Урок 3D моделирование в AutoCAD

3D рабочее пространство в Автокаде

3D моделирование в Автокад начинается со смены рабочего пространства и выбора подходящего вида, изометрии.

По умолчанию в последних версиях программы стоит рабочее пространство «2D рисование и аннотации», которое не подходит для трехмерного моделирования. Его следует изменить на 3D-моделирование. Про смену рабочего пространства более подробно можете прочитать в статье «Рабочее пространство AutoCAD – как им правильно управлять?».

Чтобы сменить рабочее пространство, нужно нажать на шестеренку либо в верхнем левом углу программы, либо в правом нижнем углу, как показано на рис.

Смена рабочего пространства AutoCAD

Смена рабочего пространства AutoCAD (строка состояния)

После смены рабочего пространства на ленте-палитре появляются вкладки, панели и команды для работы с 3D объектами. Графическое пространство остается неизменным. Как видно, отсутствует ось Z. На самом деле ось Z есть. Просто она направлена как бы от нас и проецируется в точку, поэтому мы ее не видим.

Самый быстрый способ «попасть» в трехмерное пространство – это зажать Shift + колесико мыши. Активизируется команда 3D ОРБИТА, которая позволяет перемещаться вокруг объектов, не изменяя их местоположение.

Такой подход не самый правильный, но наглядный, быстрый и достаточно удобный. Также изменить ориентацию осей можно, выбрав в левом верхнем углу рабочего пространства один из видов изометрий.

Смена вида в рабочем пространстве AutoCAD

Видовой куб – альтернативный вариант навигации в трехмерном пространстве. Нажимая на его ребра, грани или углы, вы переключаетесь между стандартными и изометрическими видами модели.

Видовой куб AutoCAD

Еще один вариант – это перейти на вкладку «Вид», выбрать панель «Виды». В выпадающем списке можно выбрать стандартные виды графического пространства.

Виды графического пространства в Автокаде

Теперь можно приступать непосредственно к моделированию.

3D-моделирование в AutoCAD

Для того, чтобы оптимизировать интерфейс под нужды объемного моделирования, выберите профиль «Основы 3D» в панели быстрого доступа, находящуюся в левом верхнем углу экрана. Опытные пользователи могут воспользоваться режимом «3D-моделирование», который содержит большее количество функций.

Находясь в режиме «Основы 3D», мы рассмотрим инструменты вкладки «Главная». Именно они обеспечивают стандартный набор функций для 3D-моделирования.

3d-modelirovanie-v-autocad-1

Панель создания геометрических тел

Перейдите в режим аксонометрии, нажав на изображение домика в верхней левой части видового куба.

Более подробно читайте в статье: Как пользоваться аксонометрией в AutoCAD

Первая кнопка с выпадающим списком позволяет создавать геометрические тела: куб, конус, сферу, цилиндр, тор и прочие. Чтобы создать объект, выберите его тип из списка, введите его параметры в командной строке или постройте графическим способом.

3d-modelirovanie-v-autocad-2

Следующая кнопка — операция «Выдавить». Она часто применяется для того, чтобы вытянуть в вертикальной или горизонтальной плоскости двухмерную линию, придав ей объем. Выберите этот инструмент, выделите линию и отрегулируйте длину выдавливания.

3d-modelirovanie-v-autocad-3

Команда «Вращать» создает геометрическое тело путем вращения плоского отрезка вокруг выбранной оси. Активируйте эту команду, нажмите на отрезок, начертите или выберите ось вращения и в командной строке введите количество градусов, на которое будет осуществляться вращение (для полностью цельной фигуры — 360 градусов).

3d-modelirovanie-v-autocad-4

Инструмент «Лофт» создает форму на основе выбранных замкнутых сечений. После нажатия кнопки «Лофт» выбирайте поочередно нужные сечения и программа автоматически построит по ним объект. После построения пользователь может менять режимы построения тела (гладкий, по нормали и другие), нажав на стрелочку возле объекта.

3d-modelirovanie-v-autocad-5

3d-modelirovanie-v-autocad-6

«Сдвиг» выдавливает геометрическую форму по заданной траектории. После выбора операции «Сдвиг», выделите форму, которая будет смещаться и нажмите «Enter», после этого выделите траекторию и еще раз нажмите «Enter».

