Глава 9. Трехмерные построения.

AutoCAD может строить рассмотренные нами в предыдущих главах примитивы не только в плоскости XY, которая до сих пор была единственной плоскостью построений, но в любой плоскости трехмерного пространства. Кроме того, в системе AutoCAD существует большой набор пространственных примитивов (поверхностей, тел и др.), которые позволяют выполнять построения трехмерных моделей зданий, сооружений и различных машиностроительных изделий.

Далее мы не только будем строить трехмерные объекты, но и рассматривать их в разных видах и проекциях, используя новые системы координат (все эти понятия будут определены ниже). Затем познакомимся с такими возможностями AutoCAD, как скрытие невидимых линий, тонирование и назначение объектам тех или иных материалов. Все построенные модели можно с помощью пространства листа, рассмотренного в гл. 10, оформлять красиво и удобно в виде чертежей.

Плоскость XY основной системы координат, с которой мы до сих пор работали и которая называется мировой системой координат (МСК), совпадает с плоскостью графического экрана. Третья ось (ось Z) МСК расположена перпендикулярно экрану и направлена от экрана к нам. В качестве признака мировой системы координат пиктограмма осей имеет букву М (в английской версии — W) (рис. 9.1).

Многие рассмотренные нами команды допускают ввод трехмерных координат точек. Например, для команды ОТРЕЗОК (LINE) на вопрос От точки:

(From point:) можно ответить: 50,240,780 —ото означает, что начальная точка строящегося отрезка имеет соответствующие координаты по осям; Х=50, Y=240 и Z=780. Если же на следующий запрос команды ОТРЕЗОК (LINE) (К точке: (То point:)) вы ответите: 97.55,201.1,-17.62, то будет построен отрезок, у которого конечной точкой является точка с координатами: Х=97.55, Y=201.1 и 7=-17.62.

Рис. 9.1. Пиктограмма мировой системы координат

Вариант относительного ввода точек в декартовых координатах тоже допускает использование трех координат, например: @50,0,15 — строящаяся точка смещена относительно предыдущей по оси Х на 50 мм, по оси Y — на О мм, а по оси Z — на 15 мм.

К записи относительного ввода точки в полярных координатах тоже может добавляться третья координата, например: @33.5<45,16.29. Эта запись означает, что проекция отрезка на плоскость XY, построенного из предыдущей точки в указанную нами вторую точку, образует в плоскости XY с положительным направлением оси Х угол 45 градусов и имеет в этой же плоскости длину 33,5 мм, а координата Z конечной точки отрезка смещена от начальной по оси Z на 16,29 мм. Этот вариант ввода координат можно назвать относительным вводом точек в цилиндрических координатах (ось цилиндра направлена по оси Z).

Возможен ввод координат записью следующего типа: @14<20<45 — его можно назвать относительным вводом точек в сферических координатах. Понимать эту запись следует так: отрезок сначала строится в плоскости XY, образуя угол 20 градусов относительно положительного направления оси X, затем отрезок наклоняется относительно плоскости XY на 45 градусов и, на определившемся таким образом луче, конечная точка отрезка смещается относительно начальной на 14 мм.

Для указания точек в пространстве может использоваться и объектная привязка к характерным точкам объектов. Следует отметить, что роль объектной привязки в трехмерном пространстве даже выше.

9.1. Плоскости построения и системы координат

Плоскость, в которой строятся двумерные объекты, называется плоскостью построений. Ее положение определяется действующей системой координат и уровнем, т. е. ее смещением вдоль оси Z относительно плоскости XY этой системы координат. Нам известна пока только одна система координат — мировая, но даже в ней можно менять уровень плоскости объекта. Рассмотрим это на примере построения окружности.

Удобно анализировать трехмерные построения в изометрических видах, которые вполне могут заменить известную нам аксонометрию. Главное, что в любом изометрическом виде хорошо заметны модификации примитивов по всем трем осям. Установим стандартный вид, называемый юго-западная изометрия. Воспользуйтесь для этого пунктом ЗМ виды (3D Views), ЮЗ изо-метрия (SW Isometric) падающего меню Вид (View). Щелкните с помощью левой кнопки мыши по указанному пункту меню. После этого изменяется внешний вид графического экрана: пиктограмма осей МСК смещается в центр и разворачивается так, что угол между осями будет уже не прямым, а 120 градусов. Кроме того, внутри пиктограммы появляется знак плюс, означающий, что в данном виде пиктограмма располагается в начале действующей системы координат, т. е. МСК. Форма перекрестия устройства указания также изменяется аналогично знаку осей координат. Далее нарисуйте окружность (с помощью команды КРУГ (CIRCLE)) с центром в точке 0,0 и радиусом 100 мм. В результате чего получим вид, изображенный на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Юго-западная изометрия

В изометрическом виде окружность изображается эллипсом. Ось Z при этом идет вертикально вверх от точки начала координат (она отмечена плюсом в пиктограмме МСК). Изменим уровень окружности (для этого нужно изменить координату Z центра окружности). Щелкните по окружности — у нее появятся ручки. С помощью кнопки Свойства (Properties) панели Свойства объектов (Object Properties) вызовите диалоговое окно Свойства (Properties). В этом окне отражены все характеристики окружности, которые при желании могут быть изменены. Щелкните дважды левой кнопкой мыши в правой колонке, напротив характеристики Центр Z (Center Z). В ячейке появится вертикальный текстовый курсор и значок устройства указания (его можно использовать, если вы хотите указать новое значение Z для центра с помощью мыши). Исправьте с помощью клавиатуры старое значение 0 на 250 (рис. 9.3) и закройте диалоговое окно Свойства (Properties).

Рис. 9.3. Изменение уровня с помощью диалогового окна Свойства

В результате этого изменения окружность переместилась вверх на 250 мм (рис. 9.4).

Если бы было нужно опустить окружность на 250 мм вниз, то мы бы задали Z=-250.

Таким образом, в нашем примере плоскостью построений сначала была основная плоскость XY с уровнем Z=0, а затем объект был перенесен в новую плоскость (на 250 мм выше по оси Z).

Теперь попробуем изменить еще одну характеристику нашего круга — высоту. Под высотой в системе AutoCAD понимается толщина объекта по оси Z. В нашем случае это будет означать, что окружность превратится в цилиндр с осью, направленной вдоль оси Z MCK. Откройте еще раз окно Свойства (Properties) и измените параметр Высота (Thickness) со значения 0 на 100. При этом двумерный круг превратится в трехмерный цилиндр (рис. 9.5).

Рис. 9.4. Результат изменения уровня объекта

Рис. 9.5. Результат изменения высоты объекта

На криволинейной части цилиндра AutoCAD для наглядности выводит некоторое количество образующих, которое может при необходимости регулироваться пользователем с помощью системной переменной 1SOLINES (см. разд. 9.7). Кроме того, в рабочем режиме все стенки цилиндра доступны для редактирования и прозрачны, чтобы видеть объект полностью.

Операция изменения высоты называется еще выдавливанием двумерного объекта (в данном случае выдавливание круга идет вдоль положительного направления оси Z). Образовавшийся объект уже является трехмерным полым объектом. Теперь воспользуйтесь пунктом Скрыть (Hide) падающего меню Вид (View) для того, чтобы скрыть невидимые части цилиндра и убедиться, что стенка цилиндра и оба дна (основания) являются непрозрачными. Этому пункту соответствует команда СКРЫТЬ (HIDE). Результат скрытия невидимых линий приведен на рис. 9.6.

Рис. 9.6. Скрытие невидимых линий цилиндра

На рисунке видно, что верхнее и нижнее основания цилиндра являются непрозрачными. Такой результат специфичен для круга. Если выдавить прямоугольник (т. е. замкнутую полилинию в форме прямоугольника), то у него непрозрачными будут только боковые стенки.

Изображение, образовавшееся на графическом экране в результате скрытия невидимых линий, является нерабочим — для продолжения редактирования необходимо обязательно выполнить пункт Регенерировать (Regen) или Регенерировать все (Regen All) падающего меню Вид (View). Пункт Регенерировать все (Regen All) отличается от пункта Регенерировать (Regen) тем, что если графический экран разделен на видовые экраны (о видовых экранах см. разд. 9.2), то регенерируются все экраны, а не только активный.

Система AutoCAD хранит текущее значение уровня, на котором выполняются построения. Команда УРОВЕНЬ (ELEV) изменяет текущие установки для уровня и высоты объектов, которые будут строиться далее. Команда запрашивает (в скобках указывается текущее значение):

Новый уровень по умолчанию <0.0000>:

(Specify new default elevation <0.0000>:)

Введите 250, что соответствует уровню нижнего основания цилиндра. Таким образом, плоскость построений переносится на уровень 250 мм. Следующий запрос (в скобках — текущее значение):

Новая высота по умолчанию <0.0000>:

(Specify new default thickness <0.0000>:)

Введите -100, чтобы строящиеся объекты выдавливались на 100 мм вдоль отрицательного направления оси Z.

Теперь постройте окружность с центром в точке с координатами 0,0 и радиусом 200 мм. Если у точки координата Z отсутствует, то значение Z берется равным текущему уровню (т. е. 250 мм). В результате, во-первых, построится не окружность, а еще один цилиндр, поскольку задана ненулевая высота, а во-вторых, одно основание цилиндра попадет в плоскость нижнего основания первого цилиндра, а второе основание будет лежать в плоскости с уровнем 150 мм (т. к. к текущему уровню 250 прибавляется высота выдавливания, т. е. -100). Можно немного упростить себе задачу построения цилиндра, если при задании центра окружности воспользоваться функцией объектной привязки Центр (Center) к центру нижнего основания существующего цилиндра. В этом случае точка центра вычислилась бы сразу как трехмерная.

Теперь скройте невидимые линии. Результат выполненных операций представлен на рис. 9.7.

Перемещение примитивов можно было бы выполнить не только изменяя уровень объекта (для окружности это координата Z ее центра), но и с помощью известной команды ПЕРЕНЕСТИ (MOVE) (см. разд. 3.2), используя для этого при ответе на запросы команды две трехмерные точки, расположенные друг от друга в пространстве с заданным сдвигом вдоль оси Z.

Рис. 9.7. Скрытие невидимых линий двух цилиндров

 

Для задания любых других плоскостей построений, которые не параллельны плоскости XY МСК, используется команда ПСК (UCS). Аббревиатура команды образована от слов "пользовательская система координат" ("user coordinate system"). Все системы координат, отличные от мировой, называются пользовательскими. Пользовательские системы координат могут именоваться. Команда ПСК (UCS) позволяет задать начало новой системы координат и положение новых осей Х и Y, а положение новой оси Z зависит от положения соответствующих осей Х и Y и поэтому определяется автоматически.

