Способы представления моделей

Трехмерное моделирование

Под 3D моделью объекта понимают его пространственную (трехмерную) компьютерную геометрическую модель, которая может включать в себя также набор атрибутов, описывающих объект.

Модель может быть локальная и полная. Полная модель отражает большинство свойств объекта или процесса, тогда как локальная обеспечивает моделирование одного или малого числа свойств.

Для получения трёхмерного изображения необходимо выполнить:

моделирование — создание математической модели сцены и объектов в ней;

рендеринг (визуализацию) — построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью.

В объекты создаются из основных примитивов, которые заданы программой. Это двухмерные и трехмерные примитивы:

· Линии, кривые, многоугольники, овалы.

· Куб, сфера, цилиндр и др.

Кривые Безье – это кривые, которые описываются уравнением третьего порядка. Они используются во всех векторных, растровых и трехмерных редакторах.

Кривая Безье состоит из начальной, конечной точек и управляющих точек касательных линий.

Атрибут это свойство объекта. Атрибутами любого объекта являются: цвет, размер и тип (идентификационный номер при параметрическом моделировании).

Для удобства работы с изображения, содержащими большое количество объектов, используют слои. В слои помещают объекты, группируя их по назначению, например, размерные линии ит.д.

В графических редакторах для более точного моделирования используют различные объектные привязки.

Объект может отображаться в различном представлении:

· каркасном,

· с удалением невидимых линий,

· полупрозрачном и полутоновом.

Различают поверхностное (каркасно-поверхностное), твердотельное и смешанное (гибридное) моделирование.

При поверхностном моделировании сначала строится каркас – пространственная конструкция, состоящая из отрезков прямых, дуг окружностей и сплайнов. Каркас играет вспомогательную роль и служит основой для последующего построения поверхностей, которые «натягиваются» на элементы каркаса.

В зависимости от способа построения, различают следующие виды

поверхностей: линейчатые; вращения; кинематические; проходящие через продольные и поперечные сечения; поверхности для “затягивания окон” между тремя и более смежными поверхностями; NURBS-поверхности, определяемые заданием контрольных точек продольных и поперечных сечений; планарные поверхности. Хотя поверхности и определяют границы тела, но самого понятия “тело” в режиме поверхностного моделирования не существует, даже если поверхности ограничивают замкнутый объем. Это наиболее важное отличие поверхностного моделирования от твердотельного.

Другая особенность состоит в том, что элементы каркасной поверхностной модели никак не связаны друг с другом. Изменение одного из элементов не влечет за собой автоматического изменения других. Это дает большую свободу при моделировании, но одновременно значительно усложняет работу с моделью.

Твердотельное моделирование имеет в своей основе идеологию, которая существенно отличается от идеологии каркасно-поверхностного моделирования. Твердотельная модель представляет собой целостный объект, занимающий замкнутую часть пространства. Всегда можно точно сказать, находится ли точка внутри твердого тела, на его поверхности или вне тела. При изменении в модели любого элемента будут изменяться все другие элементы, которые связаны с ним. В результате изменится форма твердого тела, но сохранится его целостность.

Элементами, из которых строится твердое тело, могут быть: элементы вытягивания (полученные вытягиванием плоского контура перпендикулярно его плоскости); элементы вращения (полученные вращением плоского контура вокруг заданной оси); фаски; скругления; оболочки; ребра жесткости и др.. Твердотельный объект строится путем последовательного “добавления” или “вычитания” элементов. Так, если к уже имеющейся твердотельной модели “добавить" элемент вытягивания, то этот элемент образует на модели выступ, а при “вычитании” элемента на модели образуется углубление. Если при построениях доступны одновременно несколько твердотельных объектов, то над любыми двумя твердотельными объектами, пересекающимися в пространстве, можно выполнять булевы операции объединения, вычитания и пересечения.

Твердотельное моделирование предполагает возможность установки параметрических зависимостей между элементами твердого тела или нескольких тел. При этом изменение одного из параметров (например, длины

элемента) приводит к соответствующей перестройке всех параметрически связанных элементов. Такое моделирование, называемое параметрическим, дает конструктору дополнительные удобства.

Дата добавления: 2014-01-07