3d-modelirovanie-v-autocad-7

3d-modelirovanie-v-autocad-8

Остальные функции в панели «Создать» связаны с моделированием полигональных поверхностей и предназначены для более глубокого, профессионального моделинга.

Панель редактирования геометрических тел

После создания базовых трехмерных моделей рассмотрим наиболее часто употребляемые функции их редактирования, собранные в одноименной панели.

«Вытягивание» — функция аналогичная выдавливанию в панели создания геометрических тел. Вытягивание применяется только для замкнутых линий и создает твердотельный объект.

С помощью инструмента «Вычитание» выполняется отверстие в теле по форме пересекающего его тела. Начертите два пересекающихся объекта и активируйте функцию «Вычитание». Затем выделите объект, из которого нужно вычесть форму и нажмите «Enter». Далее выделите пересекающее его тело. Нажмите «Enter». Оцените результат.

3d-modelirovanie-v-autocad-9

3d-modelirovanie-v-autocad-10

Создайте сглаживание угла твердотельного объекта с помощью функции «Сопряжение по кромке». Активируйте эту функцию в панели редактирования и щелкните на грани, которую нужно скруглить. Нажмите «Enter». В командной строке выберите «Радиус» и задайте величину фаски. Нажмите «Enter».

3d-modelirovanie-v-autocad-11

3d-modelirovanie-v-autocad-12

Команда «Сечение» позволяет отсекать плоскостью части существующих объектов. После вызова этой команды, выберите объект, к которому будет применяться сечение. В командной строке вы найдете несколько вариантов проведения сечения.

3d-modelirovanie-v-autocad-13

3d-modelirovanie-v-autocad-14

Предположим, у вас есть вычерченный прямоугольник, которым вы хотите обрезать конус. Нажмите в командной строке «Плоский объект» и щелкните на прямоугольнике. Затем щелкните на той части конуса, которая должна остаться.

Для проведения этой операции прямоугольник должен обязательно пересекать конус в одной из плоскостей.

Таким образом, мы вкратце рассмотрели основные принципы создания и редактирования трехмерных тел в Автокаде. Изучив эту программу более глубоко, вы сможете овладеть всеми доступными функциями 3D-моделирования.

Трехмерные координаты

Мировая система координат WCS — World Coordinate System, значок которой находится в левом нижнем углу окна чертежа, имеет три оси. Ось Х направлена ??слева направо, ось Y — снизу вверх и ось Z имеет направление в сторону пользователя перпендикулярно плоскости XY, что совпадает с плоскостью экрана. При моделировании двумерных объектов в плоскости XY, точка определялась значением двух координат X и Y, координату Z, равную нулю можно было игнорировать. В трехмерном пространстве точка определяется тремя координатами X, Y, Z.

Методы введения трехмерных координат

Как и на плоскости, точку можно определить с помощью значений абсолютных или относительных координат.

Абсолютные координаты определяют положение точки относительно начала координат — точки с координатами 0,0,0. Запись относительных координат начинается символом @ и определяет положение точки относительно последней введенной (@x,y,z).

В трехмерном пространстве можно задавать прямоугольные Декартовы координаты точки в виде x, y, z. Аналогом полярных координат на плоскости, в трехмерном пространстве является цилиндрические и сферические координаты точки.

Цилиндрические координаты точки определяют расстояние от начала координат вдоль направления, заданного углом относительно оси Х, и значением Z вдоль перпендикуляра к плоскости XY(@ расстояние < угол, z или расстояние < угол, z).

Сферические координаты точки (@ расстояние < угол 1 < угол 2 или расстояние < угол 1 < угол 2) определяют ее положение расстоянием от начала координат вдоль направления, заданного углом относительно оси Х и углом относительно плоскости XY. Ввести координаты можно с клавиатуры в командной строке или использовать интерактивный способ, нажав левую кнопку «мыши » в определенной точке. При вводе координат интерактивным методом необходимо включить режим объектной привязки к характерным точкам объектов и режим объектного отслеживания.