Эта команда имеет групповую кнопку ПСК (UCS) в панели Стандартная (Standard) (рис. 9.8).

Этой же команде соответствуют две панели инструментов ПСК (UCS) и ПСК-2 (UCS II) (рис. 9.9).

Рис. 9.8. Групповая кнопка ПСК панели Стандартная

Рис. 9.9. Панели ПСК и ПСК-2

Рассмотрим работу команды ПСК (UCS) на примере. Следующей плоскостью построении сделаем плоскость XZ МСК.

Наберите команду ПСК (UCS) на клавиатуре или щелкните по кнопке ПСК (UCS) панели ПСК (UCS) (рис. 9.10).

Рис. 9.10. Кнопка ПСК панели ПСК

Система выдает запрос:

Задайте опцию

[НОвая/Перенести/ОРтогональная/преДыдущая/Восстановить/ Сохранить/ Удалить/прИменить/?/Мир] <Мир >:

(Enter an option [New/Move/orthoGraphic/Prev/Restore/Save/Del/Apply/?/World] <World>:)

Возможен выбор следующих опций:

Для построения новой ПСК выберите опцию НОвая (New). Далее система AutoCAD выдает запрос:

Укажите начало новой ПСК или [ZOcь/3moчкu/Oбъeкm/Гpaнь/Buд/X/Y/Z] <0,0,0>:

(Specify origin of new UCS or [ZAxis/3point/OBject/Face/View/X/Y/Z] <0,0,0>:)

В этом случае возможны следующие опции создания новой системы координат:

Самым общим случаем является случай выбора опции Зточки (3point). Построим новую ПСК с ее помощью. Поле чего следует запрос:

Новое начало координат <0,0,0>:

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

Нажмите на клавишу <Enter>, подтверждая сохранение начала координат на прежнем месте. Следующий запрос:

Точка на положительном луче оси Х <1.0000,0.0000,0.0000>:

(Specify point on positive portion of X-axis < 1.0000.0.0000,0.0000>:)

Поскольку оси X и Y новой ПСК должны лежать в плоскости XZ МСК, то новая ось Х обязана пройти по старой. Поэтому нажмите на клавишу <Enter> (предлагаемая точка 1,0,0 лежит на положительном направлении оси Х МСК). Далее:

Точка на положительном луче оси Y в плоскости XY ПСК. <0.0000,1.0000,0.0000>:

(Specify point on positive-Y portion of the UCS XY plane <0.0000,1.0000,0.0000>:)

Новую ось Y направим по оси Z МСК, поэтому ответьте 0,0,1 и новая ось ординат (Y) пойдет по старой оси Z (точка 0,0,1 лежит именно на оси Z).

Выполненная операция определила новую текущую систему координат, поэтому пиктограмма ПСК изменит свое положение (рис. 9.11).

Кроме того, в панели ПСК-2 (UCS II) поле списка, показывающее имя текущей ПСК и имевшее значение Мировая СК (World), изменило свое значение на Без имени (Unnamed). Если ПСК нужна для неоднократных построений, сохраните ее с новым именем (например, плXZ), для чего нужно повторить команду ПСК (UCS) и выбрать опцию Сохранить (Save). В ответ на запрос имени введите выбранное вами имя для новой ПСК.

Теперь все вводимые координаты будут браться относительно текущей ПСК, которая отлична от МСК. Если вы, находясь в ПСК, хотите все-таки задать координаты точки в мировой системе координат, то добавляйте перед координатами символ звездочки, например:

*150,320

Рис. 9.11. Новое направление осей системы координат

Вспомним, что текущее значение уровня было 250 мм. Введение новой системы координат не изменит его (оно запоминается в системной переменной ELEVATION — см. разд. 11.1). Однако это означает, что текущей плоскостью построений будет не плоскость XY действующей ПСК, а плоскость, которая параллельна ей (напомню, что эта плоскость совпадает с плоскостью XZ МСК) и отстоит от нее вдоль направления новой оси аппликат (Z) на 250 мм. Попробуйте с помощью команды ПЛИНИЯ (PLINE) построить замкнутую полилинию в новой системе координат с вершинами в точках (0,0), (200,0), (200,120) и (0,120). Получится параллелепипед, а не прямоугольная полилиния, т. к. текущее значение высоты равно -100. Основание нового параллелепипеда будет параллельно новой плоскости построений (рис. 9.12, со скрытием невидимых линий).

Поскольку вы не указали третьей координаты для первой вершины полилинии, то AutoCAD взял ее значение из текущего значения уровня, т. е. 250 мм. Если бы были заданы все три координаты первой точки, то плоскость основания параллелепипеда была бы выбрана независимо от текущего уровня. Обратите внимание, что основания построенного параллелепипеда, в отличие от основания цилиндра, не являются сплошными двумерными объектами (имеют только внешний контур без внутренности) и поэтому прозрачны.

Рис. 9.12. Построение параллелепипеда в новой ПСК

Новую систему координат, поскольку она является одной из стандартных, проще было бы задать с помощью опции Ортогональная (orthoGraphic) команды ПСК (UCS). При выборе этой опции команда ПСК (LJCS) запрашивает имя для системы координат:

Задайте опцию [Верхняя/Нижняя/Передняя/Задняя/Левая/пРавая]<Верхняя >:

(Enter an option [Top/Bottom/Front/Back/Left/Right] <Top>.)

Имя нашей системы координат — Передняя (Front), поскольку выбор плоскости XZ для построений соответствует выбору переднего вида. ПСК Задняя (Back) отличается от Передняя (Front) тем, что у нее ось Х направлена в противоположную сторону. Мировая система координат идентична с Верхняя (Тор). Соответственно, если вы хотите выбрать ПСК для правого вида, укажите пРавая (Right).

Рис. 9.13. Раскрывающийся список систем координат панели ПСК-2

В панели инструментов ПСК (UCS) (см. рис. 9.9) собраны кнопки, которые соответствуют различным вариантам (комбинациям опций) команды ПСК (UCS). Поэтому щелчок по любой кнопке этой панели инструментов почти всегда означает, что вызывается команда ПСК (UCS) и в качестве первого ответа на запрос этой команды необходимо задать определенную опцию (или опции, одна за другой, по структуре запросов команды ПСК (UCS)). Перечислим кнопки панели инструментов ПСК (UCS) по порядку слева направо:

Панель ПСК-2 (UCS II) (см. рис. 9.9), помимо раскрывающего списка именованных систем координат, содержит две кнопки, которые вошли в панель ПСК (UCS): Диалоговое окно ПСК (Display UCS Dialog) и ПСК Начало (Origin UCS).

Кнопка Диалоговое окно ПСК (Display UCS Dialog) связана не с командой ПСК (UCS), а с командой ДИСПСК (UCSMAN), которая открывает диалоговое окно ПСК (UCS) (рис. 9.14).

Рис. 9.14. Диалоговое окно ПСК, вкладка Именованные ПСК

Диалоговое окно имеет три вкладки: Именованные ПСК (Named UCSs), Ортогональные ПСК (Orthographic UCSs) и Режимы (Settings). Вкладка Именованные ПСК (Named UCSs) позволяет видеть список именованных ПСК и устанавливать любую из них с помощью кнопки Установить (Set Current). Кнопка Подробности (Details) открывает диалоговое окно Подробности о ПСК (UCS Details) с характеристиками отмеченной ПСК (рис. 9.15).

Вкладка Ортогональные ПСК (Orthographic UCSs) (рис. 9.16) предназначена для работы с основными ортогональными ПСК.

Задание параметра Глубина (Depth) позволяет дополнительно переместить плоскость текущей ортогональной ПСК вдоль оси Z. Для того чтобы изменить параметр глубины, нужно либо дважды щелкнуть по колонке Глубина (Depth), либо вызвать правой кнопкой контекстное меню, в котором выбрать пункт Глубина (Depth), после чего появится диалоговое окно Глубина ортогональной ПСК (Orthographic UCS Depth) (рис. 9.17), в котором можно задать новую глубину.

Рис. 9.15. Диалоговое окно Подробности о ПСК

Вкладка Режимы (Settings) диалогового окна ПСК (UCS) (рис. 9.18) имеет два поля.

В поле Режимы пиктограммы ПСК (UCS Icon settings) находятся три флажка:

Рис. 9.17. Диалоговое окно Глубина ортогональной ПСК

Рис. 9.18. Диалоговое окно ПСК, вкладка Режимы

Поле Режимы ПСК (UCS settings) содержит два флажка:

О делении графического экрана на видовые экраны см. разд. 9.2.

При работе со сложным чертежом или моделью удобно вывести на экран еще одно окно, называемое Общий вид (Aerial View). Тогда на основном экране может устанавливаться один вид, а в дополнительном окне — другой (например, вид всего рисунка). На рис. 9.19 показано окно Общий вид (Aerial View), в котором установлено окно по границам всего рисунка, а внутри него рамкой показаны границы того вида, который находится в основном графическом экране.

Рис. 9.19. Окно Общий вид

Вызов этого окна может быть выполнен с помощью команды ГЛАЗ (DSVIEWER) или пункта Общий вид (Aerial View) падающего меню Вид (View). Возможно также выполнять зумирование большого окна через маленькое. Для этого нужно щелкнуть мышью внутри окна Общий вид (Aerial View), которое переходит в режим динамического зумирования (см. опцию Динамика (Dynamic) команды ПОКАЗАТЬ (ZOOM), описанную в разе). 2.4). Выполняемое зумирование отражается на основном графическом экране.

Закрыть окно Общий вид (Aerial View) можно либо с помощью стандартной кнопки закрытия окон Windows, либо с помощью того же пункта Общий вид (Aerial View) падающего меню Вид (View).

9.2. Виды и видовые экраны

При работе с моделью трехмерного объекта удобно делить графический экран на части, в каждой из которых можно устанавливать свою точку зрения или проекцию. Система AutoCAD позволяет создавать конфигурации из любого количества частей (неперекрывающихся видовых экранов) и каждой такой конфигурации присваивать имя, по которому такая конфигурация может быть в любое время восстановлена.

Команда ВЭКРАН (VPORTS), которой соответствуют также кнопка Диалоговое окно видовых экранов (Display Viewports Dialog) (рис. 9.20) панели Стандартная (Standard) и пункт Видовые экраны (Viewports), Новые ВЭ... (New Viewports) падающего меню Вид (View), создает конфигурации видовых экранов. Команда открывает диалоговое окно Видовые экраны (Viewports) (рис. 9.21).

