Elementy grafiki inzynierskiej c14

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________1

Elementy Grafiki In

ynierskiej –

wiczenia 14

Podstawy modelowania w 3D

1. Obszar roboczy 3D

AutoCAD, oprócz możliwości tworzenia rysunków 2D, oferuje też środowisko pracy

umożliwiające tworzenie rysunków 3D. Aby przejść do tego środowiska należy wybrać

Modelowanie 3D

z listy

dostępnej pod przyciskiem

2. Układy współrz

dnych

Tworzenie obiektów 3D często wymaga zmian w układzie współrzędnych. W AutoCADzie

występują następujące rodzaje układów współrzędnych:

GUW (Globalny Układ Współrzędnych) – układ ten jest na stałe związany z rysunkiem i nie
może zostać zmieniony przez użytkownika;

LUW  (Lokalny  Układ  Współrzędnych)  –  użytkownik  może  zdefiniować  dowolną  liczbę
własnych  układów  współrzędnych.  Każdy  z  nowo  zdefiniowanych  lokalnych  układów
współrzędnych może zostać odpowiednio nazwany, co ułatwia jego identyfikację w systemie
oraz łatwe przełączanie się pomiędzy zdefiniowanymi LUW-ami.

Aby utworzyć nowy lokalny układ współrzędnych należy:

kliknąć ikon

(

Narz

dzia główne

panel

Współrz

dne

LUW

wskazać punkt początkowy nowego układu współrzędnych,

za pomocą narzędzia dostępnego po wciśnięciu ikony

(

Narz

dzia główne

panel

Współrz

dne

Nazwane LUW

) zmienić nazwę nowego lokalnego układu współrzędnych

(domyślnie jest to „Nienazwany”).

Tak utworzony lokalny układ współrzędnych może być następnie modyfikowany.

Modyfikacja może polegać np. na przekręceniu wokół którejś z osi współrzędnych. Dostępne są
następujące narzędzia obrotu:

względem osi

(

Narz

dzia główne

panel

Współrz

dne

LUW),

płaszczyzna

jest wtedy prostopadła do ekranu,

względem osi

(

Narz

dzia główne

panel

Współrz

dne

LUW),

płaszczyzna

jest wtedy prostopadła do ekranu,

względem osi

(

Narz

dzia główne

panel

Współrz

dne

LUW),

płaszczyzna

jest wtedy prostopadła do ekranu.

Posługując się układami współrzędnych należy pamiętać, że rysowanie obiektów 2D może

odbywać się na płaszczyźnie XY. Przy określaniu współrzędnych punktów w przestrzeni
trójwymiarowej można korzystać ze współrzędnych walcowych

(@odległo

ść

< k

t, odległo

ść

lub

odległo

ść

< k

t, odległo

ść

)

lub sferycznych

(@odległo

ść

< k

t < k

lub

odległo

ść

t < k

t).

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________2

3. Widoki

Widoki umożliwiają obejrzenie rysunku z określonej strony. Po wybraniu określonego

widoku można wybrać LUW. Osie współrzędnych wybranego LUW są zależne od wybranego

widoku. Wybór widoku odbywa się z listy

dostępnej w

Narz

dzia

główne

panel

Widok

. Wśród dostępnych widoków są cztery widoki izomeryczne – generują

one odpowiedni widok przestrzeni:

Pd.-zach. iz.

, Pd.-wsch. iz.

, Pn.-wsch. iz.

, Pn.-

zach. iz.

. Oprócz widoków izometrycznych mamy również sześć widoków równoległych do

poszczególnych płaszczyzn GUW (po dwa na każdą płaszczyznę – z góry i z dołu). Widoki te

nazywają się:

Góra

, Dół

, Lewo

, Prawo

, Przód

, Z tyłu

W łatwy sposób widoki równoległe możemy ustawiać za pomocą narzędzia znajdującego się

w prawym górnym rogu obszaru roboczego

. Aby zmienić oglądaną stronę wystarczy

kliknąć na odpowiedni trójkąt.

Użytkownik ma także możliwość ustawienia dowolnego punkt obserwacji korzystając z

Widoki -> Widoki3D -> Punkty obserwacji...

lub wpisując

pktobs

w oknie poleceń.

Dowolne ustawienie punktu obserwacji umożliwia również narzędzie

3Dorbita

(

wietl

panel

Nawigacja

3Dorbita

lub polecenie

3dorbit

4. Główne sposoby tworzenia obiektów w rysunkach 3D

AutoCAD oferuje następujące główne sposoby tworzenia obiektów 3D:

za pomocą brył i algebry Boole’a,

za pomocą wyciągnięć,

poprzez przekręcanie.