Фильтры точек Координаты точки можно указать с помощью фильтра. Фильтром определяются значения координат Х и (или) Y, и (или) Z точки, показанной курсором. Далее система предложит ввести координаты не определенные фильтром. Используются следующие фильтры:. X,. Y,. Z,. XY,. XZ,. YZ. Например, чтобы указать точку, значения координат X, Y которой совпадают со значением координат X, Y определенной точки чертежи придерживаются диалога:

Command: _line Specify first point:. xy Установка фильтра для определения значений координат X и Y
of Указать курсором точку.
(need Z): 50 Указание значение координаты Z


Знак системы координат
В левом нижнем углу экрана находится знак системы координат, который показывает направление осей координат, ориентацию плоскости XY и отмечает начало координат. AutoCad позволяет управлять видом знака, изменять его стиль. Выбрать форму знака можно в диалоговом окне UCS Icon, которое вызывается из выпадающего меню Viev ? Display ? UCS Icon ? или опцией Properties команды UCSICON В окне выбирается стиль (2D или 3D) отображение знака. Поле UCS icon size устанавливает величину знака в процентном отношении размера экрана (доступны значения от 5 до 95). И в поле UCS icon color из списка можно выбирать цвет отображение знака.

ucs icon

3D стиль

3D стиль

2D стиль

2D стиль

Уровень и высота

Плоскость экрана, которая совпадает с плоскостью XY мировой системы координат, называется плоскостью построений. Строя двумерные объекты, можно изменять их уровень, то есть управлять перемещением плоскости построений вдоль оси Z.

Наблюдать за изменением уровня плоскости можно при переходе к изометрических видов. Осуществляется переход через пункт меню View ? 3D Views, далее выбирается один из изометрических видов, например SW изометрия (юго — западная изомер -рия). Графический экран изменяется. Значок мировой системы координат переместится в центр экрана, и на ней будет отражена ось Z, отрезки, образуют перекресток, направляются параллельно осям X и Y. Двумерные графические примитивы отображаются в изометрических проекциях.

Нарисуем четырехугольник первый угол которого находится в начале координат, противоположный угол в точке с координатами (200, 100):

Command : _rectang Specify first corner point or [ Chamfer / Elevation / Fillet / Thickness / Width ] : 0,0

Specify other corner point or [ Dimensions ] 200,100

Вызовем контекстное меню данного объекта и выберем команду Properties. Изменить уровень плоскости построения можно введением положительного или отрицательного числа в поле Elevation. Введя значение 100, получим смещение объекта вверх вдоль оси Z, отрицательное значение в поле приведет к смещению объекта вниз вдоль оси Z.

Один из способов создания трехмерных объектов — выдавливание. Выдавливанием называется изменение такого свойства двумерного объекта, как толщина или высота. Выполнить операцию можно, выбрав из контекстного меню объекта команду Свойства и изменив значение в поле Thickness (Высота). Вводить можно как положительное, так и отрицательное значение. В первом случае объекты выдавливаются вдоль положительного направления оси Z, во втором случае вдоль отрицательного направления.

rec 3d

На криволинейной части объектов система выводит некоторое количество образующих. Выдавливание полилинии, прямоугольника, создает объекты с непрозрачными боковыми стенками, в то же время цилиндр, образованный выдавливанием круга, имеет также и непрозрачные основы.

circ 3d thick hide

3D pline properties

Трехмерные полилинии

К трехмерных объектов принадлежит также трехмерная полилиния.Трехмерная полилиния — трехмерный объект, состоящий из связанных прямолинейных сегментов, вершины которых имеют какие-либо координаты трехмерного пространства. Трехмерная полилиния не принадлежит единой плоскости, и для ее сегментов не задается тип линий. Для черчения трехмерной полилинии предназначена специальная команда 3DPOLY, не поддерживает следующие функции команды строительства двумерной полилинии, как строительство дуг, изменение толщины линий. Трехмерная полилиния (3DPOLY)Способы ввода команды:

  • Набрать с клавиатуры команду 3DPOLY
  • Вызов меню: Draw ? 3D Polyline

После ввода команды выдаются запросы на ввод значений координат точек: Command : _3dpoly Specify start point of polyline : 20,100,50 Specify endpoint of line or [ Undo ] : 110,45,79 Specify endpoint of line or [ Undo ] : После создания двух и более прямолинейных сегментов полилинии запрос меняется: Specify endpoint of line or [ Close / Undo ] : Опции команды:Close (Замкнуть) — последняя точка полилинии соединяется с первой. Undo (Отменить) — уничтожается последний сегмент и ожидается ввод координат следующей точки. Для редактирования трехмерных полилиний, как и для редактирования двумерных полилиний, используют команду PEDIT. Команда PEDIT (Редактирование полилиний)Способы ввода команды:

  • Набрать с клавиатуры команду PEDIT (PE).
  • Вызов меню : MODIFY ? OBJECT ? POLYLINE
  • Кнопка на панели Modifyedit pline button

Командой можно редактировать одну или сразу несколько полилиний. После ввода команды система предложит выбрать полилинию: Select polyline or [ Multiple ]. Если же выбрать параметр Multiple, то можно редактировать несколько полиллиний. Далее предлагается выбрать опцию: Enter an option [ Close / Edit vertex / Spline curve / Decurve / Undo ] : Опции команды имеют следующее содержание:

  • Close — Замыкание открытой полилинии. Добавляется сегмент, соединяет начальную и конечную точки.
  • Edit vertex  — Доступ к списку параметров, которые используются для редактирования вершин полилинии.
  • Spline curve — Преобразует полилинию в сплайн.
  • Decurve — Отменяет сглаживания. Возвращает полиллинию к предыдущему — него состояния.
  • Undo — Отменяет действие последней операции команды Pedit.

На этом знакомство вводный урок в раздел 3D моделирования окончен, а уже в следующем уроке мы начнем знакомить вас с 3D примитивами и способами их построения.

Твердотельные модели

Система 3д моделирования AutoCAD предоставляет пользователю весь необходимый набор для создания и редактирования твердотельных моделей. Команды, предназначенные для 3d моделирования в AutoCAD твердых тел, находятся на ленте «Тело»:

Основные возможности AutoCAD для работы с твердыми телами:

  • Построение моделей с помощью трехмерных примитивов (Ящик, Цилиндр, Конус, Сфера и пр.)
  • Создание плоских параметрических эскизов
  • Построение тел с помощью привычных команд Выдавить, Вытягивание, Вращение, Сдвиг и Лофт
  • Работа с многотельными моделями и возможность выполнения булевых операций над телами (Объединение, Вычитание, Пересечение)
  • Возможность сохранения Журнала тела, что позволяет легко редактировать тело в любой момент времени
  • Полный набор команд редактирования (Фаска, Сопряжение, Оболочка, Смещение граней, Разделение тела, Упрощение тела)
  • Команды создания трехмерных кривых, например, Спираль
  • Команды для построения сечений, плоских проекций тел

Грамотный подход к построению твердотельных моделей вкупе с богатой функциональностью AutoCAD по работе с двумерными чертежами и документами дает инженерам возможность разрабатывать проекты и изделия любой сложности, изменять их и дорабатывать без особых трудностей.

Поверхности

Работа с поверхностями не менее важна в инженерном и дизайнерском деле, чем работа с твердыми телами. В AutoCAD для доступа к командам работы с поверхностями необходимо перейти на одноименную ленту «Поверхность»:

Основные возможности AutoCAD для работы с поверхностями:

  • Работа с плоскими кривыми, включая сплайны по управляющим вершинам и сплайны по определяющим точкам
  • Создание параметрических плоских эскизов
  • Построение плоских и сетевых (U,V) поверхностей
  • Построение поверхностей с помощью команд «Лофт», «Сдвиг», «Вытянуть» и «Вращать»
  • Создание поверхностей перехода, замыкающих и смещенных поверхностей
  • Обрезка, удлинение и сопряжение поверхностей
  • Легкое редактирование управляющих вершин с помощью трехмерных манипуляторов
  • Возможность преобразования поверхностей в NURBS-поверхности и работа с ними
  • Инструменты анализа поверхностей (Целостность/Зебра, Кривизна, Уклон)

Естественно, система 3д моделирования AutoCAD не дает возможности для работы со сложными поверхностями, такими как кузова современных автомобилей и корпуса самолетов, но для решения большинства задач поверхностного моделирования эта программа отлично подходит.

