Урок 13. Визуализация. Просмотр 3D документов.

Данный урок посвящен изучению принципов визуализации, необходимых для удобного просмотра пространства модели, а так же ее элементов. Здесь же, в этом уроке, мы слегка углубимся в уже пройденную нами тему Просмотра чертежей, с акцентом на просмотр трехмерных моделей и пространств.

Визуализация

Отображение на экране реалистического изображения трехмерных объектов достигается рядом средств таких как скрытие невидимых линий, тонировка, раскраски. Скрытие невидимых линий позволяет определить поверхности объекта, которые скрыты, и отразить только видимые поверхности. Раскрашивание объектов различными цветами дает возможность иметь более четкое представление о форме объектов. Тонированием достигается наиболее реалистичное изображения объектов, поскольку появляется возможность имитировать точечные источники света, предоставлять поверхностям свойства материалов.

Команды визуального отображения сосредоточены в меню ВИД, соответствующие кнопки находятся на панелях инструментов Рендер (RENDER) и затенении (SHADEMODE)

Скрыть (Hide)

Способы ввода команды:

• Набрать с клавиатуры команду Hide
• Вызов меню: View ? Hide

Результат применения команды Hide

Тонирование (Render)

Способы ввода команды:

• Набрать с клавиатуры команду Render
• Вызов меню: View? Render? Render
• Кнопка на панели инструментов RENDER 

После ввода команды запускается процесс визуализации с использованием установленных по умолчанию параметров.

Для установки пользовательских параметров необходимо вызвать команду из меню View? Render?Advanced Render Settings после чего появится диалоговое окно, в котором есть возможность задать нужные параметры тонировки: освещение, тон, материалы и т.д..

Режимраскр (Shademode)

Способы ввода команды:

• Набрать с клавиатуры команду Shademode
• Вызов меню: View > Visual Styles

Команда задает режим раскрашивания объектов текущего видового экрана, который выбирается одним из семи опций после ввода команды:

Enter option [2D wireframe/3D wireframe / Hidden / Flat / Gouraud / fLat + edges / gOuraud + edges]

2D wireframe — отображение каркасной модели с сохранением видимости всех объектов.

3D wireframe — отображение каркасной модели (в этом режиме некоторые виды объектов, например, OLE-объекты невидимые).

Hidden — отображение модели со скрытыми невидимыми ребрами. По своим действиям аналогичен команде Hidden.

Flat — заливка поверхностей объекта выбранным цветом. Кривые поверхности имеют вид многогранных.

Gouraud — заливка поверхностей объекта выбранным цветом с обеспечением высокого качества визуализации криволинейных поверхностей.

fLat + edges — заливка поверхностей объекта выбранным цветом с подсветкой ребер.

gOuraud + edges — заливка поверхностей объекта выбранным цветом с подсветкой ребер и плавными переходами цветов.

Просмотр 3D объектов.

В уроке посвященном просмотру чертежей мы уже рассматривали систему просмотра чертежей. В это уроке мы более обширно рассмотрим команды просмотра документов имеющих 3D объекты.

Команда 3DFOrbit

Способы ввода команды:

• Набрать с клавиатуры команду 3DFOrbit
• Вызов меню: View ? Free Orbit
• Кнопка на панели инструментов Navigate  

Команда позволяет динамически изменять вид трехмерных объектов. Зажав левую кнопку мыши и перемещая курсор можно устанавливать желаемый вид объекта.

Во время работы команды знак системы координат меняется. Оси раскрашены разными цветами. Ось Х красного цвета, ось Y — зеленого, а ось Z — синего.

На виде также появляется орбитальное кольцо.

Вид курсора будет изменяться в зависимости от его положения относительно орбитального кольца, а также будет варьироваться метод поворота объекта.

Насчитывается четыре метода поворота объектов:

1. Курсор находится внутри орбитального кольца. При зажатой кнопке мыши перемещать курсор внутри кольца. Объект возвращается вокруг определенной точки-цели в любом направлении.
2. Курсор находится снаружи орбитального кольца. Если зажать левую кнопку «мыши » и перемещать курсор за пределами орбитального кольца, то объект вращается вокруг оси, проходящей через центр орбитального кольца перпендикулярно экрану.
3. Курсор находится на одном из боковых квадрантов (левом или правом) орбитального кольца. Перемещение курсора при зажатой левой кнопке мыши приведет к вращению объекта относительно вертикальной оси, проходящей через центр орбитального кольца.
4. Курсор находится на верхнем или нижнем квадрантах орбитального кольца. Перемещение курсора при зажатой левой кнопки «мыши приведет к вращению объекта относительно горизонтальной оси, проходящей через центр орбитального кольца.

