586_Dil'_O.V._Mashinnaja_grafika_SAPR_

вас круглое отверстие, то это одна грань. В прямоугольном отверстии у вас шесть граней, если оно не сквозное, и четыре грани, если сквозное. Затем появляется приглашение задать величину смещения. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню.

Рис. 11.5. Равномерное смещение граней отверстия

Удаление граней . Эта операция позволяет избавиться от отверстия. После вызова команды выбираются те грани, которые будут удалены, затем нажимается клавиша Enter. Если выбранная грань не может быть удалена, то будет выдана команда об ошибке моделирования.

Поворот граней . Если объект имеет как минимум два структурных элемента (например, куб и отверстие в нем), то можно повернуть грань, например поверхность отверстия. После вызова команды выберите те грани, которые планируется повернуть. После завершения выбора появляется приглашение:

Задайте точку на оси или [Относительно оси объекта / Вид / Ось Х / ОсьY / Ось Z <по двум точкам>]. Задается точка на оси, либо выбирается один из параметров.

Если был выбран параметр по умолчанию, т.е. задание двух точек, то после задания первой точки программа попросит задать вторую точку на оси, затем задается угол поворота. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню.

Если выбран параметр «Относительно оси объекта», то поворот будет произведен относительно оси выбранного объекта.

Если выбран параметр «Вид», то ось поворота параллельна текущему виду и проходит через указанную точку.

Если выбран параметр «ось Х», то ось поворота параллельна оси Х и проходит через указанную точку.

Если выбран параметр «ось Y», то ось поворота параллельна оси Y и проходит через указанную точку (рис. 11.6).

Если выбран параметр «ось Z», то ось поворота параллельна оси Z и проходит через указанную точку.

101

Рис. 11.6. Поворот отверстия относительно оси Y через точку центра основания

Заострение граней . С помощью данной команды можно заострить как весь объект, так и отдельные его компоненты. Суть операции в том, что боковые грани в результате выполнения команды заострятся. Направление заострения, т. е. сторона наклона грани, задается базовой точкой и второй точкой. Та сторона объекта, на которой находится базовая точка, не наклоняется. Грань наклоняется в направлении второй указанной точки. Затем задается угол заострения.

При положительном значении угла тело заостряется внутрь объекта (рис. 11.7, б), при отрицательном – наружу (рис. 11.7, в). Необходимо использовать небольшие значения угла заострения, т. к. если наклоняемые грани стянутся в точку до того, как достигнут верхнего основания, то программа не сможет выполнить операцию и выдаст сообщение об ошибке моделирования. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню.

а б в

Рис. 11.7. Заострение граней:

а– без заострения граней; б – заострение угла внутрь объекта;

в– заострение угла наружу

Копирование граней . С помощью данной команды можно копировать грани, в том числе и отверстия. При этом создаются области (примитивы) или тела вне грани. Для выдавливания области можно использовать команду «Выдави», но при копировании сложной грани, например отверстия, ее потом не удастся включить в состав твердотельного объекта.

После выбора команды выбираются грани или грани, которые будут копироваться. После завершения выбора с помощью объектной привязки указы-

102

вается базовая точка, затем задается другая точка, определяющая направление и расстояние смещения. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню.

Задание цвета грани . Отдельной грани объекта можно присвоить индивидуальный цвет. Присвоенный цвет имеет более высокий приоритет, чем цвет, присвоенный слою, на котором размещен объект. После выбора команды, необходимо указать грань или грани, которым будет присваиваться другой цвет. После завершения выбора появляется диалоговое окно «Выбор цвета». Выбирается требуемый цвет и нажимается кнопка Ok. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню. Программа присвоит граням выбранный цвет.

11.3. Модификация ребер

Ребро – это линия пересечения двух граней.

Копирование ребер . Копия ребра представляет собой отдельный примитив – отрезок, дугу, окружность, эллипс или сплайн. После выбора команды указывается ребро или ребра, которые будут скопированы. Завершив выбор, с помощью объектной привязки указывается базовая точка. Затем задается другая точка, которая задаст направление и расстояние смещения. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню.

Задание цвета ребер . Для визуального выделения отдельных ребер можно каждому из них задать свой цвет. Присвоенный цвет имеет более высокий приоритет, чем цвет, присвоенный слою, на котором размещен объект. После выбора команды указывается ребро или ребра, которым будет присвоен другой цвет. После завершения выбора появляется диалоговое окно «Выбор цвета». Выбирается требуемый цвет и нажимается кнопка Ok. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню. Программа присвоит ребрам выбранный цвет.