Сети

Работа с сеточными телами приобрела особую популярность в последнее время в связи с развитием аддитивных технологий. У сеточных тел очень широкое применение, начиная от создания простых и легких в редактировании трехмерных моделей, до создания объектов со сложной произвольной геометрией (например, персонажи анимационных роликов). AutoCAD дает доступ к базовым функциям по работе с сетями. Все команды, предназначенные для работы с моделями такого типа, находятся на вкладке «Сеть»:

Основные возможности AutoCAD для работы с сеточными телами:

  • Построение сетей с помощью примитивов (Сеть-параллелепипед, Сеть-конус, Сеть – цилиндр, и пр.)
  • Создание сетей с помощью операции вращения, построение поверхностей сдвига, поверхностей Кунса и поверхностей соединения
  • Уменьшение и увеличение гладкости сети
  • Редактирование сетей: выдавливание, разделение и объединение граней, заполнение разрывов и отверстий
  • Преобразование сеточных тел в твердотельные модели

Визуализация

Модуль визуализации AutoCAD предназначен для быстрого и простого получения фотореалистичных изображений трехмерных моделей. Его интерфейс максимально прост и ориентирован на пользователей, которые не являются специалистами в области визуализации. Однако, AutoCAD дает возможность получать изображения отличного качества.

Основные возможности AutoCAD в области визуализации трехмерных моделей:

  • Использование собственной системы рендеринга (начиная с версии AutoCAD 2016, до этого применялось решение стороннего разработчика)
  • Поддержка IBL-сред
  • Возможность создания и настройки разных источников света (Точечный, Прожектор, Удаленный)
  • Полная поддержка работы с тенями
  • Определение положения Солнца
  • Обширная библиотека материалов и текстур
  • Команды для создания и настройки камер, формирования траектории их движения
  • Возможность визуализации в «облаке»

Если при работе с двумерными чертежами достаточно использовать для навигации две команды: панорамирование и зуммирование, то для трехмерных моделей необходимы еще и операции смены ориентации вида. Смена ориентации вида позволяет посмотреть на трехмерную модель с разных сторон.

Смена ориентации осуществляется нажатием на обозначение текущего вида, которое находится в левом верхнем углу рабочего поля AutoCAD

Также сменить ориентацию вида можно с помощью видового куба, который находится в правом верхнем углу рабочего поля. Нажимая на его грани, ребра и вершины, имеющие соответствующие названия, можно выбрать нужную ориентацию модели.

Для произвольного вращения модели на экране удобно использовать команду «Трехмерная орбита», которую можно запустить нажатием кнопки «Орбита» на панели навигации, или ввести команду 3DОРБИТА.

После запуска команды нажмите и удерживайте левую кнопку мыши и переместите курсор по экрану, модель начнет вращаться на экране.

Также для вращения модели удобно использовать мышку: просто зажмите клавишу Shift и колесо мыши, а потом начните перемещать курсор по экрану.

Бесплатные книги

Как в Автокаде перейти в режим 3д

Заключение

Система 3д моделирования AutoCAD – это полнофункциональное решение для трехмерного моделирования, включающее работу с твердыми телами, поверхностями, сеточными телами, среду визуализации, параметрическое проектирование и многое другое. Пользователи, выбирающие эту программу в качестве рабочего инструмента, могут не сомневаться в стабильности работы системы, ее надежности и соответствии современным требованиям.

Источники

  • https://autocad-specialist.ru/video-uroki-autocad/s-chego-nachinayetsya-3d-modelirovaniye-v-autocad.html
  • https://lumpics.ru/3d-modeling-in-autocad/
  • http://sapr-journal.ru/uroki-autocad/osnovnye-ponyatiya-3d-modelirovaniya-v-autocad/
  • https://www.pointcad.ru/novosti/3d-modelirovanie-v-autocad
  • https://www.pointcad.ru/novosti/sozdanie-modeli-v-autodesk-autocad
  • https://autocad-lessons.ru/rezhim-3d-modelirovaniya/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Проблемы и их решения по компьютерам, смартфонам
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: