Глава 8

Поверхностное моделирование

С помощью объектов-сетей осуществляется моделирование поверхностей объектов, что позволяет создавать имитацию объемного изображения.

Помимо собственно поверхностей, образованных с использованием сетей, в Автокаде можно с помощью изменения у некоторых примитивов такого геометрического объектного свойства как Thickness (высота) имитировать поверхности. В ранних версиях это свойство иногда переводили как толщина, а, начиная с версии Автокада 15.0, толщина линий связана с визуальным свойством объектов Lineweight, которое, как и принято, в черчении (ГОСТ 2.303 – 68) отображает обычную ширину (или толщину) линий.

Создаваемые в текущей системе координат XOY объекты обычно имеют координату Z, равную нулю. Системной переменной Thickness можно изменить высоту плоского графического примитива, вытягивая его в направлении перпендикулярном плоскости XOY, в которой он был нарисован и, образуя тем самым объемную фигуру. Причем высота, задаваемая системной переменной Thickness, может отсчитываться вдоль оси Z как в положительном, так и в отрицательном направлении.

Упражнение 8.1

Создадим объемный рисунок тонкостенной трубы прямоугольного сечения 13580 мм и длиной 260 мм, редактируя геометрическое объектное свойство высоту. Начните новый чертеж. Обратитесь к меню File или стандартной панели инструментов к команде New.

В новом чертеже создайте два видовых экрана. С этой целью обратитесь к меню View®Viewports®New Viewports…. Вызывается диалоговое окно Viewports. На активной странице New Viewports в поле списков Standard viewports: выберите Two: Vertical. В поле Setup выберите опцию 3D. Нажмите клавишу ОК диалогового окна.

Задайте лимиты по размеру реального формата бумаги А4 - 210297мм. Для этого обратитесь к меню FormatDrawing Limits. Для левого нижнего угла оставляем координаты по умолчанию 0,0. для правого верхнего угла вводим 210,297. Измените масштаб изображения последовательно в правом и левом видовых экранах, обратившись к команде Zoom All.

Сделайте активным левый видовой экран, щелкнув на нем. Обведите отрезками прямых линий заданные лимиты (рис. 8.1).

Рисунок 8.1

Получена каркасная (проволочная) пвсевдоплоскость. Нарисуйте отрезок прямой линии из точки 20,280 до точки 20,20.

Измените свойство - высота нарисованного отрезка. Давайте одновременно изменим еще и цвет этого отрезка. Для этого обратитесь к команде Properties (свойства), которая позволяет изменять свойства объектов. Команду можно вызвать, набрав в командной строке: Properties или Props. Быстрее - с помощью мыши из меню Tools Properties или из панели Standard Toolbar,щелкнув по кнопке Properties (рис. 8.2).

К оманда Properties открывает диалоговое окно Properties с информацией, соответствующей типу выбранного объекта, а если объект не выбран, то щелкните на нем левой клавишей мыши. Отрезок прямой линии после выбора должен подсветиться (стать пунктирным) и на нем отобразятся небольшие синие квадраты (grips), называемые ручками. Их также называют засечки, но считаю, что оба перевода не точны. Правильнее называть их маркерами, как это принято в программах, работающих в системе Windows. С помощью маркеров (ручек) можно редактировать объекты, кроме того, они являются базовыми (расчетными) точками примитивов для объектной привязки других объектов.

Диалоговое окно Properties можно также открыть одновременным нажатием клавиш Ctrl и 1 (единица) (см. рис. 8.2) или двойным щелчком левой клавиши мыши на любом объекте, выбранном с активными маркерами. Двойным щелчком мыши в строке состояния окно фиксируется с левой стороны области рисунка, а, удерживая кнопкой выбора строки захвата вверху диалогового окна, его можно переместить в область рисунка и сделать плавающим.

В верхнем поле раскрывшегося окна перечисляются выбранные объекты (редактировать можно сразу несколько объектов). Так как вы выбрали один объект, то в поле выбора одна надпись – Line.

Окно имеет два раздела Alphabetic и Categorized, в которых содержатся свойства, отсортированные соответственно в алфавитном порядке или по категориям.

Восемь свойств являются общими для всех объектов: Color, Layer, Linetype, Linetype scale, Plot style, Lineweight, Hyperlink и Thickness.

Выберите поле Color, появится стрелка, позволяющая при нажатии на нее изменить цвет объекта. Отметьте в выпадающем списке Red. В текстовом поле Thickness введите вместо 0 значение 135 и нажмите Enter. В правом видовом экране видим у выбранного отрезка изменение двух свойств – цвета и высоты.

Закройте диалоговое окно Properties и нажмите клавишу Esc для снятия выделения (рис. 8.3).

Рисунок 8.3

Итак, системной переменной Thickness изменили высоту плоского графического примитива – отрезка, которой был нарисован в плоскости XOY, вытянув его в направлении оси Z. Создадим таким же образом нижнее основание прямоугольного сечения - вторую плоскость перпендикулярную созданной и находящейся в плоскости XOY. Для этого необходимо по старому отрезку нарисовать новый отрезок и вытянуть его вдоль оси Y. Но так как вытягивание возможно только вдоль оси Z, то необходимо поменять местами оси Z и Y.

