Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование в AutoCAD

Тема 8: Трехмерное (3D) моделирование



Трехмерный проект, полученный в результате выполнения этой работы

1. Подготовка чертежа к 3М моделированию

Подготовка чертежа к 3М моделированию

1. Откройте файл House_fasad.dwg. Сохраните его под именем House_3D.dwg

2. Сделайте текущим слой Стены и выключите все остальные слои. Ваш чертеж будет похож на рис. 1.1

Рис. 1.1 Чертеж House_3D.dwg со всеми выключенными слоями, кроме слоя Стены

3. Если на вашем экране не видно пиктограммы Пользовательской системы координат (User Coordinate System), выберите из меню Вид>Отображение>Знак ПСК>Вкл (View>Display>UCS IconS-On) и поставьте метку рядом со словом Вкл (On).

4. Теперь измените вид от плоской проекции чертежа. Выберите команду Вид>ЗD виды>ЮЗ изометрия (View>3D Views>SW Isometric). ("ЮЗ" ("SW") означает юго-запад). Вид изменится и будет похож на рис. 1.2, Обратите внимание на изменение знака ПСК (UCS) при изменении вида. Стрелки X и У все еще парал-лельны левой стороне и низу домика. Но пиктограмма и план дома теперь находятся под углом к экрану, а ось Z стала видимой.

5. Немного уменьшите масштаб изображения и панорамируйте чертеж так, чтобы дать себе некоторое пространство для построения стен в третьем измерении.

Рис. 1.2. Вид стен в ЮЗ изометрии

Построение стен

6. Включите режим привязки Конточка (Endpoint) и убедитесь в том, что режимы Отс-Поляр (Polar) и Орто (Ortho) выключены. Создайте новый слой под названием ЗD-стены, присвойте ему цвет 22 и сделайте его текущим.

7. Выберите команду Рисование>Моделирование>Ящик (Draw>Solids>Boх). Укажите нижний левый угол стен на плане, затем верхний правый угол. На запрос в командной строке Высота: (Specify height:) введите с клавиатуры 2930 . Ящик нарисован поверх всего плана дома, и AutoCAD отображает его в виде проволочного каркаса (wireframe) (рис. 1.З.а). Про-волочные каркасы (Wireframes) являются твердыми телами, в которых пересечения стен или других плоскостей представлены линиями. То, что вы видите, действительно является твердым телом (solid block).

8. Запустите заново команду Ящик (Box) и повторите шаг 7, формируя другой блок высотой 2930 в жилой комнате. Укажите внутренний угол слева от парадной двери (front door) и внутренний угол, в котором стоит холодильник (рис. 1.З.б).

9. Опять повторите шаг 7 и сформируйте третий ящик в оставшейся части жилой комнаты, которая не была включена во второй ящик (рис. 1.З.в).

а

б

в

Рис. 1.З. Первый ящик охватывает план дома (а), второй ящик занимает большую часть пространства жилой комнаты (б) и третий ящик занимает оставшуюся часть пространства жилой комнаты (в)

10. Повторите шаг 7 еще дважды, чтобы сформировать ящики высотой 2930 по внутренним углам спальни и ванной комнаты (рис. 1.4).



Рис. 1.4. Внутреннее пространство домика заполнено ящиками

Обратите внимание на то, что пустое пространство между вертикальными поверхностями ящиков соответствует внешним и внутренним стенам. Так как все пять ящиков являются твердыми телами (или просто телами), мы можем сформировать стены вычитанием четырех внутренних ящиков из большего внешнего ящика.

11. Выберите из меню Редактировать>Редактирование тел>Вычитание (Modify>Solids Editing>Subtract). Укажите большой внешний ящик, затем нажмите . Укажите четыре меньших внутренних ящика и нажмите . Меньшие объемы вычитаются из большего объема, формируя стены (рис. 1.5.а).

12. Чтобы увидеть, что произошло, вам необходим более хороший вид. Выберите из меню Вид>Скрыть (View>Hide). Скрытые линии удалены, и вы можете увидеть сплошные стены (рис. 1.З.б), Стены являются одним объектом, который состоит из большого ящика после удаления из него ящиков меньшего размера.

13. Для восстановления скрытых линий выберите команду Вид>Регенерировать (View>Regen).