Рис. 9.20. Кнопка команды ВЭКРАН (VPORTS)

Рис. 9.21. Диалоговое окно Видовые экраны, вкладка Новые ВЭкраны

Поле Новое имя: (New name:) этого окна предназначено для задания имени создаваемой конфигурации видовых экранов. Вводимое имя удовлетворяет обычным ограничениям, налагаемым на имена таких символов AutoCAD, как слои, описания блоков, типы линий и др. Если имя не задать, то новая конфигурация экранов создается (графический экран делится на необходимые части), но не сохраняется (т. е. после перехода к следующей конфигурации данная конфигурация не может быть восстановлена, т. к. она не имеет имени).

Поле Образец (Preview) отображает внешний вид той конфигурации (варианта деления на части), которая отмечена в поле Стандартные конфигурации: (Standard viewports:). В поле Применить: (Apply to:) можно выбрать одно из двух значений, указывающих, к какой части графического экрана будет применяться операция деления на части:

В поле Режим: (Setup:) пользователю доступны только два значения:

Поле Сменить вид на: (Change view to:) указывает на то, какой вид установить в основном видовом экране (доступны стандартные имена ортогональных и изометрических видов).

Рис. 9.22. Задание конфигурации неперекрывающихся видовых экранов

Выберите в перечне Стандартные конфигурации: (Standard viewports:), конфигурацию Три: выше (Three: Above), в поле Режим: (Setup:) установите 3D, а в поле Сменить вид на: (Change view to:) — ЮВ изометрию (SE Isometric). В качестве имени введите, например, Конф3 и закроите диалоговое окно кнопкой OK (OK). Графический экран разделится на три части (рис. 9.22).

Из трех образовавшихся видовых экранов только один является активным — это тот экран, в котором указатель мыши имеет вид перекрестия, а не стрелки (активный экран имеет еще и чуть более жирную рамку). В нашем случае активным стал верхний видовой экран. Если вам нужно активизировать другой экран, просто щелкните по нему с помощью левой кнопки мыши.

Обратите внимание на то, что в экранах установились разные ПСК (на это указывает вид пиктограмм системы координат): в верхнем и левом видовых экранах — МСК, а в правом — ПСК", плоскость XY которой параллельна собственному виду. Поэтому в зависимости от того, какой экран вы дальше выберете для построений (а они все равноправны), такая плоскость построений (а она определяется, в первую очередь, системой координат) и будет действовать. Попробуйте с помощью команды КРУГ (CIRCLE) построить цилиндр в левом и правом видовых экранах и увидите, как по-разному они расположатся в пространстве.

Рис. 9.23. Диалоговое окно Видовые экраны, вкладка Именованные ВЭкраны

Если вы захотите вернуться к одноэкранной конфигурации, то активизируйте тот видовой экран, вид из которого вы хотите оставить, и командой ВЭКРАН (VPORTS) откройте диалоговое окно Видовые экраны (Viewports). Во вкладке Новые ВЭкраны (New Viewports) (см. рис. 9.21) выберите конфигурацию Один (Single), а в поле Применить: (Apply To:) установите Ко всему экрану (Display). Другая возможность перейти к одному экрану — выбрать пункт Видовые экраны (Viewports), 1 ВЭкран (1 Viewport) падающего меню Вид (View).

Вкладка Именованные ВЭкраны (Named Viewports) (рис. 9.23) диалогового окна Видовые экраны (Viewports) позволяет вам выбрать конфигурацию видовых экранов из тех, которые ранее в вашем рисунке были сохранены с теми или иными именами. '

Каждый из созданных видовых экранов можно разделить на 1, 2, 3 или 4 части. Для этого используются вкладка Новые ВЭкраны (New Viewports) диалогового окна Видовые экраны (Viewports) или пункты Видовые экраны (Viewports), 2 (3, 4) ВЭкрана (2, 3, 4 Viewports) падающего меню Вид (View).

Смежные видовые экраны можно соединять в один. Например, на рис. 9.22 можно объединить левый и правый видовые экраны, причем в зависимости от выбора пользователя в объединенном видовом экране будет установлен вид из левого или из правого экранов. Для этого следует воспользоваться пунктом Видовые экраны (Viewports), Соединить (Join) падающего меню Вид (View).

В видовом экране (или во всем графическом экране, если он не разделен), можно устанавливать вид, задавая в этом экране направление взгляда и масштаб отображения. Виды, как и видовые экраны, могут именоваться и затем восстанавливаться по этим именам. Основными путями для осуществления этого являются команда ВИД (VIEW), а также панель инструментов Вид (View) (рис. 9.24).

Рис. 9.24. Панель инструментов Вид

В панели инструментов Вид (View) расположены следующие кнопки (слева направо):

Аналогом панели Вид (View) является групповая кнопка Именованные виды (Named Views) в панели Стандартная (Standard).

Рассмотрим диалоговое окно Вид (View) (рис. 9.25), открываемое кнопкой Именованные виды (Named Views) панели Вид (View).

Рис. 9.25. Диалоговое окно Вид, вкладка Именованные виды

Список видов, занимающий большую часть диалогового окна, имеет четыре колонки с параметрами видов текущего рисунка:

Над всеми видами можно выполнять операции удаления, переименования и установки вида текущим. Доступ к этим операциям осуществляется через контекстное меню, вызываемое щелчком правой кнопки мыши внутри списка видов. Один из видов в списке обязательно называется Текущий (Current).

Для того чтобы создать новый вид, нужно щелкнуть по кнопке Новый... (New...), после чего открывается диалоговое окно Новый вид (New View) (рис. 9.26).

Рис. 9.26. Диалоговое окно Новый вид

В этом окне задается имя вида (в поле Имя вида: (View name:)), размеры вида (весь экран в случае выбора переключателя Текущий экран (Current display) или указываемая рамкой часть экрана в случае — Задать рамкой (Define window)). В поле Режимы ПСК (UCS Settings) с помощью соответствующего поля Имя ПСК: (UCS name:) можно задать имя ПСК и установить или сбросить флажок Сохранить ПСК с видом (Save UCS with view). Следует отметить, что установка точки зрения (т. е. направления взгляда) для сохраняемого вида должна быть сделана в текущем видовом экране до открытия диалоговых окон Новый вид (New View) и Вид (View).

Кнопка Подробности (Details) диалогового окна Вид (View) (см. рис. 9.25) выводит подробные характеристики вида в диалоговое окно Подробности о виде (View Details) (рис. 9.27).

Рис. 9.27. Диалоговое окно Подробности о виде

Поля в верхней части окна определяют размеры и наклон вида, а также направление взгляда. Поля средней части описывают параметры перспективы и параметры передней и задней секущих плоскостей. Секущие плоскости позволяют показывать в виде только ту часть модели, которая находится между передней и задней плоскостями.

Установка перспективы и секущих плоскостей выполняются командой ДВИД (DVIEW). Первый запрос команды:

Выберите объекты или Использовать DVIEWBLOCK>:

(Select objects or <use DV1EWBLOCK>:)

В ответ на запрос нужно указать объекты (несколько из тех, что присутствуют в модели), положение которых в достаточной мере продемонстрирует установку направления взгляда. При нажатии на клавишу <Enter> по умолчанию демонстрация выполняется на стандартном блоке в форме домика. Далее:

Задайте опцию [Камера/Цель/Расстояние/Точки/ПАн/ПОказать/ВРащать/ СЕчение/СКрыть/ОТКл/ОТМенить]:

(Enter option [CArnera/TArget/Distance/POints/PAn/Zoom/TWist/CLip/Hide/Off/ Undo]:)

Опции команды:

Указание точки вместо выбора опций работает как указание точки для опции Цель (Target). В случае установки перспективной проекции пиктограмма системы координат в левом нижнем углу экрана меняет свою форму на знак перспективы (рис. 9.28).

Рис. 9.28. Перспективная проекция

Секущие плоскости могут устанавливаться как для перспективной проекции, так и для обычной, параллельной. На рис. 9.29 показан пример вида с установленными секущими плоскостями (не показаны часть параллелепипеда и часть нижнего цилиндра, изображенных на рис. 9.28).

Еще одна интересная возможность управления видом — команда 3-ОРБИТА (3DORBIT), которой соответствуют кнопка ЗМ орбита (3D Orbit) панели инструментов Стандартная (Standard) (рис. 9.30) и пункт ЗМ орбита (3D Orbit) падающего меню Вид (View).

Команда позволяет динамически изменять вид трехмерных объектов с помощью устройства указания. Если в момент вызова команды в рисунке были выбраны какие-то объекты, то в дальнейших манипуляциях участвуют только они. При отсутствии выбранных объектов динамическое изменение показывает новое положение всех видимых объектов рисунка (хотя при большом объеме рисунка это может происходить медленно).

Рис. 9.29. Установка секущих плоскостей вида

Рис. 9.30. Кнопка команды 3-ОРБИТА (3DORBIT)

На период работы команды 3-ОРБИТА (3DORBIT) знак ПСК изменяется на цветной знак трехмерных осей, а на виде появляется орбитальное кольцо (рис. 9.31).

Центр орбитального кольца совпадает с центром вида, вокруг которого пользователь может перемещать свою камеру. При движении устройства указания курсор (перекрестие) может принимать разные формы, что влияет на механизм вращения вида.

Если устройство указания находится внутри орбитального кольца, то курсор принимает форму сферы с двумя внешними окружностями-орбитами (рис. 9.32).

В этом случае нажатие левой кнопки мыши и перемещение курсора вращает вид вокруг точки цели. Вращение возможно во всех направлениях.

Если курсор находится вне орбитального кольца, он выглядит как сфера с внешней окружностью-стрелкой (рис. 9.33).

Рис. 9.31. Орбитальное кольцо

Рис. 9.32. Курсор в форме сферы с двумя внешними окружностями-орбитами

В этом случае нажатие левой кнопки мыши и перемещение курсора вращает вид вокруг оси, проходящей через центр орбитального кольца перпендикулярно экрану.

Если курсор находится на левом или правом малом кругах, расположенных в точках левого и правого квадрантов орбитального кольца, то он принимает форму сферы с горизонтальным эллипсом-стрелкой (рис. 9.34).

Рис. 9.34. Курсор в форме сферы с горизонтальным эллипсом-стрелкой

Нажатие левой кнопки мыши и перемещение курсора из этих точек вызывает вращение вида относительно вертикальной оси, проходящей через центр орбитального кольца.

Рис. 9.35. Курсор в форме сферы с вертикальным эллипсом-стрелкой

Если курсор находится на верхнем или нижнем малом кругах (квадрантах) орбитального кольца, он имеет форму маленькой сферы с вертикальным эллипсом-стрелкой (рис. 9.35).

Нажатие левой кнопки мыши и перемещение курсора из этих точек вызывает вращение вида относительно горизонтальной оси, проходящей через центр кольца.