Во время работы команды 3DFOrbit можно получить доступ к другим командам и опций трехмерного просмотра, если воспользоваться контекстным меню.

• Pan (Панорамирование) — перемещение вида с сохранением расстояния до объектов, которые рассматриваются.
• Zoom (Зумирування) — изменение расстояния от объектов (увеличения или уменьшения).
• Orbit (Орбита) — возврат в режим 3D Орбита после панорамирования, масштабирования или вращения вида.
• More (Другие опции) — доступ к ряду опций:
  • Adjust Distance — регулировка расстояния.
  • Swivel Camera — повернуть камеру.
  • Continuous Orbit — непрерывная орбита. Объект переводится в режим постоянного вращения.
  • Zoom Window — показать рамкой.
  • Zoom Extents — показать в пределах.
  • Orbit Maintains Z — ориентация оси Z не должна изменяться при горизонтальном перемещении курсора внутри орбиты.
  • Orbit uses AutoTarget — установление центра орбиты в центр объекта.
  • Adjust Clipping Planes — регулировка секущих плоскостей.
  • Front Clipping On — включение передней секущей плоскости. Переместив горизонтальную линию, находящуюся в нижней части окна вверх, переместим переднюю секущую. Все объекты и их части, которые находятся перед секущей плоскостью исчезнут.
  • Back Clipping On-включения задней секущей плоскости.
  • Projection (Проекция) — выбор режима проецирования. Paralle l (Параллельная) или Perspective (Перспективная).
  • Shading Modes (Раскрашивание) — устанавливается режим раскраска:
    • Wireframe — каркас. Отображаются только отрезки и линии. Модель определяется только ребрами является границами поверхностей. Раскраска отсутствует.
    • Hidden — сокрытие линий. Отображение модели аналогичное предыдущему за исключением того, что ребра расположены в непрозрачными поверхностями скрываются.
    • Flat Shaded — плоское. Объекты раскрашиваются с низким степенью плавности.
    • Gourand Shaded — по Гуро. Объекты имеют более реалистичный вид. Цветные переходы более плавные чем в предыдущем случае.
    • Flat Shaded, Edges On — плоское с кромками. Комбинация методов Wireframe и Flat Shaded. Простая заливка граней с выделением ребер.
    • Gourand Shaded, Edges On — по Гуро с кромками. Комбинация методов Wireframe и Gourand Shaded. объекты раскрашиваются по Гуро с выделением ребер.
    • Visual Aids (Средства визуализации):
      • Compas — в орбитальном кольце трехмерного пространства появляются три круга, которые имитируют плоскости X, Y, Z. и представляют собой поворот объекта вокруг каждой из осей.
      • Grid — отображение сетки в плоскости XY.
      • UCS Icon — управление знаком пользовательской системы координат. Знак изменяется при перемещении вида, помогает ориентироваться в чертеже.
      • Reset View (Восстановление вида) — восстанавливается вид объекта в применения орбитального режима.
      • Preset Views (Стандартные виды) — установка одного из ортогональных или изометрических видов.

Ряду команд и опций контекстного меню соответствуют кнопки на панели инструментов 3D Орбита:

3DPAN — панорамирование в пространстве.

3DZOOM — зумирування в пространстве.

3DORBIT — режим орбиты.

3DCORBIT — переход к постоянному вращения объекта.

3DSWIVEL — поворот вида.

3DDISTANCE — изменение фокусного расстояния.

3DCLIP — регулировка положения секущих плоскостей.

Включение или отключение режима действия передней секущей плоскости.

Включение или отключение режима действия задней секущей плоскости.

Команда 3DCLIP

Командой осуществляется регулирование секущих плоскостей. После введения команды открывается окно Adjust Clipping Planes (Регулировка секущих плоскостей), в котором секущие плоскости показаны двумя линиями. Передняя секущая плоскость задается нижней линией серого цвета. Задняя секущая плоскость показана верхней линией зеленого цвета. захватив линию левой кнопкой мыши, можно перемещать плоскости. В окне также представлены вид сверху объекта на чертеже.

Команда PLAN

Установка вида по необходимой системе координат пользователя выполняется командой PLAN.

Опции команды позволяют установить вид по текущей системе координат (опция Current ucs), мировой системе координат (опция World), по именуемой системы координат пользователя (опция Ucs). Пример диалога с системой:

Command: Plan

Enter an option [Current ucs / Ucs / World] <Current>: u

Enter name of UCS or [?]

