie przestrzenie mi

ę

dzy cegłami. Musimy pami

ę

ta

ć

o

skopiowaniu brył cegieł. Jako obiekt odejmowany zostanie ona usuni

ę

ta w procesie odejmowania.


Kolejny etap to wymodelowanie zbrojenia, którego pr

ę

ty główne

s

ą

walcami, strzemiona, to okr

ę

gi przeci

ą

gni

ę

te po poliliniach.






Rys. 10.4. Model zbrojenia wie

ń

ca.

Aby wymodelowa

ć

strzemiona najpierw kre

ś

limy

ś

cie

ż

k

ę

, po której przeci

ą

ga

ć

b

ę

dziemy koło b

ę

d

ą

ce

przekrojem strzemienia (rys. 10.5.a).

Ś

cie

ż

ka składaj

ą

ca si

ę

z odcinków linii i łuków musi stanowi

ć

jeden element. Mo

ż

emy wi

ę

c wielokrotnie wyci

ą

ga

ć

koło wzdłu

ż

odcinka lub łuku, lub zbudowa

ć

z

tych elementów jeden obiekt, jakim jest polilinia. Wa

ż

ne jest,

ż

eby elementy

ś

cie

ż

ki wzajemnie si

ę

nie

przecinały. Trudnym do wymodelowania miejscem s

ą

haczyki strzemion, które w rzeczywisto

ś

ci s

ą

odgi

ę

te wzgl

ę

dem siebie. Takiego „odgi

ę

cia” dokonamy te

ż

w trakcie modelowania, obracaj

ą

c

wzgl

ę

dem punktu A cz

ęść

osi strzemienia wraz z jednym haczykiem. W tym celu skorzystamy z

narz

ę

dzia „Obrót 3D” z menu Zmiana

Operacje 3D. Po wybraniu narz

ę

dzia wybieramy elementy

podlegaj

ą

ce obrotowi, czyli całe ramie osi od punktu A. Nast

ę

pnie wybieramy o

ś

obrotu wskazuj

ą

c

jeden z trzech kierunków (rys. 10.5.b). Wpisujemy warto

ść

k

ą

ta obrotu.

a) b) c) d)
Rys. 10.5. Modelowanie strzemienia: a) kontur osi, b) odgi

ę

cie haczyka, c) utworzenie dwóch poliginii,

d) przeci

ą

gni

ę

cie okr

ę

gu po obu poliliniach.


Kolejny etap to utworzenie polilinii. Jest to obiekt 2D, musi by

ć

tworzony na płaszczy

ź

nie XY. Ze

wzgl

ę

du na odgi

ę

cie, nasza o

ś

powstała na dwóch ró

ż

nych płaszczyznach XY, dlatego utworzymy

dwie polilinie. Najpierw dostosujemy LUV do narysowanej pierwszej cz

ęś

ci osi strzemienia, tak, aby

le

ż

ała ona na płaszczy

ź

nie XY aktualnego LUV. Najłatwiej dostosujemy LUV korzystaj

ą

c z opcji

wskazania 3 punktów jednoznacznie definiuj

ą

cych płaszczyzn

ę

XY (rys. 5.10.c). Teraz mo

ż

emy

poł

ą

czy

ć

obiekty w polilini

ę

, wybieramy „Polilinia” z menu Zmiana

Obiekt. Wybieramy pierwszy

(skrajny) segment zamieniaj

ą

c go w polilini

ę

. Opcja „d” jak „Doł

ą

cz” pozwala doł

ą

czy

ć

kolejne

segmenty. Ko

ń

cz

ą

c operacj

ę

klawiszem <Enter> powinni

ś

my otrzyma

ć

komunikat,

ż

e segmenty

zostały dodane. Drug

ą

z polilinii tworzymy analogicznie pami

ę

taj

ą

c o zmianie poło

ż

enia LUW, tak,

ż

eby kontur osi le

ż

ał na aktualnej płaszczy

ź

nie XY.

Ostatni etap to przeci

ą

gni

ę

cie (narz

ę

dzie Przeci

ą

gni

ę

cie z palety Modelowanie) okr

ę

gu przez dwie

polilinie (rys. 10.5.d). Okr

ą

g mo

ż

e by

ć

narysowany w dowolnej płaszczy

ź

nie. Wybieramy narz

ę

dzie,

wskazujemy okr

ą

g, zatwierdzamy, wskazujemy

ś

cie

ż

k

ę

, zatwierdzamy.

Podobn

ą

technik

ą

modelujemy pozostałe pr

ę

ty zbrojenia.


W naszym modelu bryła betonu to zwykły prostopadło

ś

cian. W rzeczywisto

ś

ci, w stropie, beton

zakrywa elementy pustaków i zbrojenia.

ś

eby dobrze zaprezentowa

ć

detal zmniejszono brył

ę

betonu

pokazuj

ą

c wn

ę

trze stropu. Inny pomysł na zaprezentowanie betonu to wymodelowanie kształtu

kojarz

ą

cego si

ę

z procesem wylewania betonu (rys. 10.6.).