11.4. Модифицирование тел целиком

Формирование оттиска на поверхности тела . На поверхности тела можно сформировать оттиск (след) таких примитивов, как дуга, окружность, двухили трехмерная полилиния, эллипс, сплайн, область, тело. Формируемый оттиск должен пересекать какую-либо грань тела. След, образуемый пересечением с телом, остается на его поверхности.

Сначала необходимо сформировать объект, который будет использоваться в качестве оттиска. Он должен обязательно пересекать какие-либо грани тела. Затем вызывается команда. Появляется приглашение выбрать тело, на котором будет сформирован оттиск. После выбирается объект, оттиск которого будет сформирован. Появится запрос:

103

Удалять исходный объект <N>. Если исходный объект необходимо удалить, введите Y. Если такой необходимости нет, просто нажмите Enter. Далее повторится приглашение программы на выбор объекта, оттиск которого будет сформирован. Если больше не нужно формировать оттиски, то нажмите Enter. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню. Если исходные компоненты не были удалены, то результат будет виден только после того, как вы отключите слой, в котором они были сформированы.

Очистка тел . Под очисткой понимается удаление всех наслоений, которые образовались в результате нанесения оттиска, т. е. объекты, являющиеся исходными для нанесения оттиска, остаются, а оттиск удаляется. После выбора команды появится приглашение выбрать трехмерное тело, с поверхности которого будет удален оттиск. В ответ программа выполнит очистку и вернет тело в исходное состояние.

Разделение тел . Можно разделит тело как цельный объект на несколько независимых компонентов при условии, что исходное тело было составлено из независимых (несоприкасающихся) тел. После выбора команды, появится приглашение выбрать трехмерное тело, которое должно быть разделено на независимые компоненты. Если будут обнаружены соприкасающиеся грани или ребра, то появится сообщение: Выбранное тело не имеет независимых составляющих и команда не будет выполнена.

Формирование оболочки тела . После выбора команды, выбирается трехмерное тело, из которого будет формироваться оболочка. В ответ на последующее приглашение:

Удалять грани или [Отменить / Добавить / Все]. Удалите любую грань или грани, которые не планируется включать в оболочку. После завершения выбора нажмите Enter. Если была указана только одна грань, в командной строке появится подтверждение «1 грань найдена, 1 грань удалена». Затем появится приглашение ввести значение толщины стенки объекта. Положительное значение этого параметра сформирует оболочку внутрь, отрицательное – наружу. Чтобы прекратить выполнение команды, дважды подряд выберите команду Exit в контекстном меню.

Проверка корректности описания объекта – тела . Проверка корректности необходима, дабы избежать ошибок, которые в последствии могут привести к зависанию программы. После выбора команды указывается тело, структура которого будет анализироваться. Если проверка прошла успешно, то появиться сообщение: Это корректный объект-тело ACIS (This object is a valid ACIS solid).

Практическое задание по разделу

1. Используя команды редактирования завершить деталь, выполненную в

10 разделе.

104

12. ПОДАВЛЕНИЕ СКРЫТЫХ ЛИНИЙ И ТОНИРОВАНИЕ

Чтобы в процессе разработки дизайна и по окончании формирования трехмерных поверхностных и твердотельных моделей улучшить их визуализацию используют следующие команды:

─«Скрытый» (Hide) – подавляет скрытые линии на трехмерном изображении объекта;

─«Раскрашивание» (Shade) – формирует раскрашенное изображение модели на текущем видовом экране;

─«Рендер» (Render) – создает реалистичное изображение модели в трехмерном пространстве.

12.1. Подавление скрытых линий

Сложные трехмерные модели часто оказываются перегруженными, что затрудняет их чтение и просмотр результатов выполнения какой-либо команды на объекте. Можно устранить эту проблему, подавив скрытые (невидимые с данной точки зрения) линии. Команда «Рендер» вызывается из падающего меню Вид / Затенение (View / Hide) или щелчком мыши по пиктограмме «Скрыть» на плавающей панели инструментов «Рендер» (Render) (рис. 12.1).

Рис. 12.1. Панель инструментов «Рендер»

Команда «Скрыть» интерпретирует окружности, фигуры, полосы, широкие сегменты полилиний, трехмерные грани, прямоугольные сети и выдавленные края примитивов как непрозрачные поверхности, скрывающие объекты, которые лежат за ними (рис. 12.3). Если кругам, фигурам, полосам и широким сегментам полилиний присвоена некоторая высота, то они рассматриваются как сплошные объекты с верхней и нижней поверхностями (телами). Пока невидимые линии не подавлены или не произведено тонирование, тела отображаются в виде каркаса. При таком представлении поверхность тела аппроксимируется ребрами граней и образующими линиями искривленных поверхностей. Количество образующих линий, отображаемых на искривленных поверхностях, задается значением системной переменной Isolines в момент создания объекта. Подавленные скрытые линии остаются невидимыми до тех пор, пока не будет произведено какое-либо действие, вызывающее регенерацию, после чего на экране вновь появится изображение в виде каркасной модели (рис. 12.2).

