Построение новых объектов всегда происходит путем задания координат. Как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве для этого могут применяться различные методы. Правда, ввод трехмерных координат обладает некоторыми особенностями, которые мы и рассмотрим.
Ввод трехмерных координат
При построении трехмерных объектов можно использовать те же способы задания координат, которые применяются при двухмерном моделировании. Отличительной особенностью указания пространственных координат является лишь то, что к осям X и Y, используемым ранее, добавляется еще и ось Z, проходящая перпендикулярно плоскости XY. Поэтому положение точек теперь будет определяться тремя координатами: x, y и z
Что касается полярных координат, применяемых в двухмерных чертежах, то в трехмерном пространстве их аналогами являются цилиндрические и сферические координаты. Кроме того, задавать координаты можно и в интерактивном режиме, то есть указывая их непосредственно на чертеже с помощью мыши.
В трехмерном пространстве декартовы координаты имеют формат @X,Y,Z. Как видно, прямоугольные координаты почти так же указывались и в двухмерном пространстве – только добавилась третья координата. Напомним, что символа @ может и не быть, тогда положение точки будет задано относительно начала текущей системы координат – абсолютные координаты. Если же этот символ присутствует, то задается положение точки относительно предыдущей, то есть используются относительные прямоугольные координаты. В трехмерных чертежах чаще применяют именно относительные координаты.
Абсолютные цилиндрические координаты представляются в формате расстояние<угол,расстояние. В данной записи первое расстояние – это длина проекции на плоскость XY вектора, начинающегося в начале текущей системы и заканчивающегося в точке, координаты которой задаются. Угол указывает значение между осью X и упомянутой проекцией вектора на плоскость XY. Второе расстояние, которое вводится после запятой, – это смещение точки вдоль оси Z. Как видно, цилиндрические координаты отличаются от полярных лишь добавлением координаты z Как задается точка с координатами 10<30,5 показано на рис. 9.13.
Рис. 9.13. Указание точки методом абсолютных цилиндрических координат
Если применяются относительные цилиндрические координаты, то перед предыдущей записью будет еще добавлен символ @. Тогда координата точки будет указываться путем смещения ее относительно предыдущей. Следует заметить, что при использовании цилиндрических координат, как абсолютных, так и относительных, указываемые расстояния фактически представляют собой катеты прямоугольного треугольника.
Абсолютные сферические координаты представляются в формате расстояние <угол <угол. В данной записи расстояние – это длина вектора, который проходит от начала координат до указываемой точки. Первый угол отсчитывается от оси X до проекции вектора на плоскость XY. Еще одно значение, которое следует указать, – это угол между плоскостью XY и упомянутым вектором. Точка с координатами 5<30<45 показана на рис. 9.14.
Рис. 9.14. Указание точки методом абсолютных сферических координат
Сферические координаты также могут быть и относительными. В этом случае как всегда добавляется знак @, а координата точки указывается путем смещения ее от предыдущей точки. Следует отметить, что, в отличие от цилиндрических координат, где расстояние до точки указывалось косвенным образом, в сферических координатах расстояние до точки указывается прямо.
Координатные фильтры
Координатные фильтры предназначены для указания координат комбинированным способом – выбирая точки с помощью перекрестья на чертеже и вводя недостающие координаты с клавиатуры. Существуют следующие фильтры точек:.X, Y, Z, XY, YZ и. XZ. Например, запись. XYозначает, что координаты x и y вы сможете «скопировать» с чертежа, а координату z задать иным способом – вводом с клавиатуры. Допустим, необходимо указать точку, отстоящую от конца отрезка, который расположен в горизонтальной плоскости, в направлении оси Z на заданное расстояние. Делается это следующим образом.
1. Вызовите какую-либо команду построения графического объекта, например LINE.
2. Наберите в командной строке. XY, чтобы задать координаты x и y для новой точки.
3. Щелкните кнопкой мыши на точке, координаты x, y которой необходимо скопировать. Обычно при этом используется один из режимов объектной привязки.
4. Переместите курсор вертикально вверх и введите с клавиатуры координату Z создаваемой точки.
Мы рассмотрели фильтр. XY подробно, так как он наиболее часто используется при трехмерных построениях: нередко модель начинают вычерчивать в плоскости XY, а затем уже задают смещение в вертикальном направлении. Применение координатных фильтров – достаточно трудоемкий способ задания координат, однако случается так, что задать точку каким-либо иным методом еще более затруднительно.