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

14

a) b) c) d)
Rys. 10.6. Bryła betonu (a) i kolejne kroku tworzenia powierzchni wylewania: b) 4 kraw

ę

dzie konturu,

b) powierzchnia brzegowa, c) powierzchnia z brył

ą

.


Taki kształt nie jest mo

ż

liwy do utworzenia narz

ę

dziami do modelowania bryłowego. Niezb

ę

dne jest

wykorzystanie narz

ę

dzi do tworzenia powierzchni, czyli aby osi

ą

gn

ąć

po

żą

dany efekt, cz

ęś

ciowo

utworzymy brył

ę

przez wyci

ą

gni

ę

cie (rys. 10.6.a), fragment rozlewaj

ą

cego si

ę

betonu wymodelujemy

powierzchni

ą

kraw

ę

dziow

ą

(rys 10.6.c). Powierzchnie kraw

ę

dziow

ą

tworzymy na podstawie

narysowanych 4 kraw

ę

dzi. W naszym przypadku b

ę

d

ą

to 4 krzywe, które zostały narysowane w

ż

nych Lokalnych Układach Współrz

ę

dnych (na ró

ż

nych płaszczyznach XY). Rysowanie kraw

ę

dzi

mo

ż

na upro

ś

ci

ć

rysuj

ą

c je na jednej płaszczy

ź

nie XY i obracaj

ą

c je do wła

ś

ciwego poło

ż

enia (Zmiana

Operacje 3D

Obrót 3D). Siatk

ę

kraw

ę

dziow

ą

tworzymy korzystaj

ą

c z narz

ę

dzia Rysuj

Modelowanie

Siatki

Siatka kraw

ę

dziowa. Je

ż

eli siatka nie jest wystarczaj

ą

co gładka, nale

ż

y

zwi

ę

kszy

ć

parametry surftab1 i surftab2. Wła

ś

ciwie rozmieszczaj

ą

c brył

ę

i siatk

ę

, uzyskamy efekt

widoczny na rys. 10.6.d.

Taka metoda niesie ze sob

ą

pewne komplikacje. Powierzchnie s

ą

elementami, które nie podlegaj

ą

operacji odejmowania. Nie mo

ż

emy wi

ę

c od naszej powierzchni ograniczaj

ą

cej beton odj

ąć

wyst

ę

puj

ą

cych w rzeczywisto

ś

ci pustaków. Beton „wleje” nam si

ę

do

ś

rodka. Jedyna rada na tak

ą

sytuacj

ę

to rozbicie powierzchni na siatk

ę

ś

cianek i usuwanie zb

ę

dnych fragmentów.

11.

Minimalizacja pliku

ź

ródłowego.

Plik

ź

ródłowy b

ę

d

ą

cy wynikiem naszej pracy mo

ż

e by

ć

znacznych rozmiarów (kilkadziesi

ą

t MB).

Praca z du

ż

ym plikiem jest czasochłonna, przetwarzanie obrazu trwa bardzo długo. Powinni

ś

my

stara

ć

si

ę

, aby tworzony plik był jak najmniejszy. Dlatego nale

ż

y racjonalnie wprowadza

ć

nowe

elementy np. wykorzystuj

ą

c do tworzenia kopii wielokrotnych funkcj

ę

tworzenia bloku. Definiuj

ą

c blok

zapami

ę

tujemy tylko wzorzec, kolejne kopie bloku nie s

ą

nowymi elementami, a tylko odwołaniami do

definicji, nie wpływaj

ą

wi

ę

c na wielko

ść

pliku. W naszym przykładowym modelu uzasadnione byłoby

utworzenie bloku cegły i pustaka stropowego.

Je

ż

eli nadal nasz plik jest du

ż

y, a historia jego tworzenia długa, warto usun

ąć

obiekty utworzone, a

nieu

ż

ywane, które mogły znale

źć

si

ę

w pliku. Do tego celu słu

ż

y nam polecenie Usu

ń

z menu Plik

Narz

ę

dzia rysunkowe. Je

ż

eli wybierzemy opcj

ę

„Poka

ż

elementy, które mo

ż

na usun

ąć

” otrzymamy

list

ę

obiektów, które nie pełni

ą

w modelu

ż

adnej roli, które mo

ż

emy usun

ąć

. Taka operacja cz

ę

sto

zmniejsza plik nawet o połow

ę

.

12.

Wizualizacja

Ko

ń

cowym etapem modelowania jest utworzenie prezentacji fotorealistycznej wykonanego modelu

uwzgl

ę

dniaj

ą

cej materiały, o

ś

wietlenie, tło. Narz

ę

dzia umo

ż

liwiaj

ą

ce zdefiniowanie tych parametrów

znajduj

ą

si

ę

w pasku narz

ę

dziowym Renderowanie.