Команда VPOINT

Установка нестандартного вида (направления взгляда) выполняется командой VPOINT. Команда используется в случае, когда для трехмерных объектов необходимо выбрать вид отличный от стандартных трехмерных видов. Точку осмотра объекта можно сместить одной из опций команды:

ROTATE (Поворот) — при выборе данной опции выдается запрос на значение двух углов в мировой системе координат, которые определят вектор, задающий направление взгляда. Первый угол определяет положение наблюдателя в плоскости XY, а второй относительно плоскости XY.

Пример изменения направления взгляда опцией ROTATE:

Command: vpoint

Current  view direction:  VIEWDIR=-1.0000,-1.0000,1.0000

Specify a view point or [Rotate] <display compass and tripod>: r

Enter angle  in XY plane  from X axis <225>: 40

Enter angle  from XY plane <35>: 325

Regenerating model.

TRIPOD — компас и три оси. Переход в данный режим осуществляется, если в ответ на запрос системы

Specify a view point or [Rotate] <display compass and tripod> нажать клавишу ENTER.

На экране появляются три оси и знак компаса, чертежи временно исчезает. Систему координат можно возвращать курсором в виде маленького крестика на значке компаса.

Центр компаса условно обозначает север. При перемещении курсора в центр образуется вид сверху.

Внутренний круг — экватор. При перемещении курсора по внутреннему кругу образуется профильный вид (спереди, сбоку и т.д.). Внешний круг Северный полюс. При перемещении курсора по внешнему кругу образуется вид снизу.

Положение осей выбирается нажатием кнопки мыши. После чего объект появится на чертеже с учетом выбранной точки обзора.

VECTOR

Переход в данный режим осуществляется, если в ответ на запрос системы

Specify a view point or [Rotate] <display compass and tripod>: указать координаты точки, в которой находится наблюдатель. Вектор направления взгляда будет проходить через заданную точку к точке начала координат.

Пример изменения направления взгляда:

Command: vpoint

Current view direction: VIEWDIR = -1.0000, -1.0000,1.0000

Specify a view point or [Rotate] <display compass and tripod>: 1, -1,1

Regenerating model.

Видовые экраны (Viewports)

Способы ввода команды:

• Набрать с клавиатуры команду Viewports.
• Вызов меню: View ? Viewports ? New Viewports
• Кнопка на панели инструментов Model Viewports

Система AutoCad позволяет делить графический экран на части, в каждой из которых можно выводить различные проекции объекта или общий вид. В пространстве модели можно создать конфигурацию с необходимого количества частей (видовых экранов) и сохранить ее, присвоив имя, по которому конфигурация экранов восстанавливается. Если не присвоить конфигурации имя, ее восстановление невозможно. Команда вызывает диалоговое окно Окна просмотра, для создания и сохранения конфигурации.

В поле New name вводится имя конфигурации. Ниже перечислены конфигурации с указанием количества частей на которые делится окно. Образец выбранной конфигурации отображается в области Просмотр.

Выбранный вариант конфигурации можно применить к экрану или текущего видового экрана. Выбор предлагается сделать в поле с выпадающим списком Применить.

Поле Опции управляет режимом отображения и имеет два значения:

• 2D — вид текущего видового экрана распространяется на все видовые экраны.
• 3D — текущий вид отражено в одном видовом экране, а в других выбираются соответствующие ортогональные виды.

Какой именно вид установить в видовом экране выбирается в поле Сменить.

Выполнив все установки, нажмите кнопку ОК. Графический экран будет разделен на выбранное количество видовых экранов. Активный экран выделяется жирной рамкой, и курсор в нем имеет вид перекрестья, в неактивных экранах курсор — стрелка. Включить экран можно нажатием на нем левой кнопки «мыши».

Вернуться к конфигурации с одним экраном можно, если вызвать диалоговое окно Окна просмотра и в области Стандартные выбрать значение Single.

Каждый из образовавшихся видовых экранов можно разделить на 2, 3 или 4 части. Смежные экраны можно объединить и выбрать, какой из видов отображаться в объединенном экране. Выполняется объединение через меню Вид ? Окна Просмотра ? Соединить. Разделение экрана выполняется командой Viewports или через меню Вид ? Окна просмотра ? (1 Окно, 2 Окно, 3 Окно, 4 Окно).

Восстановить ранее созданную конфигурацию можно с ее именем в диалоговом окне Окна просмотра на вкладке Named Viewports.

На этом данный урок закончен. И мы можем смело переходить к последнему уроку данного курса, в котором будут описаны принципы создания сложных 3D-объектов путем применения команд вращения и вытягивания, а так же при помощи булевых (теоретико-вычислительных) операций.