В целом, фильтрация точек применяется достаточно редко, так как применение объектных привязок значительно упрощает построение объектов.
Объектная привязка в трехмерном пространстве
Как в двухмерных, так и в трехмерных чертежах привязка к существующим объектам намного упрощает построение модели. Использование объектной привязки позволяет однозначно указать нужную точку, причем сделать это с абсолютной точностью. Однако не стоит забывать, что на трехмерных чертежах в определенных видах некоторые объекты могут сливаться. Поэтому следует выбирать вид без этого недостатка. В остальном же использование привязки к объектам в двухмерных моделях полностью аналогично применению ее в трехмерном пространстве.
Различные системы координат
Основной системой координат в AutoCAD является прямоугольная декартова система координат, которая называется мировой системой координат (МСК).
Она используется по умолчанию при создании нового чертежа. Направление осей демонстрируется с помощью трех стрелок (рис. 9.15). В трехмерных чертежах оси X и Y составляют горизонтальную плоскость, а ось Z направлена перпендикулярно вверх, то есть по умолчанию ось X соответствует ширине объекта, Y – глубине, а по оси Z отсчитывается высота.
Рис. 9.15. Трехмерное обозначение системы координат в AutoCAD
Кроме присутствующей во всех чертежах МСК, вы можете создать несколько собственных систем координат, называемых пользовательскими системами координат (ПСК). Применение ПСК обычно оправдано при создании трехмерных моделей, в которых присутствуют плоскости, не параллельные XY. Чтобы выполнять построения в таких плоскостях, необходимо создать систему координат, плоскость XY в которой будет параллельна одной из поверхностей объекта.
Резюме
Программа AutoCAD обладает богатыми возможностями для трехмерного моделирования. Из прочитанной главы вы узнали о существовании трех видов модели для представления объектов в трехмерном пространстве. Вы познакомились с режимами просмотра трехмерных объектов как посредством статических видов, так и с помощью различных интерактивных режимов. Владея навыками задания трехмерных координат, вы без труда сможете перейти непосредственно к построению трехмерных моделей.
Глава 10Трехмерные поверхности
• Трехмерная грань
• Многоугольная сеть
• Поверхности вращения
• Поверхности сдвига
• Поверхности соединения
• Поверхность Куна
• Плоская поверхность
• Поверхностные примитивы
• Создание отверстий
• Резюме
Данная глава посвящена созданию поверхностных моделей, которые в AutoCAD также называют сетями. Трехмерные поверхности могут довольно правдоподобно описывать реальные объекты, так как в этом случае, кроме ребер, создаются еще и грани объектов.
Все основные кнопки для работы с трехмерными поверхностями и твердотельными моделями, которые мы рассмотрим в этой главе, находятся в группе Modeling (Моделирование) (рис. 10.1), расположенной на вкладке Home (Основная).
Рис. 10.1. Группа Modeling (Моделирование) на вкладке Home (Основная)
Если вы переключитесь в пространство 3D Modeling (Трехмерное моделирование), то все кнопки будут у вас под рукой и вам не придется долго путешествовать по меню в поиске нужного инструмента.
Трехмерная грань
Команда 3DFACE позволяет создать плоские поверхности из граней, ограниченных тремя или четырьмя ребрами. За один сеанс выполнения команды можно начертить несколько граней, причем каждая из них может быть ориентирована произвольным образом. Расположение ребер, ограничивающих создаваемую поверхность, указывают с помощью угловых точек. Точки должны располагаться по часовой стрелке или против нее, но не по диагонали, иначе вы получите грань неправильной формы.
Чтобы приступить к созданию грани, выполните команду меню Draw → Modeling → Meshes → 3D Face (Черчение → Моделирование → Сети → Трехмерная поверхность) или введите с клавиатуры команду 3DFACE. После этого в командной строке появятся приглашения указать первую, а затем и последующие точки создаваемой грани:
Specify fi rst point or [Invisible]:
Specify second point or [Invisible]:
Specify third point or [Invisible]
Specify fourth point or [Invisible]
После указания координат точки программа предлагает задать следующие точки, определяющие расположение ребер. Последнее ребро создается автоматически путем соединения первой и последней указанных точек.