105

Рис. 12.2. Каркасная модель трехмерных объектов

Рис. 12.3. Подавление скрытых линий

12.2. Раскрашивание

Все виды раскрашивания собраны как кнопки в панели инструментов «Раскрашивание» (Shade), либо вызываются из падающего меню Вид / Затенение.

Рис. 12.4. Панель инструментов «Затенение»

Команда «Раскрашивание» обеспечивает раскрашивание изображения (удаление невидимых линий и нанесение однотонных цветов на видимые поверхности) на текущем видовом экране. Хотя удаление скрытых линий значительно улучшает восприятие рисунка, изображение модели будет выглядеть более реалистично, если ее раскрасить. При осуществлении этой процедуры на текущем видовом экране программа AutoCAD автоматически удаляет скрытые

106

линии. Подразумевается, что источник света один и расположен за спиной пользователя («свет из-за плеча»).

Панель инструментов «Раскрашивание» включает в себя такие элементы:

─«Двумерный каркас» (2D Wireframe) – объекты представляются в виде отрезков и кривых, как кромки граней и тел;

─«Трехмерный каркас» (3D Wireframe) – объекты представлены в виде отрезков и кривых, как кромки граней и тел. Появляется цветная трехмерная пиктограмма системы координат. Объекты показаны с учетом цветов присвоенных им материалов;

─«Скрытый» (Hidden) – объекты представляются в каркасном виде. При этом линии, относящиеся к задним граням, не отображаются;

─«Плоско затемненный» (Flat Shaded) – грани многоугольников окрашены в некоторый цвет. В отличие от раскрашивания по Гуро, эффектов плавного перехода здесь не создается. Видны материалы, присвоенные объектам;

─«Окрашенный по Гуро» (Gouraud Shaded) – грани многоугольников окрашены в некоторый цвет, причем переходы от одной грани к другой сглаживаются благодаря использованию цветовых оттенков.

─«Плоский, с тенями, края включены» (Flat Shaded, Edges On) – к граням применяется плоское раскрашивание, каркас просвечивает сквозь них;

─«Плавные тени, края включены» (Gouraud Shaded, Edges On) – к

граням применяется раскрашивание по Гуро, каркас просвечивает сквозь них.

12.3. Тонирование

Тонирование – значительно более сложное средство визуализации чертежа, чем раскрашивание (см. рис. 12.1).

В программе есть три вида тонирования:

─«Упрощенное» (Render). Дает самый быстрый результат, но обладает минимальными возможностями;

─«Фотореалистичное» (Photo Real). Изображение на экране формируется строка за строкой. Такой вариант позволяет включать фрагменты изображения

врастровом формате, создавать прозрачные материалы, а также моделировать различные эффекты при отображении теней;

─«Трассировка луча» (Photo Raytrace). Реализует алгоритм обратной трассировки световых лучей для генерации отражения, преломления и точного определения освещенности.

Тонирование – многоэтапный процесс.

Создаются источники света . Для создания источников света используется панель инструментов «Рендер» (см. рис. 12.1).

Создаются сцены . Сцена – это виды с источниками света.

107

Присваиваются материалы . Материал – это совокупность поверхностных характеристик, в состав которых входят цвет или образец текстуры, рассеивание, отражение, шероховатость, прозрачность и т. д.

12.4.Создание источников света

ВAutoCAD существует четыре источника света: рассеянный (ambient), удаленный (distant) – эквивалент солнца, точечный (point) – эквивалент электрической лампочки, прожектор (spotlight).

Рассеянный свет – фоновый, он равномерно освещает все поверхности моделей объектов, причем не исходит из какого-либо источника и не имеет направления. Можно по желанию установить интенсивность рассеянного света или совсем отключить его. Обычно задается низкая интенсивность – при высокой изображение может оказаться размытым. Сам по себе рассеянный свет не дает реалистичного изображения. Стыки между смежными гранями не видны, т. к. все грани освещаются одинаково. Данный тип освещения чаще всего используют как вспомогательное средство для подсветки поверхностей, на которые не попадает направленный свет.

Удаленный источник света испускает параллельные лучи только в одном направлении. Лучи не имеют ни начала, ни конца и распространяются бесконечно с обеих сторон от точки, указанной в качестве источника. Интенсивность света не уменьшается с расстоянием: каждая поверхность освещена так же ярко, как и вблизи источника.