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________3

5. Bryły standardowe

Bryły standardowe są dostępne na karcie

Bryła

panel

Prymityw

lub w menu

Rysuj ->

Modelowanie -> ...

Bryłami standardowymi są:

Uwaga – zmienna

ISOLINES

steruje zagęszczeniem linii na rysowanych obiektach.

6. Operacje na bryłach przy pomocy algebry Boole’a

Mimo nielicznego zbioru podstawowych brył, można za ich pomocą tworzyć nawet bardzo

złożone obiekty. Pomocna jest w tym tzw. algebra Boole’a, czyli trzy operacje logiczne, które
można wykonywać na bryłach. Operacje logiczne są dostępne w

Bryła

panel

Operacje

logiczne

(polecenia

suma

ró

nica

iloczyn

) lub w menu

Zmiana ->

Edycja brył ->

Możliwe są następujące operacje na bryłach

dodawanie logiczne brył (suma brył

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________5

7. Wyci

gni

cia proste

Innym sposobem tworzenia brył są wyciągnięcia proste oferowane przez narzędzie

wyci

gnij

dostępne na karcie

Narz

dzia główne

panel

Modelowanie

(druga lista od lewej)

lub po wpisaniu

wyci

gnij

w oknie poleceń

Polecenie

wyci

gnij

umożliwia

tworzenie brył z zamkniętych obiektów 2D. Poleceniem

wyci

gnij

można wyciągać

następujące profile 2D: zamknięte polilinie, koła elipsy, zamknięty splajny, regiony.

Wyciąganie może nie działać jeżeli ścieżka jest: zbyt blisko płaszczyzny wyciąganego

profilu, zbyt skomplikowana, lub za bardzo poskręcana lub jeżeli mamy do czynienia z profilem
o dużych wymiarach.

Aby wyciągnąć profil:

narysuj szkic bazowy,

wpisz polecenie

wyci

gnij

kliknij na profil,

podaj wysokość wyciagnięcia,

podaj wielkość przewężenia.

8. Przekr

canie

Innym sposobem tworzenia brył jest przekręcanie. Służy do tego narzędzie

przekr

ęć

dostępne na karcie

Narz

dzia główne

panel

Modelowanie

(druga lista od lewej)

lub po wpisaniu

przekr

ęć

w oknie poleceń.

worzenie brył odbywa się poprzez

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________6

obrót zamkniętych profili. Przekręcać można zamknięte polilinie, koła, elipsy, splajny i regiony.
Za jednym razem można przekręcić tylko jeden obiekt.

Aby stworzyć bryłę należy:

narysować rysunek bazowy,

wpisać polecenie

przekr

ęć

wskazać oś obrotu,

podać kąt obrotu.

9. Ukosowanie

Innym sposobem tworzenia brył są wyciągnięcia oferowane przez narzędzie

skos

dostępne

Bryła

panel

Bryła

(pierwsza lista od prawej)

lub po wprowadzeniu

polecenia

skos

w oknie poleceń. Narzędzie to umożliwia tworzenie brył z zamkniętych

obiektów  2D.  Można  wyciągać  następujące  profile  2D:  zamknięte  polilinie,  koła  elipsy,
zamknięte  splajny,  regiony.  Do  utworzenia  bryły  jest  potrzebny  kształt  oraz  ścieżka  na  którą
zostanie ten kształt „nawleczony” w jego środku ciężkości. Ścieżką musi być jeden obiekt (może
być nim polilinia).

Aby z obiektu płaskiego utworzyć bryłę poprzez przeciągnięcie należy najpierw narysować

szkic  bazowy  (kształt,  który  będzie  przeciągany)  oraz  ścieżkę,  na  którą  profil  zostanie
naciągnięty.  I w jednym i w drugim przypadku  powinien być to jeden  obiekt. Następnie należy
uruchomić  narzędzie

skos

i wskazać obiekt do przeciągnięcia. Po wskazaniu obiektu do

przeciągnięcia program prosi o wskazanie ścieżki przeciągnięcia. Po jej wybraniu program
utworzy bryłę.

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________7

10. Wyci

gni

cia zło

one

Kolejną techniką tworzenia brył są wyciągnięcia złożone oferowane przez narzędzie

wyci

gni

cie

dostępne na karcie

Bryła

panel

Bryła

(pierwsza lista od prawej)

lub po wprowadzeniu

wyci

gni

cie

w oknie poleceń. Narzędzie

umożliwia  utworzenie  bryły,  której  podstawą  jest  pierwszy  wskazany  obiekt  płaski  i  która
przechodzi  w  sposób  „płynny”  przez  kolejno  wskazane  obiekty  płaskie  w  kolejności  ich
wskazania.  Aby  wyciągnięcie  było  możliwe  i  powstała  bryła,  obiekty  przez  które  przechodzi
bryła powinny leżeć na różnych płaszczyznach. Aby z obiektów płaskich utworzyć bryłę poprzez
wyciągnięcie  złożone  należy  najpierw  narysować  profile  bazowe  (kształty,  przez  które  będzie
przechodzić  bryła).  Następnie  należy  uruchomić  narzędzie

wyci

gni

cie

. Po uruchomieniu

narzędzia program prosi o wskazanie przekrojów poprzecznych w kolejności wyciągnięcia oraz
oferuje dodatkowe opcje. Jeśli wskażemy przekroje w kolejności wyciągnięcia i wciśniemy

ENTER

, program utworzy bryłę oraz zaoferuje dodatkowe opcje. Jeśli nie chcemy z nich

skorzystać wystarczy wcisnąć

ENTER

11. Cieniowanie

Na utworzonych bryłach można wykonać cieniowanie. Pozwala ono na odpowiednie

przedstawienie tworzonych elementów 3D. Dostępne cieniowania znajdują się w

Narz

dzia

główne

panel

Widok

(pierwsza lista od góry)

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________8

12. Techniki modyfikacji brył

Na utworzonych bryłach można zastosować wiele narzędzi modyfikacyjnych dostępnych dla

obiektów  2D.  Niektóre  z  nich  są  dostępne  specjalnie  w  wersji  dla  obiektów  3D  (np.  lustro3d).
Istnieje  też  grupa  narzędzi  charakterystyczna  dla  brył.  Umożliwiają  one  m.in.  tworzenie  brył
cienkościennych,  tzn.  brył  pozbawionych  ściany  lub  ścian
o pozostałych ścianach określonej grubości. Aby utworzyć
bryłę cienkościenną należy:

najpierw stworzyć zwykłą bryłę,

kliknąć ikonę

znajdującą się w

Bryła

panel

Edycja brył

(pierwsza lista od lewej),

wskazać ściany do usunięcia,

podać grubość pozostałych ścian.

Inną

możliwą

modyfikacją

jest

wyciąganie

powierzchni istniejącej bryły na określoną odległość. Aby
wyciągnąć ścianę bryły na określoną odległość należy

kliknąć ikonę

znajdującą się w

Bryła

panel

Edycja brył

(pierwsza lista od prawej),

następnie wskazać ścianę bądź ściany do wyciągnięcia oraz
podać wysokość wyciągnięcia

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________9

wiczenia

Zadanie 1

Wykonaj i zacieniuj następujące bryły:
-

sześcian o boku 100,

prostopadłościan o wymiarach 60 x 80 x 100,

stożek o promieniu podstawy 70 i wysokości 200,

walec o promieniu podstawy 50 i wysokości 150,

sfera o promieniu 30,

torus o promieniu 50 i promieniu okręgu 10,

klin o długości 100, szerokości 50 i wysokości 30.

Zadanie 2

Wykonaj kostkę o boku 100 przewierconą przez wszystkie środki ścian. W celu wykonania
otworu w środku podstawy narysuj walec o wysokości 100 i promieniu podstawy 30. Odejmij od
kostki walec aby uzyskać kostkę z otworem o promieniu 30. Powtórz operacje dla każdej z
pozostałych ścianek. Na koniec wykonaj cieniowanie.

_______________________________________________________________Elementy Grafiki Inżynierskiej – C14

____________________________________________________________________________________________13

Zadanie 6

Za pomocą narzędzia

Wyci

gni

cie

(ikona

) uzyskaj poniższą bryłę. W tym celu na

płaszczyźnie dla Z=0 za pomocą narzędzia

Okr

narysuj okrąg o środku w punkcie 100,100 i

promieniu 100. Następnie na płaszczyźnie dla Z=50 narysuj okrąg o środku w punkcie 100,100 i
promieniu 50. Za pomocą narzędzia

Odsu

uzyskaj drugi okrąg o środku w punkcie 100,100 i

promieniu 10. Na płaszczyźnie dla Z=100 narysuj okrąg o środku w punkcie 100,100 i promieniu
120. Za pomocą narzędzia

Odsu

uzyskaj wewnętrzny okrąg (odsunięcie o 30 jednostek). Na

płaszczyźnie dla Z=150 narysuj okrąg o środku w punkcie 100,100 i promieniu 100. Za pomocą
narzędzia

Odsu

uzyskaj wewnętrzny okrąg (odsunięcie o 10 jednostek). Utwórz wyciągnięcia z

zewnętrznych, a następnie wewnętrznych przekrojów. Odejmij bryły od siebie.