Rys. 12.1. Pasek narz

ę

dziowy Renderowanie.


Renderowanie to zło

ż

ony proces tworzenia zdj

ę

cia z wirtualnego modelu. Materiały, przezroczysto

ś

ci,

cienie, odbicia, gładko

ść

kraw

ę

dzi, tło, wielko

ść

obrazu wynikowego to parametry, które powinien

ustali

ć

u

ż

ytkownik przed wykonaniem wizualizacji. Dobór wła

ś

ciwych parametrów, które sprawi

ą

,

ż

e

model b

ę

dzie wygl

ą

dał realnie jest trudne, pracochłonne i czasochłonne, wymaga wykonania wielu

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

15

próbnych renderingów. Ka

ż

dy rendering to

ż

mudne wyliczanie przez system poszczególnych pixeli

obrazu. Dlatego im obraz mniejszy i procedury obliczania prostsze, tym czas tworzenia obrazu
krótszy. Wniosek jest prosty, próbne, sprawdzaj

ą

ce renderingi wykonujemy do małych zdj

ęć

,

wył

ą

czaj

ą

c parametry zb

ę

dne (np. cienie, odbicia). Rendering ostateczny wykonujemy tworz

ą

c

zdj

ę

cia du

ż

e z wykorzystaniem najlepszych procedur obliczeniowych.


Pasek narz

ę

dziowy Renderowanie pozwala wywoła

ć

polecenia (kolejne ikony):

-

ukrywania linii – wy

ś

wietla model kraw

ę

dziowo z liniami ukrytymi,

-

renderingu – tworzy wyrenderowany obraz zgodnie z ustawieniami,

-

ustawienia

ś

wiateł (ikona rozwijalna), w tym

ś

wiatła punktowego, reflektora

ś

wietlnego,

ś

wiatła

odległego,

-

wy

ś

wietlenia listy

ś

wiateł z mo

ż

liwo

ś

ci

ą

modyfikowania parametrów tych

ś

wiateł,

-

ustawie

ń

i przypisania materiałów,

-

odwzorowania (ikona rozwijalna) pozwalaj

ą

cego modyfikowa

ć

usytuowanie tekstury na wybranych

elementach,

-

ustawie

ń

ś

rodowiska renderowania, czyli takich efektów jak mgła, czy uwzgl

ę

dnianie gł

ę

bi,

-

zaawansowanych ustawie

ń

renderowania, czyli co (cały model czy tylko wybrane fragmenty), jak

precyzyjnie (jako

ść

robocza, czy prezentacyjna) i gdzie renderujemy (na ekran czy do pliku).


12.1. Parametry renderingu - Materiały
Materiał, to cecha obiektu okre

ś

laj

ą

ca jego kolor, tekstur

ę

, jak odbija lub przepuszcza

ś

wiatło.

Widoczny obok panel uwidacznia próbki materiałów dost

ę

pnych w rysunku. Materiał domy

ś

lny ma

nazw

ę

globalny i jest przypisany do elementów, dla których nie został zdefiniowany inny materiał.

Mo

ż

emy doł

ą

cza

ć

nowe materiał korzystaj

ą

c z jednej z ikon. Ustawienia wybranego materiału s

ą

wy

ś

wietlane w panelu Edytor materiałów:

-

Typ - okre

ś

la typ materiału. Typy Realistyczny i Realistyczny metal s

ą

przeznaczone dla

materiałów opartych o cechy fizyczne. Typy Zaawansowany i Zaawansowany metal s

ą

przeznaczone dla materiałów oferuj

ą

cych wi

ę

cej opcji, w tym wła

ś

ciwo

ś

ci, za pomoc

ą

których

mo

ż

na tworzy

ć

efekty specjalne, np. symulowa

ć

odbicia. Uwaga, realistyczny metal nie oznacza,

ż

e materiałem jest metal, jest to tylko okre

ś

lenie dla danego zestawu cech.

-

Szablon - wy

ś

wietla list

ę

szablonów dost

ę

pnych dla

wybranego typu materiału.

-

Kolor – pozwala wybra

ć

kolor materiału np. na podstawie

koloru obiektu, do którego jest on doł

ą

czony – opcja „Jak

obiekt”.

-

Połysk - ustawia połysk materiału. Pod

ś

wietlenie powierzchni

o du

ż

ym połysku jest mniejsze i ja

ś

niejsze. Powierzchnia o

mniejszym połysku odbija

ś

wiatło w wi

ę

kszej liczbie kierunków,

daj

ą

c wi

ę

ksze, łagodniejsze pod

ś

wietlenie.

-

Pochłanianie - ustawia pochłanianie materiału. Bryła

całkowicie nieprzezroczysta nie przepuszcza

ś

wiatła przez

swoj

ą

powierzchni

ę

. Obiekt bez pochłaniania jest

przezroczysty.