Положение удаленного источника света на рисунке несущественно – имеет значение только направление лучей. Все объекты на рисунке освещены, в том числе и находящиеся за источником. Удаленный свет распространяется так, как если бы он шел из точки, находящейся за пределами рисунка. Во избежание путаницы лучше всегда помещать источник удаленного света за пределами модели.

Данный вариант особенно удобен для равномерного освещения объектов или заднего плана сцены, а также для имитации солнечного света. Для имитации Солнца используется один удаленный источник. Хотя на самом деле солнечный свет распространяется во всех направлениях, из-за размеров Солнца и расстояния до него лучи можно считать практически параллельными. Поскольку удаленные источники для имитации Солнца применяются очень широко, особенно в архитектурных проектах, в фотореалистичных режимах тонирования предусмотрено специальное средство для расчета положения Солнца на основе времени суток и географических координат.

Точечный источник света испускает лучи во всех направлениях; интенсивность света от него уменьшается с расстоянием. Такие источники удобны для имитации света электрических ламп. Их широко используют для создания общих эффектов освещения, зачастую в комбинации с прожекторами. Кроме того, точечные источники подходят в качестве вспомогательных для подсветки отдельных поверхностей, как альтернатива рассеянному свету.

108

Прожектор испускает направленный конус света. Имеется возможность задавать направление света и размер конуса. Как и у точечных источников, интенсивность света прожекторов уменьшается с расстоянием. В пучке света прожектора различают полный конус и яркое пятно. Попадая на освещаемую поверхность, свет от прожектора дает в центре пятно максимальной освещенности, окруженное переходной областью, где интенсивность меньше.

Пространство между ярким пятном и полным световым конусом иногда называют областью спада освещенности. Чем больше разница между ярким пятном и полным световым конусом, тем мягче граничная кромка освещаемого пятна. Если эти величины равны, освещаемое пятно очерчивается резкой кромкой. Угловая величина яркого пятна не может превышать угол полного светового конуса; оба значения могут варьироваться в пределах от 0° до 160°. Прожекторы применяют для выборочной подсветки отдельных элементов и областей модели.

Формирование новых источников света и модификация уже созданных осуществляются командой «Источники света» (Light), вызываемой из падающего меню Вид / Рендер / Источники света (View / Render / Light), или щелчком мыши по пиктограмме «Источники света» на панели инструментов «Рендер». При этом загружается диалоговое окно «Источники света» (Lights), показанное на рис. 12.5.

Рис. 12.5. Диалоговое окно «Источники света»

Большую часть диалогового окна занимает область «Рассеянный свет» (Ambient Light), где регулируются параметры рассеянного света.

Вобласти «Интенсивность» (Intensity) при помощи ползункового регулятора изменяется интенсивность света в диапазоне от 0 до 1.

Вобласти «Цвет» (Color) регулируются спектральные характеристики рассеянного света.

109

Кнопка «Новый» (New) предназначена для формирования новых источников света, которые можно выбрать из раскрывающегося списка справа от нее: «Точечный источник света» (Point Light), «Удаленный источник света»

(Distant Light), «Прожектор» (Spotlight).

Область «Источники» (Lights) и расположенные справа от нее кнопки «Изменить» (Modify), «Удалить» (Delete) и «Выбор» (Select) обеспечивают модификацию одного из уже созданных источников света – того, который выделен в области «Источники».

Кнопка «Направление на север» (North Location) отвечает за выбор направления на север относительно мировой системы координат пограммы AutoCAD. Это направление играет важную роль при определении удаленного источника, имитирующего «Солнце» в архитектурных проектах.

Рис. 12.6. Диалоговое окно «Создание нового точечного источника света»

На рис. 12.6 показано диалоговое окно «Новый точечный источник света» (New Point Light) для точечного источника света. При формировании нового источника света в первую очередь необходимо указать его уникальное имя в поле «Имя источника» (Light Name). В поле «Интенсивность» (Intensity) либо вводом численного значения, либо перемещением движка устанавливается интенсивность света от этого источника. В области «Положение» (Position) с помощью кнопок «Изменить» (Modify) и «Показать» (Show) можно задать и проверить местоположение источника света, а в области «Цвет» (Color) – его спектральные характеристики. Цвет задается одним из трех способов:

─с помощью движков «Красный» (Red), «Зеленый» (Green), «Синий»

(Blue);

─с помощью кнопки «Выбор из палитры» (Select Color), при нажатии которой открываются палитры НLS или RGB, откуда можно выбирать цвета;

110