Логотип

Сложные поверхности

В этом уроке изучаются принципы построения поверхностей сложной формы. Такие поверхности создают при помощи инструментов Покрытие  (шаблонов) и Поверхность по сечениям  на основе заранее построенных инструментами контурных объектов. Контуры-шаблоны состоят из обычных 2D объектов. Строят шаблоны при помощи  инструментов панели Черчение. Урок состоит из двух упражнений. В первом Вы построите поверхность-переходник из квадратного сечения в круглое. Во втором, на основе готовых сечений, создадите поверхность головы человека. Файлы, которые требуются для выполнения упражнения, находятся в папке ...\ docs \ Primery uchebnika \ Slozhnye poverhnosti диска bCADа.

Переходник

В этом упражнении нужно построить поверхность переходника от трубы с квадратного сечения к круглому. Результат можно посмотреть в файле pipe_1.bdf. Для тренировки, между квадратом и окружностью вставлены еще и два промежуточных шестиугольных сечения. Все сечения вписаны в окружность Æ160 мм. Поэтому будет удобно использовать инструмент Правильный многоугольник . Поскольку сечения лежат в параллельных плоскостях на одинаковом расстоянии = 100 мм, то удобно будет построить их на виде сверху, изменяя Превышение (F5).

Внешний вид

Сечения

Постройте набор сечений:

1.     Создайте  новую модель и установите в окне редактирования вид спереди .

2.     Активизируйте инструмент Рабочие параметры редактора  панели Установки редактора (можно просто нажать F5).

На экране появится одноименное окно настройки.

3.     Убедитесь, что установлено Превышение = 0 и нажмите OK.

4.     Возьмите инструмент Правильный многоугольник  панели Черчение.

5.     Вызовите настройку инструмента клавишей F10 или средней кнопкой (колесиком) мыши.

6.     Установите количество Сегментов = 4, вариант построения  по описанной окружности, т.е. размер многоугольника задаётся радиусом описанной  вокруг него окружности и нажмите кнопку OK.

7.     Щелчком левой кнопки мыши укажите положение центра квадрата примерно в середине рабочего окна.

8.     Величину радиуса описанной окружности = 80 мм наберите на клавиатуре. Не забудьте нажать клавишу Enter или кнопку OK появившегося диалога.

9.     Остановите работу инструмента клавишей Esc или щелчком правой кнопки мыши.

10.  Установите Превышение = 100 (или F5).

11.  Вновь вызовите Правильный многоугольник , настройте его (F10 или средняя кнопка мыши) на число сегментов = 8 и нажмите OK.

12.  Включите привязку В геометрический центр  и режим Привязка к проекции  . Первая  позволит "поймать" точно центр квадрата, режим обеспечит попадание в рабочую плоскость с учетом установленного превышения.

13.  Установите курсор мыши на линии квадрата. В центре квадрата появится маячок привязки В геометрический центр  зеленого цвета. Щелкните левой кнопкой мыши, не сдвигая ее. Таким образом, Вы указали положение центра многоугольника точно серединой квадрата.

14.  Величину радиуса описанной окружности = 80 мм, вновь, введите с клавиатуры (не забудьте Enter или OK).

15.  Опять остановите инструмент (Esc или правая кнопки мыши).

16.  Установите Превышение = 200 ( или F5).

17.  Постройте еще один восьмиугольник. Настройка инструмента не требуется. Центр опять в центре квадрата, радиус описанной окружности, также = 80 мм.

18.  Установите Превышение = 300 ( или F5).

19.  Постройте окружность. Инструмент Окружность  панели Черчение. Вариант построения По центру и радиусу  (F10 или средняя кнопка мыши). Центр и радиус точно так же, как и для восьмиугольников (в центре квадрата, = 80 мм).

Набор сечений готов. Теперь на него можно "натянуть" поверхность. Примерно как пленку на каркас.

Постройте поверхность по набору сечений:

 

1.     Установите в рабочем окне вид, на котором удобно указывать нужные объекты. Примерно, как показано на рисунке слева. Такой вид достигается, если включить Поворот  , поставить курсор мыши в центр, нажать ее левую кнопку и сместить строго вверх.

2.     Активизируйте инструмент Покрытие   панели 3D моделирование.

3.     Если панель настройки инструмента не появилась, то вызовите ее (F10 или средняя кнопка мыши).

4.     Установите флаг Сглаживать, количество Сегментов Поперек = Вдоль = 24 и нажмите OK.

5.     Укажите контур – квадрат – вблизи точки 1 (см. рис. слева).

Квадрат будет выделен цветом. Это признак того, что объект вовлечен в построения.