-

Indeks załamania - okre

ś

la, w jaki sposób

ś

wiatło jest

załamywane przez obiekt z doł

ą

czonym materiałem cz

ęś

ciowo

przezroczystym. Na przykład przy warto

ś

ci „1.0”, indeksie

załamania powietrza, obiekt znajduj

ą

cy si

ę

za obiektem

przezroczystym nie jest w ogóle zniekształcony. Przy warto

ś

ci

„1.5” obiekt jest zniekształcony znacznie, jakby był ogl

ą

dany

przez szklan

ą

kul

ę

.

-

Przezroczysto

ść

– okre

ś

la stopie

ń

przezroczysto

ś

ci materiału.

Obiekt przezroczysty transmituje

ś

wiatło, ale jest ono równie

ż

rozproszone wewn

ą

trz obiektu. Przezroczysto

ść

ma warto

ść

procentow

ą

: przy warto

ś

ci „0.0” materiał nie jest przezroczysty;

przy warto

ś

ci „100.0” materiał jest w pełni przezroczysty.

Rys. 12.2. Paleta ustawie

ń

parametrów materiałów

Nowy materiał

Zastosuj materiał
do obiektów

Materiał globalny

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

16

-

Ś

wiatło własne - je

ś

li dla tej opcji jest ustawiona warto

ść

wi

ę

ksza ni

ż

„0”, wydaje si

ę

,

ż

e obiekt

wysyła

ś

wiatło, niezale

ż

nie od

ś

wiateł na rysunku. Je

ś

li jest wybrane

ś

wiatło własne, jaskrawo

ść

jest niedost

ę

pna.

-

Jaskrawo

ść

jest warto

ś

ci

ą

nat

ęż

enia

ś

wiatła odbijanego od powierzchni. Jest to miara

postrzeganej jasno

ś

ci powierzchni. Je

ś

li jest wybrana jaskrawo

ść

,

ś

wiatło własne jest niedost

ę

pne.

Jaskrawo

ść

jest okre

ś

lona w rzeczywistych jednostkach o

ś

wietlenia.

-

Materiał dwustronny - gdy ta opcja jest wł

ą

czona, jest renderowana dodatnia i ujemna normalna

powierzchni. Gdy jest wył

ą

czona, jedynie dodatnie normalne płaszczyzny s

ą

renderowane. To

ustawienie jest wył

ą

czone, je

ś

li wł

ą

czona jest opcja „Wymu

ś

2-stronne” w oknie dialogowym

„Zarz

ą

dzaj ustawieniami wst

ę

pnymi renderowania”.


Mapy
pozwalaj

ą

przypisa

ć

wzór lub tekstur

ę

do materiału. Dla typu Realistyczny i Realistyczny metal

s

ą

to:

-

Mapa rozproszenia – pozwala doł

ą

czy

ć

tekstur

ę

do materiału (przycisk <Wybierz obraz>),

mo

ż

emy wybra

ć

jedn

ą

z proponowanych przez system, lub zdefiniowa

ć

własn

ą

w oparciu o własn

ą

tekstur

ę

lub materiały proceduralne: Drewno, Marmur. Suwak mapy rozproszenia steruje

intensywno

ś

ci

ą

mapy na obiekcie.

-

Mapa pochłaniani okre

ś

la, które obszary materiału maj

ą

by

ć

przezroczyste, a które nie.

-

Mapa wypukło

ś

ci dodaje rze

ź

b

ę

do powierzchni, zgodnie z wybranym obrazem (przycisk

<Wybierz>, nie zmieniaj

ą

c jej geometrii. Mapowanie wypukło

ś

ci powoduje,

ż

e obiekt wygl

ą

da tak,

jakby miał wypukł

ą

lub nieregularn

ą

powierzchni

ę

, pozwalaj

ą

usun

ąć

gładko

ść

z powierzchni lub

nada

ć

jej wygl

ą

d wytłoczony. Nale

ż

y jednak pami

ę

ta

ć

,

ż

e efekt gł

ę

bi mapy wypukło

ś

ci jest

ograniczony. Je

ś

li konieczne jest uzyskanie bardzo du

ż

ej gł

ę

boko

ś

ci powierzchni, nale

ż

y u

ż

y

ć

technik modelowania. Suwak mapy wypukło

ś

ci umo

ż

liwia dostosowanie stopnia wypukło

ś

ci.

Wy

ż

sze warto

ś

ci powoduj

ą

renderowanie wy

ż

szych kraw

ę

dzi, a ni

ż

sze warto

ś

ci ni

ż

szych kraw

ę

dzi

płaskorze

ź

by.


Biblioteki z teksturami
, które mog

ą

by

ć

wykorzystane jako mapy, znajduj

ą

si

ę

w miejscu

wskazanym przez system,

ż

eby to sprawdzi

ć

, polecenie Opcje z menu Narz

ę

dzia, zakładka Pliki,

zazwyczaj jest tak jak poni

ż

ej:


Jako wzory tekstur mog

ą

by

ć

u

ż

ywane nast

ę

puj

ą

ce formaty:

TGA (.tga)

BMP (.bmp, .rle, .dib)

PNG (.png)

JFIF (.jpg, .jpeg)

TIFF (.tif)

GIF (.gif)

PCX (.pcx)

Rys. 12.3. Zakładka definiowania skali materiału.


Po wybraniu tekstury, przechodzimy do zakładki „Skalowanie mapy i rozmieszczenie płytek”, która
pozwala na dobranie skali tekstury, przesuni

ę

cia tekstury i jej obrotu do wielko

ś

ci obiektu.


Jednostki
umo

ż

liwiaj

ą

wybór obowi

ą

zuj

ą

cych jednostek przy skalowaniu. Aby skalowa

ć

w

jednostkach rzeczywistych, nale

ż

y wybra

ć

rodzaj jednostek.


Blokuj współczynnik kształtu

blokuje proporcje bitmapy. Zmiana jednego ze współczynników

skalowania automatycznie powoduje zmian

ę

drugiego.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

17

Odsuni

ę

cie U, Odsuni

ę

cie V - przesuwa punkt pocz

ą

tkowy

bitmapy wzdłu

ż

osi U i V. Warto

ść

t

ę

mo

ż

na ustawi

ć

interakcyjnie, przesuwaj

ą

c suwak umieszczony wewn

ą

trz

podgl

ą

du.


Obrót
– pozwala obróci

ć

bitmap

ę

wokół osi W układu

współrz

ę

dnych UVW.



a) b) c)

Rys. 12.4. Przykład dopasowania tekstury do obiektu a) bez skalowania, b) ze skalowaniem, c) z
obrotem.

Poni

ż

ej przykłady wyrenderowanego modelu z ró

ż

nymi ustawieniami materiału Globalnego,

przypisanego do wszystkich elementów modelu.










Rys. 12.5. Model wyrenderowany bez przypisanych materiałów (wszystkie elementy – materiał
Globalny, kolor na powierzchniach jak w modelu).











Rys. 12.6 Model jak wy

ż

ej, dla materiału Globalnego nadana przezroczysto

ść

z równoczesnym

zmniejszeniem pochłaniania promieni przez materiał.










Rys. 12.7. Materiał jak na rys. 12.5., doł

ą

czona i doskalowana mapa wypukło

ś

ci w postaci pliku

rastrowego.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

18










Rys. 12.8. Zmiana typu materiału na realistyczny metal, czyli uwzgl

ę

dnianie odbi

ć

(bez

mapy wypukło

ś

ci).


Poło

ż

enie materiału na danym obiekcie mo

ż

na zmodyfikowa

ć

wykorzystuj

ą

c polecenie

„Odwzorowanie” dost

ę

pne w palecie Renderowanie.

Rys. 12.9. Narz

ę

dzia odwzorowania.

Do dyspozycji mamy kilka rodzajów odwzorowa

ń

, których zastosowanie uzale

ż

nione jest od kształtu

obiektu.

Odwzorowanie płaskie odwzorowuje obraz na obiekt w taki sposób, jakby był on rzutowany z

rzutnika slajdów na powierzchni

ę

2D. Obraz nie ulega zniekształceniu, ale jest tak skalowany, aby

pasował do obiektu. To odwzorowanie jest najcz

ęś

ciej u

ż

ywane dla powierzchni.

Odwzorowanie kostki odwzorowuje obraz na brył

ę

przypominaj

ą

c

ą

kostk

ę

. Obraz jest powtarzany

na ka

ż

dej stronie obiektu.

Odwzorowanie kuliste odkształca obraz poziomo i pionowo. Górna kraw

ę

d

ź

mapy jest

kompresowana do punktu w „biegunie północnym” sfery, a dolna kraw

ę

d

ź

do punktu w „biegunie

południowym”.

Odwzorowanie walcowe odwzorowuje obraz na obiekcie walcowym; kraw

ę

dzie poziome s

ą

zawini

ę

te; pozostałe kraw

ę

dzie nie s

ą

zawijane. Wysoko

ść

obrazu jest skalowana wzdłu

ż

osi walca.


Je

ż

eli trzeba dokona

ć

dalszych regulacji, np. przesuni

ę

cia lub obrócenia tekstury na obiekcie, mo

ż

na

u

ż

y

ć

narz

ę

dzia odwzorowania materiału uchwytami, które s

ą

wy

ś

wietlane na obiekcie.

Po wybraniu opcji Przesu

ń

lub Obrót, wy

ś

wietlany jest symbol kierunków przesuni

ę

cia lub orbit

obrotu. Kierunek pod

ś

wietlony na

ż

ółto jest aktywny. Ruch kursora

modyfikuje usytuowanie tekstury w
aktywnym kierunku.








Rys. 12.10. Narz

ę

dzia przesuni

ę

cia

i obrotu tekstury na obiekcie.


12.2.