Рис. 1.5. Твердое тело после удаления внутренних ящиков (а) и вид после применения команды Скрыть (Hide) (б)

14. Не забывайте сохранять файл.

Открытие дверных проемов

Пять проемов дверей отличаются по ширине, но имеют одну и ту же высоту. Мы можем построить твердые тела там, где должны быть проемы, а затем вычесть их из тела стен.

15. Создайте новый слой под названием ЗD-двери и сделайте его текущим. Оставьте для него цвет по умолчанию (белый или черный).

16. Скройте слой ЗD-стены. При помощи команды Показать (Zoom) с опцией Рамка (Win-dow) выберите участок плана с пятью дверными проемами. Убедитесь в том, что включен режим привязки Конточка (Endpoint).

17. Выведите на экран панель инструментов Моделирование.

Щелчком по пиктограмме Ящик (Box) запустите команду Ящик (Box).

Команду Ящик (Box) можно запустить выбором из меню Рисование >Моделирование>Ящик (Draw>Solids>Box)

18. Сформируйте блок для проемов дверей фасада, спальни и балкона. Щелкните по противо-положным углам каждого проема, затем в командной строке на запрос Высота: (Specify height:) введите 2340 . Скопируйте блок двери фасада на проем задней двери, а блок двери спальни - на проем ванной комнаты (рис. 1.6.а).

19. Отобразите слой ЗD-стены.

20. Выберите из меню Редактировать>Редактирование тел>Вычитание (Modify>Solids Editing>Subtract). Щелкните по твердому телу стены, затем нажмите .

21. Щелкните по пяти блокам, представляющим проемы, и нажмите (рис. 1.6.б).

22. Выберите из меню Вид>Скрыть линии (ViewHide) (рис. 1.6.в). Дверные проемы вырезаны.

Рис. 1.6. Тела всех пяти проемов (а), твердое тело стен после вычитания тел проемов (б) и вид после применения команды Скрыть (Hide}

23. Выберите команду Вид>Регенерировать (View>Regen).

Открытие оконных проемов

Оконные проемы будут открываться в стенах так же, как открывались дверные проемы. Разница состоит только в том, что низ оконных проемов расположен выше чертежа плана,

24. Создайте новый слой под названием ЗD-окна и сделайте его текущим. Оставьте для него цвет по умолчанию. Прежде чем выйти из Диспетчера свойств слоев (Layer Properties Manager), отключите слой Стены, включите слой Окна и скройте слой ЗD-стены. Здесь должны быть видимыми только оконные блоки (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Трехмерный вид домика с одним видимым слоем Окна

25. Используйте команду Ящик (Box) для создания шести твердых тел высотой 1200 мм на месте каждого окна, кроме окна шириной 600 мм в стене главного фасада жилой комнаты (рис. 1.8.а). Окно шириной 600 мм в жилой комнате - круглой формы, и будет сформировано отдельно.

26. Запустите команду Перенести (Move). Выберите шесть твердых тел окон, затем нажмите . Щелкните по любой точке экрана, затем введите с клавиатуры @0,0,1130 . Тела переместятся вверх на 1130 мм.

27. Отобразите слой ЗD-стены (рис. 1.8.б).

28. Выберите из меню Редактировать>Редактирование тел>Вычитание (Modify>Solids Editing>Sublract).

29. Щелкните по твердому телу стены, затем нажмите Укажите на шесть тел окон, затем нажмите , Оконные проемы вырезаны из стены

30. После использования команды Скрыть (Hide) чертеж выглядит как на рис. 1.8.в.

Рис. 1.8. Твердые тела окон построены на плане дома (а), тело стен и поднятые тела окон (б) и вид после выполнения команды Скрыть (Hide) (в)

31. Теперь нам необходимо сформировать круглый оконный проем в стене главного фасада. Для выреза этого круглого отверстия мы используем второе базовое тело или примитив (primitive). В AutoCAD предусмотрено восемь стандартных параметрических твердотельных форм. Предварительно открыв меню Рисование>Моделирование (Draw >Solids), эти формы можно увидеть перечисленными в верхней части каскадного меню.



На панели инструментов Моделирование (Solids) каждому из этих примитивов соответствует пиктограмма, иллюстрирующая их вид.