Выход из команды 3-ОРБИТА (3DORBIT) — нажатие клавиш <Esc> или <Enter>. Во время работы команды можно воспользоваться контекстным меню, вызываемым нажатием правой кнопкой мыши (рис. 9.36).

Рис. 9.36. Контекстное меню команды 3-ОРБИТА (3DORBIT)

Перечислим пункты этого меню:

Большая часть этих опций соответствует операциям, выполняемым другими командами (например, командой ДВИД (DVIEW)) и рассмотренным выше. Остановимся на новых моментах.

Опция Вращение по орбите (Continuous Orbit) пункта Другие опции (More) контекстного меню позволяет перевести рисунок в режим постоянного вращения (для этого перемещением мыши с нажатой ее левой кнопкой надо указать направление вращения). Щелчок левой кнопкой останавливает постоянное вращение.

Рис. 9.37. Средства визуализации орбитального режима

Пункт меню Средства визуализации (Visual Aids) контекстного меню команды 3-ОРБИТА (3DORBIT) предназначена для вывода средств, облегчающих рассмотрение вида и ориентацию расположенных в нем объектов. Компас (Compass) изображает точками на экране три окружности, имитирующие три основные плоскости (XY, YZ и XZ). Установка опции Сетка (Grid) выводит клетчатую сетку, соответствующую сетке в зоне лимитов основной плоскости XY. Опция Пиктограмма ПСК (UCS Icon) изображает цветную трехмерную пиктограмму системы координат: ось Х имеет красный цвет, ось Y — зеленый, ось Z — синий (или голубой). На рис. 9.37 отображены все средства визуализации одновременно.

Рис. 9.38. Раскрашивание в орбитальном режиме

Пункт меню Раскрашивание (Shading Modes) задает вариант раскраски объектов рисунка в процессе их вращения:

На рис. 9.38 приведен пример орбитального режима с раскраской.

В панели инструментов ЗМ орбита (3D Orbit) (рис. 9.39) собраны кнопки операций, аналогичных операциям, рассмотренным выше.

Рис. 9.39. Панель инструментов ЗМ орбита

Перечислим кнопки этой панели слева направо и соответствующие им команды:

Последние две кнопки являются частным случаем команды ДВИД (DVIEW) (опция СЕчение (Clip)). Раскрывающийся список в правой части панели инструментов ЗМ орбита (3D Orbit) позволяет устанавливать именованные виды.

Команда ПЛАН (PLAN) дает возможность установить вид по нужной ПСК:

Задайте опцию [Текущая/Пск/Мир] < Текущая >:

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

Три опции данной команды позволяют устанавливать вид по текущей ПСК, именованной ПСК и МСК. Текущая ПСК при этом остается прежней.

Еще одна возможность установить нестандартный вид (направление взгляда) — команда ТЗРЕНИЯ (VPOINT). Эта команда выдает запрос:

*** Переключение в МСК ***

Текущее направление взгляда: VIEWDIR= ...

Задайте точку зрения или [Повернуть] <компас и тройка осей>:

(*** Switching to the WCS ***

Current view direction: VIEWDIR= ...

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

Если в ответ на запрос указать точку, то она аналогично точке положения камеры в команде ДВИД (DVIEW) задаст направление взгляда. Если выбрать опцию Повернуть (Rotate), то будут запрошены углы установки направления взгляда: сначала угол в плоскости XY относительно оси X, а затем угол относительно плоскости XY.

Опция вызывает условную схему с компасом и тройкой осей (рис. 9.40).

Рис. 9.40. Задание точки зрения с помощью компаса и тройки осей

В правом верхнем углу высвечивается двумерное изображение глобуса, причем центр глобуса соответствует северному полюсу, внутренняя окружность — экватору, а внешняя окружность — южному полюсу. При движении маленького перекрестия по глобусу тройка осей отражает соответствующую текущему положению перекрестия точку зрения (направление взгляда).

9.3. Трехмерные полилинии

Особым трехмерным объектом является трехмерная полилиния, которая состоит из связанных прямолинейных сегментов, но вершины сегментов могут иметь любые координаты трехмерного пространства. Трехмерная полилиния, в отличие от двумерной, не лежит, как правило, в единой плоскости трехмерного пространства и строится с помощью команды 3-ПЛИНИЯ (3DPOLY). Первый запрос этой команды:.

Начальная точка полилинии:

(Specify start point of polyline:)

Нужно указать трехмерную точку, которая станет начальной точкой полилинии. Далее выдается повторяющийся запрос:

Конечная точка сегмента или [Отменить]:

(Specify endpoint of line or [Undo I:)

Рис. 9.41. Трехмерная полилиния

После указания третьей точки форма запроса немного меняется, т. к. добавляется опция замыкания:

Конечная точка сегмента или [Замкнуть/Отменить]:

(Specify endpoint of line or [Close/Undo]:)

Завершается ввод точек либо нажатием клавиши <Enter>, либо опцией Замкнуть (Close).

Для редактирования трехмерных полилиний используется та же команда ПОЛРЕД (PEDIT), что и для двумерных полилиний. Но запрос опций редактирования для трехмерной линии несколько беднее:

Задайте опцию [Замкнуть/Вершина/СПлайн/Убрать сглаживание/Отменить]:

(Enter an option [Close/Edit vertex/Spline curve/Decurve/Urulo/eXit]:)

Перечисленные опции похожи на опции редактирования двумерных полилиний, которые рассмотрены в разд. 3.3. На рис. 9.41 и 9.42 приведен пример трехмерной полилинии до и после сглаживания трехмерным сплайном.

Рис. 9.42. Сглаживание трехмерной полилинии сплайном

Рассмотренная в гл. 2 команда СПЛАЙН (SPLINE) допускает использование трехмерных точек. В результате строится трехмерный сплайн.

9.4. Тонирование

Для реалистического представления трехмерных моделей в системе AutoCAD предусмотрено несколько операций. В разд. 9.J мы уже познакомились с командой СКРЫТЬ (HIDE). В команде ДВИД (DVIEW) тоже предусмотрена опция для скрытия невидимых линий.

Команда 3-ОРБИТА (3DORBIT), приведенная в предыдущем разделе, позволяла пользоваться раскрашиванием объектов. Аналогичные возможности предоставляет пункт Раскрашивание (Shade) падающего меню Вид (View). Все виды раскрашивания собраны также в соответствующие кнопки панели инструментов Раскрашивание (Shade). Все кнопки данной панели являются вариантами команды РЕЖИМРАСК (SHADEMODE). Сама панель и некоторые варианты раскрашивания приведены на рис. 9.43.

Рис. 9.43. Варианты раскрашивания

Рис. 9.44. Упрощенное тонирование

Более интересной возможностью получения реалистических изображений трехмерных объектов является операция тонирования. Тонирование дает возможность помимо обычного удаленного источника освещения, лучи которого направлены перпендикулярно экрану, использовать и другие — точечные и рассеянные. Поверхностям объектов можно назначать также свойства материалов. В качестве специальных эффектов возможны туман и фон (в том числе из готового растрового изображения). Операции тонирования появились в системе после интеграции AutoCAD с существовавшим ранее пакетом AutoVision.

Все команды тонирования собраны в пункте Тонирование (Render) падающего меню Вид (View), а также в одноименной панели инструментов Тонирование (Render), приведенной на рис. 9.44.

Эта панель имеет следующие кнопки (рассмотрим их слева направо, здесь же приведем имена соответствующих команд системы AutoCAD):

Команда СКРЫТЬ (HIDE), соответствующая первой кнопке панели Тонирование (Render), уже рассмотрена выше. Команда ТОНИРОВАТЬ (RENDER), соответствующая второй кнопке, выполняет тонирование, для установок параметров которого открывает диалоговое окно Тонирование (Render) (рис. 9.45).

Рис. 9.45. Диалоговое окно Тонирование

Расположенная в нижней части окна кнопка Тонирование (Render) закрывает окно и выполняет непосредственное тонирование.

Поле Тип тонирования: (Rendering Type:) задает алгоритм выполнения тонирования с помощью раскрывающегося списка, в котором возможно выбрать один из трех вариантов: Упрощенное (Render), Фотореалистичное (Photo Real) и Трассировка луча (Photo Raytrace). С помощью поля Сцена для тонирования (Scene to Render) можно осуществить выбор имени сцены (если имена были заданы) или текущей сцены. В поле Процедура тонирования (Rendering Procedure) расположены три флажка, установка которых определяет процедуру выполнения тонирования:

Поле Масштаб символа источника: (Light Icon Scale:) задает масштаб блока, используемого для обозначения источника света, а поле Угол сглаживания:

(Smoothing Angle:) — максимальное значение угла между гранями, при котором система AutoCAD сглаживает их края (по умолчанию — 45 градусов).

В поле Параметры тонирования (Rendering Options) расположены четыре флажка:

В этом же поле находится кнопка Дополнительно (More Options), которая выполняет дополнительные настройки, рассмотренные ниже.

Поле Вывод (Destination) с помощью раскрывающегося списка задает одно из трех возможных направлений вывода тонированного изображения:

Кнопка Дополнительно (More Options) этого же поля открывает диалоговое окно указания параметров файла, но только в том случае, если в списке опций задан вывод в файл.

Поле Проба (Sub Sampling) с помощью раскрывающегося списка определяет пробу тонирования на ускоренном варианте: от 1:1 (лучше качество, но медленнее) до 8:1 (быстрее, но качество хуже). Кнопка Фон (Background) выполняет открытие окна задания фона, а кнопка Туман/Затемнение (Fog/Depth Cue) — диалогового окна задания затемняющих эффектов.

Рис. 9.47. Тонирование методом трассировки луча

Параметр поля Тип тонирования: (Rendering Type:), как уже было сказано, задает алгоритм выполнения тонирования. На рис. 9.44 показан вариант Упрощенное (Render), а на рис. 9.46 и 9.47 соответственно варианты Фотореалистичное (Photo Real) и Трассировка луча (Photo Raytrace).

Рис. 9.48. Диалоговое окно Параметры фотореалистичного тонирования

Рис. 9.49. Диалоговое окно Параметры тонирования методом трассировки луча

В случае выбора в поле Тип тонирования: (Rendering Type:) (см. рис. 9.45) варианта Фотореалистичное (Photo Real) в поле Параметры тонирования (Rendering Options) становится доступной кнопка Дополнительно... (More Options...), которая вызывает открытие диалогового окна Параметры фотореалистичного тонирования (Photo Real Render Options) (рис. 9.48). Это диалоговое окно позволяет управлять особенностями алгоритма тонирования.