Ś

wiatło – ikona z paska narz

ę

dziowego Renderowanie.

Dobre o

ś

wietlenie ma kluczowe znaczenie dla wizualizacji cieniowanych modeli 3D

podczas pracy i tworzenia renderingu.

O

ś

wietlenie domy

ś

lne

Podczas pracy na rzutni z cieniowanym widokiem 3D domy

ś

lne o

ś

wietlenie pochodzi z dwóch

odległych

ź

ródeł pod

ąż

aj

ą

cych za punktem obserwacji wraz z poruszaniem si

ę

po modelu. Wszystkie

powierzchnie w modelu s

ą

o

ś

wietlone w sposób pozwalaj

ą

cy na ich wizualne rozró

ż

nienie. Mo

ż

na

regulowa

ć

jasno

ść

i kontrast, ale nie ma potrzeby samodzielnego tworzenia lub umieszczania

ś

wiateł.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

19

Domy

ś

lne o

ś

wietlenie musi by

ć

wył

ą

czone, aby było widoczne o

ś

wietlenie pochodz

ą

ce z

utworzonych przez u

ż

ytkownika

ś

wiateł lub sło

ń

ca.

Ś

wiatła utworzone przez u

ż

ytkownika

Aby mie

ć

wi

ę

ksz

ą

kontrol

ę

nad o

ś

wietleniem, mo

ż

na utworzy

ć

ś

wiatła punktowe, reflektory

ś

wietlne i

ś

wiatła odległe pozwalaj

ą

ce uzyska

ć

potrzebny efekt. Mo

ż

na je przesuwa

ć

i obraca

ć

za pomoc

ą

narz

ę

dzi uchwytów, wł

ą

cza

ć

i wył

ą

cza

ć

oraz zmienia

ć

wła

ś

ciwo

ś

ci takie jak kolor. Efekty zmian s

ą

natychmiast widoczne w rzutni.

Ś

wiatło punktowe emituje

ś

wiatło we wszystkich kierunkach. Nat

ęż

enie

ś

wiatła punktowego

zmniejsza si

ę

wraz z odległo

ś

ci

ą

, chyba

ż

e tłumienie ma nadan

ą

warto

ść

Brak.

Ś

wiatła punktowego

nale

ż

y u

ż

ywa

ć

do podstawowych efektów o

ś

wietlenia. Aby doda

ć

ś

wiatło punktowe:

-

wybieramy ikon

ę

,

-

okre

ś

lamy (wskazuj

ą

c lub wpisuj

ą

c współrz

ę

dne) poło

ż

enie

ź

ródła

ś

wiatła,

-

okre

ś

lamy parametry takie jak nazwa czy nat

ęż

enie.

Reflektor

ś

wietlny emituje ukierunkowany sto

ż

ek

ś

wiatła. Mo

ż

na regulowa

ć

kierunek

ś

wiatła oraz

wielko

ść

sto

ż

ka

ś

wiatła. Nat

ęż

enie

ś

wiatła reflektora zmniejsza si

ę

wraz z odległo

ś

ci

ą

. Reflektory s

ą

u

ż

ywane do wyró

ż

niania (pod

ś

wietlania) szczegółów i fragmentów modelu. Aby doda

ć

reflektor

ś

wietlny:

-

wybieramy ikon

ę

,

-

okre

ś

lamy (wskazuj

ą

c lub wpisuj

ą

c współrz

ę

dne) poło

ż

enie

ź

ródła

ś

wiatła,

-

okre

ś

lamy (wskazuj

ą

c lub wpisuj

ą

c współrz

ę

dne) poło

ż

enie celu

ś

wiatła,

-

okre

ś

lamy parametry takie jak nazwa czy nat

ęż

enie.

Ś

wiatło odległe emituje jednolite, równoległe promienie

ś

wiatła tylko w jednym kierunku. W

dowolnych miejscach rzutni nale

ż

y okre

ś

li

ć

punkty OD i DO w celu okre

ś

lenia kierunku

ś

wiatła.

Nat

ęż

enie

ś

wiatła odległego nie zmienia si

ę

wraz z odległo

ś

ci

ą

; jest jednakowo jasne na ka

ż

dej

powierzchni, do której dociera, jak w

ź

ródle.

Ś

wiatła odległe s

ą

przydatne do jednolitego o

ś

wietlania

obiektów.
Aby doda

ć

ś

wiatło odległe:

-

wybieramy ikon

ę

,

-

okre

ś

lamy (wskazuj

ą

c lub wpisuj

ą

c współrz

ę

dne) kierunek padania

ś

wiatła przez wskazanie dwóch

punktów, DO i OD,

-

okre

ś

lamy parametry takie jak nazwa czy nat

ęż

enie.


Modyfikowanie listy

ś

wiateł i parametrów – ikona z paska narz

ę

dziowego

Renderowanie wy

ś

wietla list

ę

ś

wiateł na rysunku. Pozwala na usuwanie lub modyfikowanie

parametrów wybranego

ś

wiatła. Po zaznaczeniu jednego lub wi

ę

cej

ś

wiateł wskazujemy je prawym

przyciskiem myszy i wybieramy polecenie Wła

ś

ciwo

ś

ci, co pozwala na usuniecie lub modyfikowanie

takich parametrów jak:

-

Nat

ęż

enie - ustawia intensywno

ść

ś

wiatła. Zakres to od 0.00 do maksymalnej warto

ś

ci

obsługiwanej przez system.

-

Stan - wł

ą

cza lub wył

ą

cza

ś

wiatła. Je

ś

li o

ś

wietlenie nie jest wł

ą

czone na rysunku, to ustawienie nie

ma skutków.

-

Cie

ń

– wł

ą

czenie sprawia,

ż

e

ś

wiatło rzuca cienie. Cie

ń

ostry jest prostszy i wydajniejszy, ale ma

ostre kraw

ę

dzie. Cie

ń

mi

ę

kki, czasochłonny, ma realistyczne, gładkie kraw

ę

dzie.

-

Tłumienie – steruje zmian

ą

nat

ęż

enia o

ś

wietlenia wraz z odległo

ś

ci

ą

.

-

Kolor – pozwala dobra

ć

kolor

ś

wiatła.

-

Geometria – pozwala zmieni

ć

usytuowanie

ś

wiatła w modelu.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

20

a) b) c)

Rys. 12.11. Przykładowy rendering z u

ż

yciem: a)

ś

wiatła otoczenia, b)

ś

wiatła punktowego (

ś

wiatło otoczenia zostało wył

ą

czone), c)

ś

wiatła

punktowego i reflektora, d)

ś

wiatła punktowego, reflektora i

ś

wiatła

odległego.

d)


12.3. Tło
Tło jest parametrem przypisywanym do zdefiniowanego widoku, który opisujemy korzystaj

ą

c z menu

Widok

Nazwane widoki. Wybieramy Nowy widok modelu i okre

ś

lamy mi

ę

dzy innymi Tło,

zast

ę

puj

ą

c domy

ś

lne:

-

Brył

ą

– jednolity, wybrany kolor,

-

Wypełnieniem – tło trójkolorowe,

-

Obrazem – wybranym zdj

ę

ciem.

Po wybraniu przycisku <Ustaw bie

żą

cy> wy

ś

wietlimy model z wybranym tłem.


12.4. Zaawansowane ustawienia renderowania

I

kona z palety Renderowanie pozwala na wybranie standardu renderowania, który decyduje o jako

ś

ci

otrzymanego obrazu. Mo

ż

emy wybra

ć

jako

ść

Robocz

ą

, Nisk

ą

,

Ś

redni

ą

, Wysok

ą

i Prezentacyjn

ą

.


Zakładka Kontekst renderowania zawiera ustawienia wpływaj

ą

ce na sposób renderowania modelu:

-

Procedura pozwala okre

ś

li

ć

, co b

ę

dzie podlega

ć

renderingowi, widok, wykadrowana cz

ęść

widoku, czy wybrane elementy,

-

Miejsce pozwala okre

ś

li

ć

, gdzie b

ę

dzie tworzony obraz, w oknie Rzutni, czy w nowym Oknie,

-

Rozmiar pozwala precyzyjnie okre

ś

li

ć

wymiary obrazu wynikowego.


Zakładka Materiały zawiera ustawienia decyduj

ą

ce o sposobie traktowania materiałów:

-

Zastosuj materiały pozwala stosowa

ć

do obiektów na rysunku materiały powierzchniowe

zdefiniowane przez u

ż

ytkownika (tekstury). Je

ż

eli ta opcja nie jest wybrana, wszystkie obiekty w

rysunku przyjmuj

ą

warto

ś

ci atrybutów kolor, otoczenie, rozproszenie, odbicie, chropowato

ść

,

przezroczysto

ść

, załamanie i mapa wypukło

ś

ci zdefiniowane dla materiału GLOBALNY.

-

Filtrowanie tekstury - okre

ś

la sposób filtrowania map tekstur.

-

Wymu

ś

2-stronne - okre

ś

la, czy s

ą

renderowane obie strony powierzchni, widoczna i

niewidoczna.

background image

Modelowanie bryłowo-powierzchniowe

Beata Pawłowska, Politechnika Warszawska 2008

21

Zakładka Próbkowanie steruje wykonywaniem próbkowania. Podana warto

ść

odpowiada liczbie

próbek na jeden piksel. Warto

ść

wi

ę

ksza ni

ż

lub równa 1 wskazuje,

ż

e na jeden piksel jest obliczana

co najmniej jedna próbka. Warto

ść

ułamkowa wskazuje,

ż

e jedna próbka jest obliczana na ka

ż

de N

pikseli (np. 1/4 oznacza obliczanie jednej próbki na ka

ż

de cztery piksele). Ka

ż

dy z dost

ę

pnych

standardów renderingu ma okre

ś

lone własne parametry próbkowania. Typ filtru

okre

ś

la sposób ł

ą

czenia wielu próbek w warto

ść

jednego piksela. Typy

filtru:

Kostka. Sumuje wszystkie próbki w obszarze filtru z takimi samymi

wagami. Jest to najszybsza metoda próbkowania.