До сих пор мы использовали только ящик. Для круглого окна мы будем использовать цилиндр.

32. Увеличьте вид фрагмента стены главного фасада, как показано на рис. 1.9.а. Для формирования цилиндра нам необходимо изменить систему координат (ПСК).

33. Введите с клавиатуры ПСК x -90 . Пиктограмма ПСК (UCS) повернется так, что плоскость, определяемая осями х и у, станет параллельна стене фасада, а ось z будет уходить от нас прочь и влево и поэтому показана пунктиром. (рис. 1.9.б).

Рис. 1.9. Увеличенный вид окна шириной 600 мм (а), новая ПСК (б)



34. Щелкните по кнопке Цилиндр (Cylinder) панели инструментов Моделирование.

35. Используйте режим привязки Точка вставки (Insert) для определения центра основания цилиндра в точке, как на рис. 1.10.а

36. Задайте радиус основания цилиндра с помощью режима привязки Конточка (Endpoint) и укажите точку пересечения одной из линий косяка окна со стеной (рис. 1.10.б).

37. Задайте высоту цилиндра вводом с клавиатуры 400 . Цилиндр размещен (рис. 1.10.в).

Рис. 1.10

Переместите цилиндр на 1930 мм вверх, используя команду Перенести (Move), режим Полярного отслеживания (Polar Tracking) и метод направление-расстояние (рис. 1.11.а).

38. Вводом с клавиатуры ПСК верните Мировую систему координат (World Coordinate System).

39. Выберите из меню Редактировать>Редактирование тел>Вычитание (Modify>Solids Editing>Subtract). Щелкните по твердому телу стены и нажмите , затем щелкните по телу круглого окна и снова нажмите .

40. Выберите из меню Вид>Скрытие линий (View>Hide). Трехмерные стены домика и создание в них проемов окон и дверей завершен (рис. 1. 11.б).

Рис. 1. 11. Завершенная трехмерная модель стен домика после выполнения команды Скрыть (Hide)

41. Не забывайте сохранять файл.

Построение пола домика

В конструкции нашего домика пол мы не рисовали, но он подразумевался. Три внешних дверных проема имеют порог, что указывало на изменение уровня от пола домика вниз к ступеням. Теперь мы будем использовать эти пороги для формирования трехмерной модели пола.

42. Щелкните по пиктограмме Слои (Layers) панели инструментов Свойства объектов (Object Properties) и сделайте следующее:

· выключите слои ЗD-стены, ЗD-окна и Окна;

· включите слои Стены, Ступени, Балкон;

· создайте новый слой под названием ЗD-пол, присвойте ему коричневый (номер 42) цвет и сделайте его текущим.

43. Чертеж будет похож на рис. 1. 12.

Рис. 1.12. Стены и ступени в двумерном (2D) пространстве

44. Используйте рамку зумирования для настройки вида проема двери главного фасада и ее порога.

45. Запустите команду Ящик (Box) и создайте тело, которое будет расположено в проеме между линиями косяка. Присвойте ему высоту в 50 мм. Затем сформируйте второй блок, также высотой 50 мм, который будет расположен на выступе порога (рис. 1.13).

Рис. 1.13 Проем парадной двери с двумя твердыми телами

Создадим пол балкона следующим образом

46. Выберите цилиндр

47. На запрос задать центр цилиндра выберите привязку Центр (Center) и щелкните по чертежу в точке привязки (рис. 1.14.а)

48. На запрос задать радиус щелкните в точке привязки Конечная точка, как показано на рис. 1.14.б

49. После этого введите на клавиатуре 50 и нажмите . Должен быть построен цилиндр высотой 50 мм, как на рис. 1.14.в

моделирование двухмерный трехмерный чертеж

а

б

в

Рис. 1.14. Щелкните, когда появится точка привязки Центр (а) и введите радиус цилиндра (б). Полученный цилиндр (в)

Чтобы отрезать половину цилиндра, которая попадает на гостиную, выберите команду Редактировать-3D-операции- Разрез (Slice).

50. После этого выделите цилиндр .

51. Введите с клавиатуры yz . Так определяется плоскость, которую мы будем использовать для сечения.