Практически аналогичное диалоговое окно открывается после нажатия этой же кнопки Дополнительно... (More Options...) для типа тонирования Трассировка луча (Photo Raytrace) (рис. 9.49).

Другие опции будут понятны после рассмотрения оставшихся кнопок панели инструментов Тонирование (Render) (см. рис. 9.47) и соответствующих им команд AutoCAD.

Команда СЦЕНА (SCENE) вызывает открытие диалогового окна Сцены (Scenes) (рис. 9.50), которое управляет именованными сценами текущего рисунка.

Рис. 9.50. Диалоговое окно Сцены

Понятие сцена включает в себя вид и источники света. В левой части окна Сцены (Scenes) находится перечень именованных сцен. Если сцены не задавались, то список содержит только строку *НЕТ* (*NONE*), которая соответствует текущей сцене, состоящей из текущего вида и всех источников света.

Рис. 9.51. Диалоговое окно Новая сцена

Кнопки Изменить... (Modify...) и Удалить (Delete) позволяют соответственно изменить или удалить выбранную сцену рисунка. Кнопка Новый... (New...) вызывает диалоговое окно Новая сцена (New Scene) (рис. 9.51), предназначенное для формирования новой сцены.

Для создания новой сцены нужно в этом диалоговом окне в поле Виды (Views) отметить имя одного нужного вам вида, а в поле Источники (Lights) — имена всех необходимых источников света (об источниках освещения речь пойдет ниже). Держите нажатой клавишу <CtrI>, если хотите к уже выбранным источникам добавить еще и другие. В поле Имя сцены: (Scene Name:) вводится имя, присваиваемое новой сцене.

Команда СВЕТ (LIGHT) позволяет добавлять к рисунку новые источники освещения, которые могут быть четырех типов: рассеянный свет, удаленный источник, точечный источник и прожектор. Рассеянный свет — это аналог фонового освещения, которое можно либо выключить, либо изменять его интенсивность. Слишком сильный рассеянный свет может совсем размыть контуры тонируемых объектов.

Удаленный источник прямолинейно распространяет свет в одном направлении, и интенсивность света не меняется с расстоянием. Удаленный источник может использоваться, например, для имитации солнечного света.

Точечный источник испускает свет во всех направлениях, и его интенсивность падает с удалением от источника. С помощью точечных источников хорошо имитируются электрические лампы (например, при создании моделей помещений).

Лучи света от прожектора идут в заданном направлении, образуя конус, что создает на освещаемых объектах яркие световые пятна и зоны спада освещенности вокруг световых пятен. Угол конуса, соответствующего световому пятну, должен быть меньше угла полного светового конуса, включающего в себя конус светового пятна и зону спада освещенности. Оба угла (угол полного светового конуса и угол конуса, соответствующего яркому пятну) должны находиться между 0 и 160 градусами.

Все источники света (кроме рассеянного света) отмечаются в рисунке изображениями блоков (рис. 9.52).

Рис. 9.52. Изображения блоков, соответствующих точечному источнику, удаленному источнику и прожектору

Команда СВЕТ (LIGHT) вызывает диалоговое окно Источники света (Lights) (рис. 9.53).

Правое поле Рассеянный свет (Ambient Light) этого диалогового окна позволяет настроить интенсивность (шкала Интенсивность (Intensity)) и цвет (поле Цвет (Color)) общего рассеянного света.

Рис. 9.53. Диалоговое окно Источники света

Левое поле Источники: (Lights:) содержит список всех именованных источников света данного рисунка. Справа от этого поля находятся кнопки Изменить... (Modify...), Удалить (Delete) и Выбор < (Select <), которые позволяют соответственно изменять, удалять и выбирать мышью источник света.

Рис. 9.54. Диалоговое окно Новый точечный источник света

Кнопка Новый... (New...) служит для создания нового источника света. Но перед тем как на нее нажать, нужно в списке справа от нее выбрать тип источника: Точечный (Point Light), Удаленный (Distant Light) или Прожектор (Spotlight). Для точечного источника кнопка Новый... (New...) открывает диалоговое окно Новый точечный источник света (New Point Light) (рис. 9.54).

В этом окне в поле Имя источника: (Light Name:) нужно ввести имя источника света (до 8 символов длиной). Поле Интенсивность: (Intensity:) позволяет с помощью скользящей шкалы указать интенсивность нового источника. Размещенная в поле Положение (Position) кнопка Показать... (Show...) выводит на экран координаты создаваемого источника света по умолчанию. Задать реальные координаты точки установки источника можно с помощью кнопки Изменить < (Modify <), которая временно закрывает диалоговое окно Новый точечный источник света (New Point Light) для того, чтобы пользователь задал положение точки с источником света.

Поле Цвет (Color) задает цвет для источника. Цвет можно указать либо комбинацией значений насыщенности трех основных цветов (красного, зеленого и синего), или выбрать его из палитры (кнопка Выбрать из палитры... (Select Custom Color...)), либо выбрать из стандартного окна индекса цветов AutoCAD (кнопка Выбор из ИЦА... (Select from ACI...)).

Поле Спад (Attenuation) с помощью трех переключателей определяет, как будет уменьшаться интенсивность с увеличением расстояния. Возможны три варианта:

Рис. 9.55. Диалоговое окно Параметры теней

В поле Тени (Shadows) можно установить флажок Включить (Shadow On), после чего при тонировании добавляются тени от объектов. Характеристики теней управляются с помощью кнопки Параметры теней... (Shadow Options...), открывающей одноименное диалоговое окно Параметры теней (Shadow Options) (рис. 9.55).

Установленный флажок Объемные тени/Течи трассировки луча (Shadow Volumes/Ray Traced Shadows) этого диалогового окна указывает системе, что для фотореалистичного тонирования нужно генерировать объемные тени, а для тонирования методом трассировки луча — лучевые тени. Остальные параметры при этом пользователю недоступны.

При сбросе флажка Объемные тени/Тени трассировки луча (Shadow Volumes/Ray Traced Shadows) становятся доступными следующие два поля:

Рис. 9.56. Тонирование в условиях двух точечных источников

Помимо этих двух полей становится доступной кнопка Тени от ограничивающего объект параллелепипеда < (Shadow Bounding Objects <), которая предлагает выбрать объекты, ограничивающий параллелепипед которых используется для подрезки карт теней.

На рис. 9.56 показан результат тонирования цилиндрического объекта при двух точечных источниках, установленных внутри прямоугольных ящиков.

После закрытия диалогового окна Новый точечный источник света (New Point Light) возвращаемся в диалоговое окно Источники света (Lights) (см. рис. 9.53). В качестве нового источника можно выбрать Удаленный (Distant Light). Тогда при нажатии на кнопку Новый... (New..) открывается диалоговое окно Новый удаленный источник света (New Distant Light) (рис. 9.57).

Рис. 9.57. Диалоговое окно Новый удаленный источник света

Поля Имя источника: (Light Name:), Интенсивность: (Intensity:), Цвет (Color) и Тени (Shadows) идентичны одноименным полям диалогового окна Новый точечный источник света (New Point Light). Кнопка Положение солнца (Sun Angle Calculator) вызывает открытие диалогового окна Положение солнца (Sun Angle Calculator) (рис. 9.58), в котором можно определить положение солнца в конкретное время конкретного географического места.

В этом окне кнопка Географическое положение... (Geographic Location...) позволит в свою очередь открыть диалоговое окно Географическое положение (Geographic Location) (рис. 9.59) для определения широты и долготы нужной местности с использованием карты и списка городов. Вычисленные значения автоматически передаются в предыдущее окно.

Рис. 9.58. Диалоговое окно Положение солнца

Рис. 9.59. Диалоговое окно Географическое положение

Поля Азимут: (Azimuth:) и Возвышение: (Altitude:) диалогового окна Новый удаленный источник света (New Distant Light) (см. рис. 9.57) задают положение удаленного источника в географических координатах. Поле Направление луча (Light Source Vector) позволяет отобразить или ввести координаты вектора источника света.

Если в диалоговом окне Источники света (Lights) (см. рис. 9.53) в качестве нового источника в раскрывающимся списке выбрать Прожектор (Spotlight), то при нажатии кнопки Новый... (New...) открывается диалоговое окно Новый прожектор (New Spotlight) (рис. 9.60).

Рис. 9.60. Диалоговое окно Новый прожектор

Данное окно в большей своей части нам уже знакомо по аналогичным окнам для точечного и удаленного источников света (см. рис. 9.54 и 9.57). Новыми являются поля Яркое пятно: (Hotspot:) и Полный конус: (Falloff:). Как уже было сказано выше, яркое пятно является основной частью полного конуса, образуемого лучом прожектора. Поэтому величина, указываемая для яркого пятна в градусах, не должна превышать величины, заданной для полного конуса. По умолчанию величина яркого пятна равна 44 градусам, а полного конуса — 45. В любом случае обе величины должны лежать в диапазоне от 0 до 160 градусов.

В диалоговом окне Источники света (Lights) (см. рис. 9.53) осталась нерассмотренной лишь одна кнопка Направление па север... (North Location...). Эта кнопка позволяет определить направление на север для любой именованной ПСК, используемой вами. При нажатии на кнопку вызывается открытие одноименного диалогового окна Направление на север (North Location) (рис. 9.61), в котором можно задать угол требуемого направления.

Следующей командой, которая соответствует пятой кнопке панели инструментов Тонирование (Render) (см. рис. 9.56), является команда МАТЕРИАЛ (RMAT), назначающая материалы построенным объектам. Команда вызывает диалоговое окно Материалы (Materials) (рис. 9.62).

В левой части окна в поле Материалы: (Materials:) приводится список материалов, загруженных в текущий рисунок. Один материал, который называется "ГЛОБАЛЬНЫЙ* (*GLOBAL*), обязательно присутствует в рисунке и присваивается всем объектам, имеющим поверхности или тела, по умолчанию. Все остальные материалы надо импортировать с помощью команды БИБМАТ (MATLIB) или с помощью кнопки Библиотека материалов... (Materials Library...), которые вызывают диалоговое окно Библиотека материалов (Materials Library) (рис. 9.63).

Рис. 9.61. Диалоговое окно Направление на север

Рис. 9.62. Диалоговое окно Материалы

В левой части этого окна также приводится перечень материалов, уже импортированных в текущий рисунок. Этот перечень можно очистить с помощью кнопки Очистить (Purge) или сохранить в виде отдельного файла библиотеки материалов с расширением mli (с помощью кнопки Сохранить как... (Save As...) поля Текущий рисунок (Current Drawing)). В правом верхнем углу в раскрывающемся списке поля Текущая библиотека (Current Library) находится имя текущей библиотеки, а под ним выводится список ее материалов. По умолчанию используется стандартная библиотека AutoCAD с именем render.mli (расширение mli обязательно). Если нужно открыть другую библиотеку, то для этого следует воспользоваться кнопкой Открыть... (Open...).

Рис. 9.63. Диалоговое окно Библиотека материалов

Если в перечне материалов текущей библиотеки отметить материал и нажать кнопку Просмотр (Preview) в центре диалогового окна, то в поле просмотра вы увидите, как указанный материал будет выглядеть на поверхности объекта. В качестве такого условного объекта могут быть выбраны Сфера (Sphere) или Куб (Cube), которые выбираются из раскрывающегося списка, расположенного под кнопкой Просмотр (Preview). На рис. 9.63 показан просмотр материала 3D CEL ТЕХТМАР на сфере.

Импорт материалов выполняется по следующей схеме. Нужный вам материал отмечается в списке материалов текущей библиотеки материалов и затем с помощью кнопки <-Импорт (<-Import) передается в список материалов текущего рисунка. Если вы хотите какой-то из материалов текущего рисунка перенести в текущую библиотеку (если такого материала в ней нет), то для этого воспользуйтесь кнопкой Экспорт-> (Export->). После экспорта в библиотеку необходимого материала ее можно сохранить с помощью кнопки Сохранить (Save).

Кнопка Удалить (Delete) дает возможность удалить материал из перечня материалов, загруженных в рисунок.

По окончании импорта всех выбранных вами материалов нужно закрыть окно Библиотека материалов (Materials Library) с помощью кнопки ОК (ОК). После этого система AutoCAD вновь открывает диалоговое окно Материалы (Materials) (см. рис. 9.62).

В окне Материалы (Materials) также имеется возможность просмотра материала на поверхности сферы или куба с помощью кнопки Просмотр (Preview). Кнопка Изменить... (Modify...) позволяет для отмеченного материала вызвать диалоговое окно Изменение стандартного материала (Modify Standard Material) (рис. 9.64) и поменять для него те или иные характеристики.

Рис. 9.64. Диалоговое окно Изменение стандартного материала

Рассмотрим наиболее важные параметры этого окна. В поле Параметры (Attributes) расположены семь следующих переключателей:

Кнопка Копировать... (Duplicate) диалогового окна Материалы (Materials) (см. рис. 9.62) копирует материал для создания на его основе нового материала. Кнопка Новый... (New...) вызывает специальное окно для описания характеристик нового материала.

Каждый материал может иметь один из четырех типов, который устанавливается в раскрывающемся списке под кнопкой Новый... (New...): Стандартный (Standard), Гранит (Granite), Мрамор (Marble), Дерево (Wood). В отличие от стандартного, каждый из оставшихся трех типов привносит свои оттенки (гранита, мрамора или дерева). В случае установки типа, не являющегося стандартным, диалоговое окно Изменение стандартного материала (Modify Standard Material) (см. рис. 9.64) меняет свое название (например, для типа Гранит (Granite) окно будет называться Изменение материала Гранит (Modify Granite Material)).

Кнопка Выбор (Select) диалогового окна Материалы (Materials) (см. рис. 9.62) позволяет определять материал, присвоенный ранее объекту рисунка. После нажатия на эту кнопку AutoCAD временно закрывает диалоговое окно Материалы (Materials) и предлагает указать в рисунке объект. Затем снова открывается окно Материалы (Materials), но с отмеченным в списке именем материала того объекта, который вы только что указали.

Для присвоения материала нужно его сначала отметить в списке, а затем нажать на кнопку Присвоить < (Attach <). Система AutoCAD закроет окно Материалы (Materials) и запросит объекты. После указания объектов и нажатия на клавишу <Enter> выбранные материалы будут присвоены и AutoCAD снова откроет окно Материалы (Materials) для продолжения работы.

Если необходимо снять присвоенный объекту материал и вернуть значение по умолчанию, то нужно воспользоваться кнопкой Снять < (Detach <).

Есть еще две возможности присвоения материала: по цвету и по слою. Кнопка По ИЦА... (By ACI) связывает номер цвета в индексе цветов AutoCAD (ИЦА) с материалом, а кнопка По слою... (By Layer...) связывает с материалом слой.

На рис. 9.65 приведен пример тонирования с использованием материалов LITEWOOD SHINGLS и BLUE GLASS. Последний материал имитирует эффект прозрачности стекла.

Рис. 9.65. Тонирование с применением материалов

Рис. 9.66. Диалоговое окно Фон

Команда НАЛТЕК (SETUV) и соответствующая ей кнопка Наложить текстуру (Mapping) панели инструментов Тонирование (Render), расположенная седьмой слева (см. рис. 9.56), позволяют накладывать текстуры с достижением эффектов специального проектирования (цилиндрического, сферического и др.) растровых изображений на поверхность объекта.

Команда ФОН (BACKGROUND) служит для создания фона при тонировании и при своем выполнении открывает диалоговое окно Фон (Background) (рис. 9.66).

Рис. 9.67. Тонирование с фоном

В этом окне нужно выбрать тип фона, включив один из четырех переключателей:

На рис. 9.67 приведен пример тонирования с использованием в качестве фона файл растрового изображения.

Команда ТУМАН (FOG) позволяет достигать эффектов типа тумана. Команда вызывает диалоговое окно Туман/Затемнение (Fog/Depth Cue) (рис. 9.68).

Рис. 9.68. Диалоговое окно Туман/Затемнение

В этом окне, если вам необходимо тонировать с туманом, нужно установить флажок Включить туман (Enable Fog), иначе остальные поля вам будут не доступны. Настройка цвета и интенсивности тумана выполняется соответствующими кнопками диалогового окна.

Команда ЛАНДНОВЫЙ (LSNEW) дает возможность при тонировании добавлять элементы ландшафта (стандартных изображений кустов, деревьев, людей, знаков). Команда вызывает диалоговое окно Новый ландшафт (Landscape New) (рис. 9.69).

В данном диалоговом окне нужно выбрать имя элемента ландшафта из левого поля. Кнопка Просмотр (Preview) позволяет просмотреть выбранный элемент. Перед вставкой задаются параметры изображения (поле Геометрия (Geometry)) и размеры (поле Высота: (Height:)).

Рис. 9.69. Диалоговое окно Новый ландшафт

Рис. 9.70. Тонирование с элементами ландшафта

С помощью кнопки Положение < (Position <) элемент ландшафта располагается на поле рисунка. Вне тонирования вставленные элементы имеют форму треугольника с именем. При тонировании элементы включаются в фон для оживления изображения. На рис. 9.70 показан пример тонирования с элементом ландшафта.

Команда ЛАНДРЕД (LSEDIT) дает пользователю возможность изменять параметры вставленного элемента ландшафта, а команда ЛАНДБИБ (LSLIB) — просматривать, изменять и добавлять элементы, которые сохраняются в библиотеке ландшафтов.

Команда РЕЖИМТОН (RPREF) позволяет устанавливать режимы тонирования в диалоговом окне, которое отличается от диалогового окна Тонирование (Render) (см. рис. 9.45) только тем, что не имеет кнопки Тонирование (Render).

Команда СТАТ (STATS) выводит в диалоговое окно Статистика (Statistics) (рис. 9.71) статистические данные о последнем тонировании.

Рис. 9.71. Диалоговое окно Статистика

9.5. Грани и сети

Для того чтобы при тонировании поверхности объектов были непрозрачными, они должны быть созданы специальным образом. Мы уже знаем, что у цилиндра (выдавленного круга) все поверхности являются непрозрачными при скрытии невидимых линий, а вот у выдавленной полилинии в форме прямоугольника непрозрачны только боковые стенки. Сам прямоугольник не является сплошным плоским объектом и фактически имеет только контур, без внутренности.

Для непрозрачных треугольников и четырехугольников в AutoCAD есть специальный объект — грань. Непрерывно расположенные грани могут объединяться в "сеть". Поверхности очень многих трехмерных объектов могут быть представлены в виде сетей. Сеть хотя и является приближенным представлением объекта, но дает достаточно много информации о его форме и размерах. Для примера выберем в падающем меню Рисование (Draw) пункт Поверхности (Surfaces), 3M поверхности... (3D Surfaces...). На экране появится диалоговое окно 3M объекты (3D Objects) (рис. 9.72).

Рис. 9.72. Диалоговое окно 3M объекты

В этом окне доступны 9 объектов (3M ящик (Box3d), Пирамида (Pyramid), Клин (Wedge), Купол (Dome), Сфера (Sphere), Конус (Cone), Top (Torus), Чаша (Dish) и Сеть (Mesh)), которые после задания параметров будут построены в текущем рисунке поверхностями в виде сетей с четырехугольными и треугольными ячейками. Все клетки (ячейки) таких поверхностей непрозрачны для операций скрытия линий и тонирования.

В панели инструментов Поверхности (Surfaces) (рис. 9.73) собраны кнопки всех основных операций с гранями и сетями.

Рассмотрим кнопки этой панели слева направо. Первая кнопка — 2М фигура (2D Solid) (рис. 9.74) — вызывает команду рисования плоских четырехугольников ФИГУРА (SOLID), описанную в разд. 2.18.

Команда строит примитивы, называемые ФИГУРА (SOLID). Фигуры обладают дополнительным свойством, благодаря чему их кнопка включена в панель Поверхности (Surfaces), — они являются непрозрачными. Фигура является плоским (двумерным) объектом и располагается в плоскости, параллельной плоскости XY текущей системы координат.

Рис. 9.73. Панель инструментов Поверхности

Рис. 9.74. Кнопка команды ФИГУРА (SOLID)

Команда 3-ГРАНЬ (3DFACE), которой соответствуют кнопка ЗМ грань (3D Face) (рис. 9.75) панели инструментов Поверхности (Surfaces) и пункт Поверхность (Surface), ЗМ грань (3D Face) падающего меню Рисование (Draw), строит также четырехугольные примитивы, но они являются уже трехмерными объектами, вершины которых могут не лежать в одной плоскости.

Рис. 9.75. Кнопка команды 3-ГРАНЬ (3DFACE)

Первый запрос команды 3-ГРАНЬ (3DFACE) выглядит так:

Первая точка или [Невидимая]:

(Specify first point or [Invisible]:)

Если выбрать опцию Невидимая (Invisible), то кромка грани, идущая из первой точки во вторую, будет невидимой (это полезно в трехмерных моделях). После выбора этой опции AutoCAD повторит запрос первой точки. Если задана первая точка, то выводится следующий запрос:

Вторая точка или [Невидимая]:

(Specify second point or [Invisible]:)

Здесь выбор опции Невидимая (Invisible) будет означать, что кромка между второй и третьей точками будет невидимой. После ввода второй точки:

Третья точка или [Невидимая] <выход >:

(Specify third point or [Invisible] <exit>:)

Если в этот момент времени нажать на клавишу <Enter>, то команда закончит свою работу. Далее после ввода третьей точки:

Четвертая точка или [Невидимая] <создать треугольную грань >:

(Specify fourth point or [Invisible] <create three-sided face>:)

В этот момент нажатие на клавишу <Enter> создает треугольную грань (т. е. четвертая и третья вершины совпали). А после указания четвертой точки снова выдается запрос о третьей точке (в качестве первой и второй точек следующей грани будут взяты третья и четвертая точки предыдущей). Если неправильно задан обход вершин грани, то грань может получиться перекрученной. В этом случае нужно поменять местами третью и четвертую точки. На рис. 9.76 приведен пример построения граней.

Рис. 9.76. Пример построения граней

Для удобства на рисунке еще построен цилиндр (на экране он синего цвета) и на всех видовых экранах выполнено скрытие невидимых линий. На рисунке видно, что грани являются непрозрачными. Грани можно редактировать с помощью ручек. Возможны грани, все кромки которых невидимы, однако при скрытии невидимых линий такие грани будут закрывать расположенные под ними объекты.

Команда КРОМКА (EDGE), которой соответствует кнопка Кромки (Edges) панели инструментов Поверхности (Surfaces) (рис. 9.77), дает возможность менять видимость кромок граней и сетей.

Кнопки с 3-й по 10-ю панели инструментов Поверхности (Surface) (см. рис. 9.73) позволяют строить сети стандартной формы (ящик, пирамида, клин, купол, сфера, конус, тор, чаша) — такие же, что и с помощью диалогового окна ЗМ объекты (3D Objects) (см. рис. 9.72). Сети — это более сложные объекты, чем грани. Если сеть расчленить с помощью команды РАСЧЛЕНИТЬ (EXPLODE), то она распадется на грани, причем из одной ячейки сети получится одна грань (почти каждая грань будет иметь одну кромку с соседней гранью).

Рис. 9.77. Кнопка команды КРОМКА (EDGE)

Все сети стандартной формы строятся относительно текущей плоскости построений, поэтому перед тем, как перейти к созданию подобного объекта, не забудьте перейти в необходимую ПСК. Построение восьми стандартных поверхностей может быть выполнено не-только с помощью вышеупомянутых восьми кнопок панели инструментов Поверхности (Surfaces), но и при помощи команды ЗМ (3D), которая строит все эти объекты.

Рассмотрим построение стандартной поверхности на примере прямоугольного параллелепипеда — ящика (построение остальных поверхностей выполняется аналогично). После вызова команды ЗМ (3D) появляется первый запрос:

Задайте опцию [Ящик/КОнус/ЧАша/КУпол/СЕть/Пирамида/СФера/Тор/КЛин]:

(Select option [Box/Cone/DIsh/DOme/Mesh/Pyramid/Sphere/Toms/Wedge]:) Выберите опцию Ящик (Box). Следующий запрос:

Угловая точка ящика:

(Specify comer point of box:) Укажите точку первого угла. Далее:

Длина ящика:

(Specify length of box:)

Укажите длину вводом числа или точки. Затем:

Ширина ящика или [Куб]:

(Specify width of box or [Cube]:)

Нужно ввести ширину числом или точкой либо выбрать опцию Куб (Cube). Если ширина задана, т. е. строящийся ящик не является кубом, то следует дополнительный запрос:

Высота ящика:

(Specify height of box:)

Теперь все размеры определены, но можно еще повернуть ящик вокруг оси Z. Следующий запрос:

Угол поворота ящика вокруг оси Z или [Опорный угол]:

(Specify rotation angle of box about the Z axis or [Reference]:)

После задания угла строится замкнутая сеть в форме ящика. На рис. 9.78 приведен пример ящика, повернутого на -15 градусов вокруг оси Z (также выполнено скрытие невидимых линий).

Рис. 9.78. Построение стандартной сети в форме ящика

В общем случае сеть — это объект, у которого вдоль одного направления имеется определенное количество точек (М), а вдоль другого направления — другое заданное количество точек (N). Эти направления так и принято называть — М-направление и N-направление. Соответственно общее количество ячеек есть произведение (М-1) на (N-1). Сети могут быть незамкнутыми и замкнутыми, причем замыкание может быть по одному или двум направлениям. Сеть, незамкнутая по какому-то направлению, может быть замкнута с помощью команды ПОЛРЕД (PEDIT), т. к. эта команда редактирует не только полилинии, но и сети (которые во внутреннем представлении в системе AutoCAD являются полилиниями).

Команда 3-СЕТЬ (3DMESH), которой соответствует кнопка ЗМ сеть (3D Mesh) панели инструментов Поверхности (Surfaces) (рис. 9.79) позволяет построить произвольную незамкнутую сеть по координатам точек вершин этой сети.

Первый запрос команды:

Размер сети в направлении М:

(Mesh M size:)

Рис. 9.79. Кнопка команды 3-СЕТЬ (3DMESH)

Введите число, определяющее размер сети по направлению М (например, 3). Далее:

Размер сети в направлении N:

(Mesh N size:)

Рис. 9.80. Построение сети размером 3х4

Введите число, определяющее размер сети по направлению N (например, 4). Затем выдаются запросы по каждой из 12 вершин сети. Точки по каждому направлению нумеруются от 0 до М-1 и от 0 до N-1, соответственно. Система AutoCAD запросит первую вершину:

Положение вершины (О, О):

(Vertex (О, О):)

Далее по очереди запрашиваются все остальные вершины с номерами (О, 1), (О, 2), (0, 3), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 0), (2, 1), (2, 2), (2, 3).

Пример такой сети приведен на рис. 9.80.

На этом рисунке направление М ближе к горизонтальной границе экрана, а направление N — к вертикальной.

Четыре последних кнопки панели инструментов Поверхности (Surfaces) (см. рис. 9.73) представляют собой случаи построения более сложных сетей. Первая из них — Поверхность вращения (Ruled Surface), которой соответствует команда П-ВРАЩ (REVSLJRF). Команда позволяет получить поверхность, создающуюся в пространстве при вращении линии вокруг отрезка. На рис. 9.81 показан пример сети, полученной как поверхность вращения полилинии вокруг оси МСК (невидимые линии скрыты).

Рис. 9.81. Построение поверхности вращения

При построении поверхностей вращения размер сети определяется значениями системных переменных SURFTAB1 и SURFTAB2 (о системных переменных см. разд. 11.1). Они определяют количество прямолинейных сегментов, которыми аппроксимируются в обоих направлениях криволинейные участки используемых в построении сетей линий. Пример на рис. 9.81 был построен со стандартными значениями SURFTAB1 =6 и SURFTAB2=2.

Замечание

Для изменения значения системной переменной используйте команду УСТПЕРЕМ (SETVAR).

Остальные три кнопки панели инструментов Поверхности (Surfaces) выполняют следующие операции:

В этих командах также имеют большое значение системные переменные SURFTAB1 и SURFTAB2.

9.6. Области

Область — это двумерный объект, который ограничен замкнутой границей и имеет внутренность. В области могут присутствовать отверстия. Области можно вычитать и складывать. Они непрозрачны (кроме участков, которые являются отверстиями). Аналогом области является тонкая листовая деталь, в которой могут иметься вырезы. Но самое главное — области могут использоваться для построения тел сложной формы, что нам понадобится в следующем разделе.

Любой плоский замкнутый контур (окружность, замкнутую полилинию, отрезки в форме замкнутой ломаной и другие подобные им объекты) можно сделать областью. Для этого используется команда ОБЛАСТЬ (REGION), которой соответствуют кнопка Область (Region) панели инструментов Рисование (Draw) (рис. 9.82) и пункт Область (Region) падающего меню Рисование (Draw).

Рис. 9.82. Кнопка команды ОБЛАСТЬ (REGION)

Команда ОБЛАСТЬ (REGION) запрашивает объекты и по окончании их выбора сообщает о количестве созданных областей. Одной командой может быть создано несколько областей, если указанные пользователем объекты удовлетворяют необходимым требованиям. На рис. 9.83 показаны примеры трех контуров, которые могут быть преобразованы в области. В то же время четыре отрезка в правой части графического экрана не могут быть превращены в область, т. к. не образуют единого замкнутого контура (их нужно предварительно обрезать).

Рис. 9.83. Пример трех областей

Над областями возможны операции объединения, вычитания и пересечения. Кнопки этих операции являются первыми тремя кнопками в панели инструментов Редактирование тел (Solids Editing) (рис. 9.84), поскольку такие же операции разрешаются над телами (см. разд. 9.7).

На рис. 9.85 показан пример объединения трех областей в одну (слева — объекты до объединения, справа — новая область). Соответствующая команда системы AutoCAD для объединения областей — это команда ОБЪЕДИНЕНИЕ (UNION).

Из рисунка видно, что области объединяются как плоские множества. Треугольник внутри области справа является отверстием. Область является единым объектом (даже если имеет вырезы или если объединяются непересекающиеся объекты).

Рис. 9.84. Кнопки команд ОБЪЕДИНЕНИЕ (UNION), ВЫЧИТАНИЕ (SUBTRACT) и ПЕРЕСЕЧЕНИЕ (INERSECT)

Рис. 9.85. Объединение областей

Рис. 9.86. Вычитание областей

Рис. 9.87. Пересечение областей

На рис. 9.86 приведен пример вычитания областей.

Слева показаны три области до вычитания. Справа — результат вычитания (из многоугольной области вычитаются две круговых). Новая область имеет один круглый вырез. Соответствующая команда системы AutoCAD — ВЫЧИТАНИЕ (SUBTRACT).

На рис. 9.87 приведен пример пересечения трех областей. Для операции пересечения используется команда ПЕРЕСЕЧЕНИЕ (INTERSECT).

Если объединить непересекающиеся области, то образуется область, имеющая многосвязный внешний контур (она подобна блоку при операциях перемещения, копирования и т. п.). Команда РАСЧЛЕНИТЬ (EXPLODE) раскладывает область на простые примитивы (отрезки, дуги, окружности, эллипсы,сплайны).

9.7. Тела

Трехмерные сети, рассмотренные в разд. 9.5, даже если они были замкнутыми по двум направлениям, были объектами без внутренности. Также не имеют внутренности и выдавленные двумерные объекты (например, цилиндр).

Новые объекты, которые рассмотрены в данном разделе, называются телами. Эти объекты имеют внутренность и объем, их можно объединять, вычитать и пересекать как трехмерные множества.

Тела получаются в результате использования команд построения стандартных тел (ящиков, конусов, шаров и т. п.), а также как результат вращения, выдавливания областей. Тела можно разрезать на части и получать сечения плоскостями. Над телами возможны операции специального редактирования.

Для создания в системе AutoCAD твердотельной модели изделия в начале необходимо мысленно разложить его на простые стандартные составляющие. Затем путем логических операций (объединения, вычитания и пересечения) а также операций редактирования создать объект нужной формы.

В панели инструментов Тела (Solids) (рис. 9.88) собраны кнопки операций построения тел.

Рис. 9.88. Панель инструментов Тела

Первые шесть кнопок этой панели предназначены для построения твердотельных объектов стандартной формы. Этим кнопкам соответствуют следующие команды системы AutoCAD: ЯЩИК (BOX), ШАР (SPHERE), ЦИЛИНДР (CYLINDER), КОНУС (CONE), КЛИН (WEDGE) и ТОР (TORUS).

С помощью команды ЯЩИК (BOX) построим в МСК твердотельный параллелепипед. Для удобства в предварительно очищенном графическом экране рекомендую установить в качестве вида юго-западную изометрию.

Первый запрос команды ЯЩИК (BOX):

Угол ящика или [Центр] <0,0,0>:

(Specify corner of box or [CEnter]<0,0,0>:)

Нажмите клавишу <Enter> — это означает, что точка первого угла ящика будет выбрана по умолчанию, т. е. примет текущее значение в начале МСК. Можно ввести и любые другие координаты трехмерной точки. Выбор опции Центр (CEnter) ведет к варианту построения ящика с фиксацией положения не первого угла, а центра параллелепипеда. Следующий запрос:

Угол или [Куб/Длина]:

(Specify corner or [Cube/Length]:)

Здесь можно задать точку другого угла ящика. Опция Куб (Cube) ведет к построению куба (одинаковые значения длины, ширины и высоты). Выберите опцию Длина (Length). Далее система запрашивает длину ребра:

Длина:

(Specify length:)

Задайте длину 400. Затем следующий запрос:

Ширина:

(Specify width:)

Введите ширину 350. И, наконец, последний запрос высоты:

Высота:

(Specify height:) Задайте высоту 200.

Результат построения твердотельного параллелепипеда (ящика) приведен на рис. 9.89.

Рис. 9.89. Построение твердотельного ящика

Теперь на верхней поверхности ящика построим цилиндр с радиусом 100 мм и высотой 50 мм. Команда ЦИЛИНДР (CYLINDER) запрашивает:

Текущая плотность каркаса: ISOLINES==4 Центральная точка основания цилиндра или [Эллиптический] <0,0,0>:

(Current wireframe density: ISOLINES=-4 Specify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>:)

Рис. 9.90. Построение твердотельного цилиндра

Задайте точку 200,175,200. Далее:

Радиус основания цилиндра или [Диаметр]:

(Specify radius for base of cylinder or [Diameter]:)

Введите радиус 100.

Высота цилиндра или [Центр другого основания]:

(Specify height of cylinder or [Center of other end]:) Задайте высоту цилиндра 50.

В результате чего на верхней грани ящика будет построен твердотельный цилиндр (рис. 9.90).

Обратите внимание на то, что для наглядности система AutoCAD рисует по умолчанию четыре образующих цилиндра, количество которых равно значению системной переменной 1SOLINES (см. первое сообщение команды ЦИЛИНДР (CYLINDER)). Увеличим количество образующих до 20. Для этого необходимо изменить значение 1SOLINES на 20. Это можно сделать с помощью команды УСТПЕРЕМ (SETVAR), но проще прямо ввести название переменной в командной строке: 1SOLINES и нажать на клавишу <Enter>. Система AutoCAD выдаст запрос:

Новое значение ISOLINES <4>:

(New value for ISOLINES <4>:)

Введите 20 и выполните регенерацию экрана с помощью пункта Регенерировать (Regen) падающего меню Вид (View). На рис. 9.91 видно, что количество образующих увеличилось, и мы имеем более точное представление о форме объекта.

Рис. 9.91. Изменение количества образующих для отображения твердотельных объектов

Теперь на ближней к нам правой боковой стенке ящика построим другой ящик, который станет затем углублением. Для начала установим новую ПСК по правой боковой грани. Для этого воспользуйтесь кнопкой ПСК на грани (Face UCS) панели инструментов ПСК (UCS). Система AutoCAD выдаст первый запрос:

Выберите грань твердотельного объекта:

(Select face of solid object:)

Щелкните мышью по нижнему ребру правой стенки ящика. Правая грань подсветится и появится запрос:

Задайте опцию [Сменить/обратитьХ/обратить Y] <принять >:

Enter an option [Next/Xflip/Yflip] <accept>:

Рис. 9.92. Установка ПСК по грани тела

Рис. 9.93. Построение ящика в ПСК, установленной по грани

Если у вас пиктограмма новой системы координат высветилась в том же виде, как на рис. 9.92, то нажмите клавишу <Enter> в знак согласия с выбранной ПСК.

Постройте теперь с помощью команды ЯЩИК (BOX) ящик, задав у него первый угол (100,0,0), второй угол — (300,-70,0), а высоту — -50 мм. Внутри основного ящика появится второй (рис. 9.93).

Теперь с помощью уже известных нам кнопок Объединение (Union) и Вычитание (Subtract) панели инструментов Редактирование тел (Solids Editing) (см. рис. 9.84) объедините большой ящик с цилиндром, а из образовавшегося составного тела вычтите малый ящик. Результат представлен на рис. 9.94 (для наглядности выполнено сначала раскрашивание с трехмерным каркасом, а затем скрыты невидимые линии).

Рис. 9.94. Объединение и вычитание тел

Рассмотренные в гл. 3 команды ФАСКА (CHAMFER) и СОПРЯЖЕНИЕ (FILLET) применимы и к телам, для снятия фаски между соседними гранями и сопряжения двух граней. На рис. 9.95 приведен результат снятия фаски 10х10 у верхней цилиндрической части тела и сопряжения боковых граней с радиусом 20 (невидимые линии скрыты).

Рис. 9.95. Построение фаски и сопряжения для тел

Рис. 9.96. Кнопки команд ВЫДАВИТЬ (EXTRUDE) и ВРАЩАТЬ (REVOLVE)

Тела можно строить методом выдавливания или вращения областей. Эти операции выполняются с помощью кнопок Выдавить (Extrude) и Вращать (Revolve) панели инструментов Тела (Solids) (рис. 9.96).

Эти кнопки соответствуют командам ВЫДАВИТЬ (EXTRUDE) и ВРАЩАТЬ (REVOLVE).

В качестве примера рассмотрим построение участка твердотельной трубы с помощью команды ВЫДАВИТЬ (EXTRUDE).

Установим на пустом экране в качестве вида юго-западную изометрию. Построим два круга с центрами в начале координат и радиусами 100 и 80. Преобразуем их в области. Из большой области вычтем малую и получим область в форме кольца (рис. 9.97).

На рисунке показана также будущая траектория выдавливания. Для ее построения с помощью кнопки ПСК Повернуть вокруг Х (X Axis Rotate UCS) панели инструментов ПСК (UCS) повернем оси на 90 градусов (до вертикального положения). В новой системе координат построим полилинию из прямолинейных сегментов с вершинами в точках с координатами: (0,0) (0,200), (100,300) и (300,300) (у всех точек координата Z равна нулю). Вызовем команду ВЫДАВИТЬ (EXTRUDE). На запрос о выборе объектов укажите область в форме кольца. Следующий запрос:

Глубина выдавливания или [Траектория]:

(Specify height of extrusion or [Path]:) Выберите опцию Траектория (Path). Далее система выдаст запрос:

Траектория выдавливания:

(Select extrusion path:)

Укажите полилинию в качестве траектории выдавливания. Результат (при значении системной переменной ISOLINES 8) приведен на рис. 9.98.

Команда ВЗАИМОД (INTERFERE) позволяет создать тело, занимающее общий объем двух или более тел. Команде соответствует кнопка Взаимодействие (Interfere) панели инструментов Тела (Solids) (рис. 9.99).

Команда РАЗРЕЗ (SLICE), которой соответствует кнопка Разрез (Slice) панели инструментов Тела (Solids) (рис. 9.100), позволяет разрезать тело плоскостью на два тела и, при необходимости, одно из них удалить.

Рис. 9.97. Построение области в форме кольца

Рис. 9.98. Построение трубы с помощью выдавливания

Рис. 9.99. Кнопка команды ВЗАИМОД (INTERFERE)

Рис. 9.100. Кнопка команды РАЗРЕЗ (SLICE)

Рассмотрим эту команду на примере построенной нами трубы (см. рис. 9.98). С помощью команды ПСК (UCS) перейдите в МСК. Щелкните мышью по кнопке Разрез (Slice) и на запрос об объектах выберите трубу. Следующий запрос:

Первая точка на режущей плоскости [Oбъeкm/Zocь/Buд/XY/YZ/ZX/Зmoчкu] <3точки>:

(Specify first point on slicing plane by [Objecl/Zaxis/View/XY/YZ/ZX/3points] <3points>:)

Нажмите клавишу <Enter>, подтверждая выбор плоскости разреза тремя точками. Далее последовательно следуя запросам, введите следующие точки:

(0,80,0), (0,-80,0) и (100,0,300). Системе теперь необходимо сообщить, какие тела оставить:

Укажите точку с нужной стороны от плоскости [Обе стороны]:

(Specify a point on the desired side of the plane or I keep Both sides]:)

Выберите опцию Обе стороны (keep Both sides). Труба разделится на два тела. Отодвиньте (например, за ручки) одно тело влево. Результат проделанных операций приведен на рис. 9.101.

Рис. 9.101. Разрезание тела плоскостью

Для удобства убраны невидимые линии. На правом теле видны точки, определяющие плоскость разреза.

Команда СЕЧЕНИЕ (SECTION), которой соответствует кнопка Сечение (Section) панели инструментов Тела (Solids) (рис. 9.102), строит сечение тела, образуя в результате линии сечения, которые можно затем вынести и использовать в чертеже.

Рис. 9.102. Кнопка команды СЕЧЕНИЕ (SECTION)

Три последние кнопки панели инструментов Тела (Solids) связаны с работой в пространстве листа, и они рассмотрены в гл. 10.

Для операций специального редактирования тел есть еще одна панель инструментов — Редактирование тел (Solids Editing) (рис. 9.103).

Рис. 9.103. Панель Редактирование тел

Первые три кнопки соответствуют операциям объединения, вычитания и пересечения тел и уже были рассмотрены выше. Далее кратко перечислим функции остальных кнопок:

Все эти кнопки потребуют значительных вычислительных ресурсов вашего компьютера и в первую очередь, оперативной памяти.