Общее представление о трехмерном моделировании

Объемные элементы создаются перемещением плоских фигур в пространстве. Плоскую фигуру называют эскизом, а перемещение фигуры – операцией. Операции бывают двух типов: добавляющие материал или вычитающие (вырезающие) его. На рис. 3.4 схематически показаны четыре основные операции 3D-моделирования: операция выдавливания, операция вращения, кинематическая операция и операция построения тела по сечениям – эскизам.

Рис. 3.4, а показывает процедуру получения объемной фигуры параллелепипеда выдавливанием. В выбранной плоскости вычерчивается плоская фигура (на рисунке это прямоугольник, образованный линиями основной толщины). Плоская фигура перемещается в заданном направлении (показано стрелкой), образуя параллелепипед (ребра обозначены тонкой линией).

а	б
в	г
Рис. 3.4. Схемы операций объемного моделирования: а – операция выдавливания; б – операция вращения; в – кинематическая операция; г – построение тела по сечениям

Операция вращения показана на рис. 3.4, б. Здесь объемная фигура получается вращением плоской фигуры вокруг оси. На рисункеслева видны характерные геометрические элементы операции: плоский контур, ограниченный линией основной толщины; линия оси, вокруг которой вращается контур; направление вращения. Справа показан результат операции моделирования, имеющий цилиндрическую форму.

Кинематическая операция – это построение объемной фигуры перемещением образующей (сечения) вдоль направляющей (траектории). Сечение вычерчивается как отдельный эскиз, состоящий их одного контура: разомкнутого или замкнутого. В частном случае сечением может быть окружность, показанная на рис. 3.4, в, которая движется вдоль изогнутой траектории. Траектория описывается другим эскизом. Команда Кинематическая операция имеет опции выбора типа перемещения сечения вдоль траектории: сохранять угол наклона, параллельно самому себе и ортогональные траектории (опция использована на рис. 3.4, в). Предусмотрена возможность построения тонкостенного кинематического элемента с заданием толщины стенок.

Операция построения тела по сечениям показана на рис. 3.4, г, взятом из Интернета. Она позволяет строить форму моделей по их сечениям, помещенным в ряд эскизов. Эскизов должно быть не менее двух, они могут быть произвольно ориентированы. В начальном или конечном сечениях могут содержаться контуры или точки, в промежуточных – только контуры. При необходимости в отдельном эскизе можно описать форму осевой линии, задающей направление построения элементов по сечениям. Если при проектировании выбрана Автоматическая генерация траекторий в переключателе Траектория, то система сама определит какие точки соединить в процессе построения элемента.

Более подробно основные операции 3D-моделирования рассмотрены ниже в упражнениях, предназначенных для предварительного знакомства с принципами работы и возможностями графических редакторов. Для наглядности результаты построений отображены на рисунках.