52. Используя привязку, щелкните по точке пересечения основания цилиндра и внешнего контура стены (рис. 1.15.а)

53. Затем щелкните по пустому месту ниже и правее пола балкона. Пол балкона разрезан пополам (рис. 1.15.б).

Рис. 1.15

54. Повторите шаги создания пола для двери заднего фасада и проема раздвижной стеклянной двери. Затем создайте похожие блоки, которые соответствуют проемам дверей спальни и ванной комнаты.

55. И, наконец, сформируйте блоки высотой 50 мм для трех комнат, используя внутренние углы и режим привязки Конточка (Endpoint). В жилой комнате будет два блока. В итоге у вас получится 13 блоков (рис. 1. 16).

56. Выключите слои Стены, Ступени и Балкон. Выберите из меню Редактировать>Редактирование тел>Объединение (Modify>Solids Editing>Union), затем используйте рамку выбора, чтобы выбрать все тела пола. Нажмите . Все 13 твердых тел объединятся в одно и сформируют трехмерный пол толщиной 50 мм (рис. 1.16.б).



Рис. 1.16. Составные части пола домика (а). Целый пол из 13 трехмерных блоков (б)

57. Запустите команду Перенести (Move), выберите пол и нажмите .

58. Щелкните по любому пустому месту в области рисования, затем введите с клавиатуры @0,0,180 . Пол переместится вверх на 180 мм. Включите слой ЗD-стены. Выберите из меню Вид>ЗD виды>ЮВ изометрия (View>3D Views>SE Isometric).

59. Выберите из меню Вид>Скрыть (View>Hide) Рисунок должен быть похож на рис. 1.17.

Рис. 1.17. Трехмерные (ЗМ) стены и пол после применения команды Скрыть (Hide)

60. Не забывайте сохранять файл.

Формирование трехмерных ступеней и балкона

Для ступеней необходим только один новый слой и два твердотельных параллелепипеда.

61. Верните ЮЗ-изометрию. Создайте новый слой под названием ЗD-ступени, присвойте ему цвет под номером 8 и сделайте его текущим.

62. Выключите слои ЗD-стены и ЗD-пол. Включите слои Стены и Ступени.

63. Используйте команду Ящик (Box), чтобы сформировать блок высотой 180 мм для ступеней двух крылец (рис. 1.18).

Рис. 1.18. Ступени обоих крылец в виде твердых тел

Для создания балкона мы будем использовать примитив цилиндр (cylinder) и команду редактирования твердых тел Вычитание (Subtract Solids).

64. Создайте еще один новый слой под названием ЗD-балкон, присвойте ему цвет под номером 24 и сделайте его текущим. Увеличьте фрагмент плана с балконом, оставляя немного дополнительного места для трехмерного вида. Включите слой Балкон.

65. Выберите команду Цилиндр (Cylinder), чтобы сформировать трехмерный цилиндр для пола балкона. Для того чтобы расположить центр в центральной точке дуги, представляющей стены балкона, используйте режим привязки Центр (Center). Выберите радиус 2320 мм , затем высоту 1130 мм (рис. 1.19.а).

66. Используя ту же самую центральную точку, нарисуйте второй цилиндр радиусом 2570 мм и высотой 1130 мм.

67. Выберите из меню Редактировать>Редактирование тел>Вычитание (Modifу>Solids Editing>Subtract). Выберите больший цилиндр, нажмите , затем выберите меньший цилиндр и нажмите . Сформированная фигура похожа на чашу или кадку (рис. 1.19.б).

68. Выполните команду Редактировать-3D-операции- Разрез (Slice), затем выберите балкон и нажмите ,

69. В ответ на подсказку введите с клавиатуры yz . Так определяется плоскость, которую мы будем использовать для сечения балкона.

70. В ответ на следующий запрос укажите на нижний угол стены домика, сопряженный с основанием балкона (рис. 1.19.в).

71. В ответ на третий запрос щелкните по пустому месту ниже и правее балкона. Тело балкона разрезано пополам, а балкон завершен.

Рис. 1.19. Создание балкона

72. Выключите слои Балкон, Стены и Ступени. Разморозьте слои ЗD-стены и ЗD-пол. Далее выберите из меню Вид>Скрыть (View>Hide) (рис. 1.20.а). Обратите внимание на последовательность плоских, треугольных граней, образующих изогнутую поверхность балкона.