В Автокаде изменение системы координат выполняется с помощью создания пользовательской системы координат (User Coordinate System - UCS), когда можно произвольно изменять положение точки начала координат и ориентацию осей, при сохранении перпендикулярности их друг по отношению к другу. При этом сам объект, с которым ведется работа, не меняет свое положение и ориентацию относительно главной системы координат, называемой мировой системой координат (World Coordinate System - WCS). Это следует понимать так, что объект неподвижен, а наблюдатель меняет по отношению к нему систему координат.

Мировая система координат (WCS) единственная, заданная по умолчанию, служит базой для определения множества произвольных пользовательских систем координат (UCS).

Для изменения системы координат необходимо ввести команду UCS. Варианты создания пользовательских систем координат с помощью всех опций этой команды сейчас рассматривать не будем, отметим, что они достаточно понятны и просты. Для нашего конкретного случая необходима опция Zaxis команды UCS, которая определяет направление координатной оси Z по двум точкам. При этом запрашивается начало координат UCS (первая точка оси Z) и затем вторая точка оси Z.

Введем опцию Zaxis команды UCS из панели Standard Toolbar, нажав на кнопку UCS (рис. 8.4 а) и, не отпуская левую клавишу мыши, спустимся курсором вниз и выберем кнопку, у которой появится надпись Zaxis (рис. 8.4 б), и отпустим левую клавишу мыши.

а б

Рисунок 8.4

В командной строке появилась подсказка

Command: _ucs

Current ucs name: *TOP*

Enter an option [New/Move/orthoGraphic/Prev/Restore/Save/Del/Apply/?/World]

<World>: _zaxis

Specify new origin point <0,0,0>:

В последней строчке подсказки требуется ввести точку начала пользовательской системы координат. Дадим направление оси Z (слева направо), вдоль нижнего отрезка ограничивающего лимиты чертежа. Тогда с помощью объектной привязки Endpoint указываем начало (левый конец отрезка), или просто нажимаем Enter, так как начало отрезка находится в точке 0,0.

Specify point on positive portion of Z-axis <0.0000,0.0000,1.0000>:

Теперь определите точку в положительной части оси Z, указывая на правый конец отрезка, с помощью объектной привязки Endpoint. То же самое проделайте в правом видовом окне (рис. 8.5). Обратите внимание, что выбранная в последний раз кнопка опции Zaxis команды UCS из вложенной панели, теперь находится вверху списка этой панели.

Рисунок 8.5

Сделайте активным левый видовой экран и нарисуйте в нем поверх красного отрезка еще отрезок такой же длины, используя объектную привязку Endpoint. Выберите только что нарисованный отрезок, щелкнув на нем левой клавишей мыши. Так как в этом месте нарисованы два отрезка, то необходимо визуально контролировать процесс выбора на правом экране по тому какой из отрезков подсветился. Может подсветиться как красный отрезок, так и черный. Чтобы избежать ошибочного выбора используйте циклический перебор объектов. Для изучения циклического перебора независимо от того, какой отрезок был выбран, нажмите клавишу Esc.

Для применения циклического перебора объектов при их выборе, нажмите клавишу Ctrl и, удерживая ее нажатой, установите прицел над нужным объектом (в вашем примере укажите на нарисованный только что отрезок) и щелкните левой клавишей мыши. Одновременное нажатие клавиши Ctrl и щелчок выбора левой клавиши мыши включают циклический перебор объектов и объект, попавший в область прицела, подсветится. Клавишу Ctrl можно отпустить. Теперь, при последующих щелчках левой клавиши мыши, будут, подсвечиваясь циклически выбираться другие объекты, находившиеся в области прицела выбора курсора (подсвечивание отрезков и их выбор можно наблюдать в правом видовом экране). При выполнении последующих щелчков расположение прицела на экране несущественно. Область поиска определилась расположением курсора в момент включения циклического перебора объектов. Когда подсветится нужный объект, необходимо закончить циклический перебор, нажав клавишу Enter или пробел, или щелкнуть правой клавишей мыши. В вашем случае объект окажется выбранным с активной засечкой.

Откройте диалоговое окно Properties любым способом. В поле Color отметьте в выпадающем списке Blue. В текстовом поле Thickness введите вместо 0 значение 80 и нажмите Enter. Закройте диалоговое окно Properties и нажмите клавишу Esc для снятия выделения. Откройте вложенную панель с опциями команды UCS и выберите кнопку World UCS последовательно при активном левом и правом видовых экранах. Таким образом, вы вернетесь к мировой системе координат (WCS) в этих видовых экранах (рис. 8.6).

Рисунок 8.6

Так как дальнейшее построение рисунка будет выполняться только в правом видовом экране, то перейдите от двух к одному видовому экрану. Убедитесь, что правый видовой экран активный (проще - щелкните на нем). Затем обратитесь к меню ViewViewports1Viewport. Используйте команду Zoom All для отображения рисунка на весь экран (рис. 8.7).

Рисунок 8.7

С копируйте заднюю стенку (плоскость красного цвета) и установите копию точкой 20, 20 в точку 100, 20. Скопируйте низ трубы (плоскость синего цвета) и расположите копию точкой 20, 20 в точку 20, 20, 135 (рис. 8.8).

Рисунок 8.8