Gauss. Próbki s

ą

wa

ż

one według krzywej (rozkładu) Gaussa

wy

ś

rodkowanej na pikselu.

Trójk

ą

t. Próbki s

ą

wa

ż

one według piramidy wy

ś

rodkowanej na

pikselu.

Mitchell. Próbki s

ą

wa

ż

one według krzywej (bardziej stromej ni

ż

krzywa Gaussa) wy

ś

rodkowanej na pikselu.

Lanczos. Próbki s

ą

wa

ż

one według krzywej (bardziej stromej ni

ż

krzywa Gaussa) wy

ś

rodkowanej na pikselu i zmniejszaj

ą

cej wpływ

próbek na kraw

ę

dzi obszaru filtru.


Zakładka Cienie zawiera ustawienia decyduj

ą

ce o wygl

ą

dzie cieni w

renderowanym obrazie. Mo

ż

emy wł

ą

czy

ć

i wył

ą

czy

ć

wy

ś

wietlanie cieni.

Dost

ę

pne s

ą

nast

ę

puj

ą

ce tryby cieni: Uproszczony, Posortowane lub

Segment.

Uproszczony - generuje obiekty rzucaj

ą

ce cienie w losowej

kolejno

ś

ci.

Sortuj - generuje obiekty rzucaj

ą

ce cienie w kolejno

ś

ci od obiektu do

ś

wiatła.

Segmenty - generuje obiekty rzucaj

ą

ce cienie w kolejno

ś

ci wzdłu

ż

promienia

ś

wiatła od brył do segmentów promienia

ś

wiatła, pomi

ę

dzy

obiektem i

ś

wiatłem.

Rys. 12.12. Okno Zaawansowane ustawienia renderowania.

Zakładka

Ś

ledzenie promienia pozwala uwzgl

ę

dni

ć

wyst

ę

puj

ą

ce w rzeczywisto

ś

ci odbicia i

załamania poprzez

ś

ledzenie wi

ą

zki przykładowych promieni emitowanych przez

ź

ródła

ś

wiatła.

Odbicia i załamania

ś

wiatła generowane w taki sposób s

ą

fizycznie dokładne. Jednak wraz ze

wzrostem liczby odbi

ć

i załama

ń

wydłu

ż

a si

ę

czas potrzebny modułowi renderowania na

tworzenie

obrazu, dlatego u

ż

ytkownik mo

ż

e wpłyn

ąć

na dokładno

ść

ś

ledzenia poprzez parametry:

ę

boko

ś

ci

ś

ledzenia – okre

ś

la dopuszczaln

ą

liczb

ę

odbi

ć

i załama

ń

,

maksymalna liczba odbi

ć

- okre

ś

la dopuszczaln

ą

liczb

ę

odbi

ć

,

maksymalna liczba załama

ń

- okre

ś

la dopuszczaln

ą

liczb

ę

załama

ń

.

Kolejna opcja O

ś

wietlenie po

ś

rednie pozwala, w oparciu o metod

ę

symulacji energetycznej, na

uwzgl

ę

dnianie wpływu kolorów obiektów na obiekty s

ą

siaduj

ą

ce.


Wykonanie polecenia Renderuj

(ikona z paska narz

ę

dziowego Renderowanie) utworzy

realistyczny obraz we wskazanym w ustawieniach miejscu.

Po wykonaniu
renderingu obraz mo

ż

emy zapisa

ć

(polecenie Zapisz z menu Plik) w jednym z

dost

ę

pnych formatów:

BMP (*.bmp),

PCX (*.pcx),

TGA (*.tga),

TIF (*.tif),

JPEG (*.jpg),

PNG (*.png).


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
3 Modelowanie brylowe(full per Nieznany (2)
GK 8 Modelowanie krzywych i powierzchni(1)
MP004 MES modelowanie bryłowe
Modelowanie brylowe zespolow i elementow maszyn w programach grafiki inzynierskiej cz 1
Ćwiczenie nr 17 Modelowanie bryłowe
CATIA Podstawy modelowania powierzchniwego i hybrydowego
Elementarz modelowania powierzchniowego (cz I)
catia podstawy modelowania powierzchniowego i hybrydowego H52U2CEZ4MLSTLCXFLJCD6C5GXDNCEFIW2GBJWY
CATIA Podstawy modelowania powierzchniowego i hybrydowego catmph
Wpływ człowieka na zmiany klimatyczne i modelowanie powierzchni Ziemi
Elementarz modelowania powierzchniowego cz II

więcej podobnych podstron