73. Выберите из меню Вид>Визуальные стили>Реалистичный (рис. 1. 20.б).

74. Используя изображение штурвала в верхнем правом углу, разверните сцену (рис. 1.20.в).

75. Немного потренируйтесь со штурвалом, чтобы освоить его функции.

в

Рис. 1.20. Балкон, стены и пол после выполнения команды Скрыть (Hide) (a), после использования команды Визуальные стили (б) и во время использования штурвала (в)

76. Выбором из меню Вид>Визуальные стили>2D каркас (View>Shade>2D Wireframe) восстановите каркасное представление объектов.

77. Выберите команду Вид>ЗD виды>ЮВ изометрия (View>3D Views>SE Isometric) для восстановления вида.

Трехмерная модель постепенно приобретает форму. Чтобы ее закончить, мы добавим двери, окна и крышу.

78. Не забывайте сохранять файл.

Завершение трехмерной (ЗD) модели

79. Твердые тела (3D solids) распашных дверей сконструированы с помощью используемого нами примитива ящик. Здесь не требуется никаких пошаговых инструкций. Просто следуйте той же самой методике, что и при создании пола, ступеней и балкона. Вы можете использовать слой ЗD-двери, созданный вами ранее для открытия проемов, но измените его цвет на номер 34. По-стройте полотна распашных дверей высотой 2100 мм над двумерными дверями на слое Дверь. Затем перенести их вверх на 230 мм. Для проверки своей работы используйте Визуальные стили и штурвал.



Рис. 1.21. Вставлены распашные двери. Вид с различных точек в результате использования инструмента Штурвал

80. Конструкции раздвижной стеклянной двери и окон похожи. Они имеют раму и удержи-ваемый в раме кусок стекла.

81. Установите вид ЮВ изометрия (SE Isometric) и каркасный вид отображения.

82. Включите слой Двери и скройте все трехмерные (ЗD) слои, кроме слоя ЗD-стены и текущего слоя ЗD-двери.

83. Увеличьте фрагмент рисунка с изображением нижнего полотна раздвижной стеклянной двери.



84. Используйте команду Ящик (Box) для создания твердотельного параллелепипеда высотой 2100 мм, который расположен на внешних углах рамы дверной панели.

85. Сделайте второй блок, расположенный внутри рамы. Чтобы это сделать, привяжитесь к противоположным внутренним углам малого прямоугольника, представляющего раму. Задайте этому блоку высоту 1980 мм.

86. Переместите меньший блок вверх на 60 мм (в положительном направлении Z)



87. Вычтите меньший блок из большего блока. Результат на рис. 1.22.

Рис. 1.22.

88. Создайте новый слой под названием ЗD-стекло, присвойте ему цвет под номером 151 и сделайте его текущим.

89. Выберите из меню Рисование>Моделирование>Сети>ЗD грань.

90. ЗМ грань (3D Face) представляет собой трех- или четырехсторонний двумерный поверхностный объект, непрозрачный для команды Скрыть (Hide).

91. Оставьте активным только режим привязки Середина (Midpoint Osnap), затем щелкните по серединам линий, представляющих нижние внутренние углы рамы (рис. 1.23.а).

92. И для завершения трехмерной (ЗD) поверхности панорамируйте чертеж вверх и укажите по периметру середины верхних внутренних углов рамы (рис. 1.23.б).

а

б

в

Рис. 1.23. Начало построения 3-грани внизу рамы (а) и окончание ее вверху рамы (б), результат (в)

93. Восстановите предыдущий масштаб изображения перед возвращением к виду основания рамы. Оставив активным только режим привязки Конточка (Endpoinl), скопируйте раму и стекло на другую панель остекленной раздвижной двери.

94. Уменьшите масштаб изображения так, чтобы на экране поместился весь проем, затем переместите вверх на 230 мм обе панели двери вместе со стеклами.

95. Выключите слой Двери и включите все трехмерные ЗD слои, кроме слоя ЗD-балкон. Используйте команду Скрыть (Hide) для получения вида законченной остекленной раздвижной двери в трехмерном пространстве (рис. 1.24).