6.     Задайте направление обхода вблизи точки 2 (квадрат замкнутый и обходить его от заданной точки можно в двух направлениях).

7.     Аналогично укажите следующее сечение в точке 3, направление обхода 4 и т.д.

Все объекты автоматически маркируются цветом и их начальные точки соединяются отрезками.

8.     Нажмите Esc или щелкните правой кнопки мыши. Инструмент построит поверхность и завершит работу.

9.     Осмотрите поверхность с разных сторон.

Упражнение окончено. Теперь можно просто поэкспериментировать. Переместить полученную поверхность в сторону и нанести покрытие на те же сечения, но задавая другие исходные точки и направления обхода.

Голова

 

В этом упражнении нужно построить поверхность го­ловы человека. Вариант, конечно, упрощенный, но достаточный для оживления сцен.

На рисунке Вы видите окончательное изображение модели, которую Вы создадите на этом уроке. Примеры и исходные шаблоны для этого упражнения лежат в папке ...\ docs \ Primery uchebnika \ Slozhnye poverhnosti компакт-диска bCAD. Перед выполнением упражнения, полезно ознакомиться с примерным результатом. Файл head_final.bdf.

Для сохранения времени и концентрации именно на трёх­мерном моделировании мы воспользуемся готовым набором сечений. Они находятся в файл head_0.bdf. Откройте этот файл и изучите сечения (см. рис. ниже). Они находятся в разделе Контуры. Остальные, иллюстративные объекты – в разделе Комментарии.  Осмотрите внимательно контурные объекты.

Все контурные объекты набора представляют собой обыкновен­ные сглаженные кривые. Они получены точно так же, как контур вазы в преды­дущем уроке. Сечения головы имеют разрывы. Это позволяет избежать запроса о направлении обхода. При создании поверхности инструментом Покрытие   построение начинается от ближайшего конца контура, поэтому линии контуров нужно указывать по одну и ту же сторону от разрывов. Чтобы Вам было проще их найти, через концы контуров проведена линия (она только показывает).

После того, как шаблон загружен, можно приступать к построениям.

Создание поверхности

Поскольку для разных частей головы достаточно разной подробности сетки, то поверхность составили из двух частей: основной поверхности головы и носа. Соответственно имеется два набора сечений. Параметры разбиения сетки, при создании поверхностей задают одинаковые, но размеры носа существенно меньше и размеры ячейки сетки оказываются заметно меньше, а, значит и форма точнее.

Основная поверхность

Используйте соответствующий набор контуров. Видимость раздела Комментарии можно выключить ( или F4), чтобы его объекты не мешали указывать линии сечений.

Постройте основную поверхность головы:

1.     Установите удобную точку зрения. Можно использовать Именованные точки зрения  панели Установки редактора (клавиша F9)и выбрать вид

     1.       Он специально подобран с этой целью.

2.     Активизируйте инструмент Покрытие   панели 3D моделирование.

3.     Если панель настройки инструмента не появилась, то вызовите ее (F10 или средняя кнопка мыши).

4.     Установите флаг Сглаживать, количество Сегментов Поперек = Вдоль = 24 и нажмите OK.

5.     Подобно предыдущему упражнению, последовательно укажите линии сечений. Указывайте контура снизу вверх, в порядке номеров и примерно в месте указанном стрелками. Указанные линии будут подсвечиваться, а их начала будут последовательно соединяться подсвеченными отрезками.

6.     Нажмите Esc или щелкните правой кнопки мыши. Инструмент построит поверхность и завершит работу.

Нос

Затем, используя те же инструменты, создайте поверхность носа. Просто повторите предыдущие операции с набором контуров из секции “Нос”. Линии контура для инструмента Покрытие   указывайте с одной стороны, например, с той, которая обрисована линией.

Если Вы уверены в своих силах, можете попытаться создать более слож­ную модель головы с элементами лица: глазами, волосами и ртом. В этом случае Вам понадобится другая, более детальная сетка шаблона из файла head_1.bdf. Если Вы используете более детальный шаблон, повторите опе­рацию построения поверхностей для остальных объектов – волос, рта и глаз.

После того, как все поверхности созданы, необходимо собрать их вместе.

Сборка элементов

Сборка (совмещение) элементов выполняется в два этапа. На первом, выставляют ось симметрии носа по середине лица, т.е. сдвигают его только вдоль оси X. На втором - накладывают его на лицо и, одновременно, выставляют его положение носа по высоте. Смещения идут в плоскости XOZ.

На первом шаге можно воспользоваться тем, что обе поверхности осесимметричны, по сути нужно выровнять положение этих осей симметрии по X, и применить приложение Выравнивание По габаритам . На втором ­– придется применить универсальный инструмент Переместить  панели Трансформации. Для точности совмещения, следует использовать привязку В узел поверхности   .