Рис. 1.24. Завершенная остекленная раздвижная дверь

Подобная техника может быть использована и для создания окон.

96. Не забывайте сохранять файл.

Построение объемной модели крыши дома

Мы завершим создание трехмерной модели домика конструированием крыши. Край крыши ограничен ветровой доской, цвет которой будет отличаться от цвета поверхности крыши, поэтому мы создадим элементы крыши в виде двух отдельных объектов, расположенных каждый на своем собственном слое. Ветровая доска будет твердым телом, а скаты будут образованы поверхностями.

97. Создайте два новых слоя: ЗD-край_крыши с цветом под номером 32 и 3D-крыша с цветом под номером 114. Сделайте слой ЗD-край_крыши текущим.

98. Скройте все слои, кроме двух новых слоев, и слоя Крыша. Выберите команду Вид>ЗD виды>ЮВ изометрия (View>3D Views>SE Isometric). Будет видна только крыша.

99. Используйте кнопку Ящик (Box) панели инструментов Моделирования для формирования блока высотой 220 мм, расположив его, опираясь на диаметрально противоположные углы крыши (рис. 1.25.а).

100. Переместите блок вверх на 2930 мм (рис. 1.25.б).

101. Затем скопируйте конек крыши на верхнюю грань параллелепипеда, перенесите конек на слой 3D_край крыши, сделайте этот слой текущим и выключите слой Крыша (рис. 1.25.в).

102. Используя инструмент Линия, вновь проведите скаты крыши от концов конька к верхним углам блока крыши (рис. 1.25.г).

Рис. 1.25. Построен твердотельный параллелепипед (а) и новые линии крыши нанесены на слой ЗМ-край..крыши) (г)

103. Запустите команду Растянуть (Stretch) , используя кнопку на панели инструментов Редактирование (Modify), и используйте секущую рамку для выбора отрезка конька и четырех отрезков ребер скатов, которые касаются конька.

104. Нажмите Щелкните по пустому месту области рисования внутри крыши для указания базовой точки, затем введите с клавиатуры @0,0,2600 . Крыша растянута вверх на 2600 мм (рис. 1.26.а).

105. Сделайте текущим слой 3D_крыша.

106. Выберите из меню Рисование>Моделирование>Сети>ЗD грань.

107. При включенном режиме привязки Конточка (Endpoint), начиная с крайнего левого угла скатов, укажите четыре угла верхней поверхности крыши. Затем переместитесь в крайний правый угол, и дважды щелкните по этой точке. Посмотрите на порядок задания точек на рис. 1.26.б. Нажатием завершите команду ЗD грань (3D Face).

Рис. 1.26. Отрезки ребер скатов и конька вверх (а) и последовательность указания точек для построения двух первых ЗD граней (3D Faces) (б)

108. Повторите эти шаги для задней и левой поверхностей крыши.

109. На минуту выключите слой ЗD-крыша, сотрите линии конька и ребер скатов, затем снова включите обратно слой ЗD-крыша и включите все трехмерные (ЗD) слои, кроме слоя ЗD-стекло.

110. Выберите из меню Вид>Скрыть (View>Hide) и рассмотрите домик (рис. 1.27).

111. Используйте команды Визуальные стили и штурвал для просмотра модели в цвете и под разными углами.

112. Не забывайте сохранять файл.

Рис. 1.27. Завершенный домик после применения команды Скрыть (Hide)

Рис. 1.28. Завершенный домик после применения команды Визуальные стили

113. Включите все слои, которые есть в файле. Сделайте фон экрана белым. Изображение должно быть, как на рис. 1.29.

Рис. 1.29. Вид проекта со всеми включенными слоями

114. После этого снова выключите все слои, оставив только 3D_слои.

115. Сохраните файл.



Контрольные вопросы

1. Как создать ящик определенной высоты?

2. Продемонстрируйте операцию вычитания на каких-нибудь двух трехмерных объектах.

3. В чем смысл функции Скрыть?

4. Продемонстрируйте операцию объединения на каких-нибудь двух трехмерных объектах.

5. Как создать цилиндр определенной высоты?

6. Как перейти к трехмерному виду экрана?

7. Какие визуальные стили Вы знаете?

9. Как разрезать трехмерную модель?

Размещено на Allbest.ru

...