Выполнять сборку будет значительно удобнее, если на экране будет виден результат сразу с нескольких направлений. Вы можете открыть несколько Новых  окон редактирования для этой же модели, разместить их на экране удобным для Вас способом и установить в каждом из них свое направление вида и свой режим отображения. Например, на рисунке ниже, показан вариант, когда в одном окне выставлен Вид спереди  , в другом – Вид сверху  , а в третьем – вид с произвольного направления, причем режим отображения в нем Без каркаса  .

Установите нос по середине лица:

1.     Установите в рабочем окне Вид спереди  . Именно на нем лучше всего будут видны результаты.

1.     Вызовите приложение Выравнивание По габаритам .

2.     Укажите основную поверхность головы в качестве объекта, относительно которого будет производиться выравнивание.

3.     Укажите поверхность носа в качестве объекта для выравнивания и нажмите клавишу Esc. Поскольку ровнять нужно только ее и больше ничего не нужно.

На экране появится диалог настройки  Выравнивание объектов (см. рис ниже).

4.     Выравнивать будем исключительно по координате X. Поэтому установите флаг X координата, а флаги Y координата и Z координата – снимите.

5.     Значение флага Выравнивать каждый роли не играет, т.к. объект один – нос, а вот величина Отступ, конечно, установите = 0, при этом Масштаб отступа безразличен. Переключатели Выбранные и База переведите в положение Центр. Именно они зададут центрирование объектов. Переключатель Система координат в положении Мировая обеспечит Вам правильный результат на любом виде, в положении Пользовательская – только на виде спереди или сзади.

6.     Нажмите кнопку Применить и остановите приложение правой кнопкой мыши или Esc.

Панель исчезнет. Нос займет нужное положение (см. рис. справа).

 

Осталось наложить нос на лицо. Для этого нужно переместить нос, чтобы совпали показанные на рисунке точки (см. ниже). Поэтому инструмент Переместить  нужно использовать с запросом Базовой точки. Перемещение должно идти строго параллельно плоскости симметрии головы, поэтому удобно выполнять его на виде слева или справа. Привязка В узел поверхности   обеспечит совпадение точек. Режим Привязка к проекции  гарантирует, что смещение произойдет строго параллельно плоскости вида. Далее приведено пошаговое описание. Постарайтесь обойтись без него.

Наложите нос на лицо:

1.     Сначала измените точку зрения на Вид спереди  (Ctrl+F).

2.     Активизируйте инструмент Переместить  панели Трансформации и укажите нос.

3.     Убедитесь, что инструмент работает с запросом базовой точки. Для этого вызовите его панель настройки (F10 или средняя кнопка мыши). Флаг Запрашивать базовую точку должен быть установлен. Если нет – установите и вновь запустите инструмент.

4.     Включите режим Привязка к проекции  и привязку В узел поверхности   .

5.     С помощью привязки укажите точку носа (см. рис выше).

6.     Поймайте курсором, с помощью привязки, соответствующую точку головы и щелкните левой кнопкой мыши. При движении курсора за ним будет следовать фантом (тонкое мерцающее изображение) носа, а после щелчка нос сам перепрыгнет на указанное место.

7.     Нажмите Esc или щёлкните правой кнопкой мыши, что­бы прервать работу с инструментом перемещения.

Закончив перемещение, проверьте совпадение объектов. Для этого внимательно осмотрите объект с разных направлений в режиме отображения Без каркаса  .

Теперь, когда Вы создали и совместили поверхности, настало время их рас­красить.

Раскраска объектов

Вы уже задавали параметры окраски объектов ранее, при создании вазы. Тем не менее, попрактикуемся с панелью управления цветом ещё раз. Пометьте  обе поверхности, чтобы не задавать все параметры дважды, отдельно для каждой. Примените инструмент Перекрасить  панели Свойства.

Цвет Каркаса выберите из дополнительной 256-цветной палитры, затем, "снесите"  его на цвет материала. Неплохо смотрится цвет №246 (R 255, G = 218, B = 170). Впрочем, его можно оставить прежним, а цвет материала выбрать по своему вкусу.

 

На закладке Поверхность установите Яркость блика = 20 %, Размер блика = 70 %,  Зеркальность = 10 %. Значения Прозрачность,  Яркость и Зернистость = 0.Преломление для непрозрачных объектов роли не играет, но поставьте = 1. Выберите Сглаживание = По углу, значение Угол = 30°. Включите флаг Цветной блик, а Отбрасывает тениотключите.

Не забудьте снять пометку с объектов (Esc) и выполните Тонирование  , т.е. получите высококачественное изображение построенной модели.