11

MaMaššinski Fakultet Univerziteta u Beograduinski Fakultet Univerziteta u Beogradu

Modeliranje oblikaModeliranje oblika

Docent Dr Aleksandar MarinkoviDocent Dr Aleksandar Marinkovićć

CAD funkcije iCAD funkcije igeometrijsko modeliranjegeometrijsko modeliranje

Sreda 22.10.2008Sreda 22.10.2008..

2/2/2121

Klasifikacija CAD funkcijaKlasifikacija CAD funkcija

Ovde je dat pregled uobičajenih grupa CAD funkcija, koji se javlja kod većine CAD sistema za modeliranje:

Generisanje

Manipulaciju

Prikazivanje

Organizaciju

Informisanje

Pomoć (Help / Assist)

3/3/2121

CAD funkcijCAD funkcije za generisanjee za generisanje

Finkcije za generisanje su one koje služe kreiranju geometrijskih i / ili grafičkih elemenata.

2D-Elementi:

• Tačka

• Linija

• Krug / Kružni luk

• Niz elemenata (npr. poligon)

• Konični oblici (npr. elipsa)

• Neodređene krive (npr. Spline)

3D-Elementi:

• Crtež u ravni (Sketch)

• Sfera / kuboid / cilindar

• (Extrusion / Rotation)

• 3D kriva

• Torus

• Slobodne površine (Freeform)

4/4/2121

CAD funkcijCAD funkcije za generisanjee za generisanje

Postoji više mogućnosti za definisanje pozicija kreiranih elemenata:

Pozicioniranje

Pozicioniranje kursorom na ekranu

Pozicioniranje kursorom na ekranu sa mrežom

Pomoću koordinata

Postavljanjem lokalnog koorinatnog sistema

Relativni položaj u odnosu na postojeću tačku

(Cartesian coordinates)

Relativni položaj u odnosu na postojeću tačku

(polar coordinates)

5/5/2121

CAD funkcijCAD funkcije za manipulisanjee za manipulisanje

U ovu grupu spadaju sve funkcije kojima se vrše promene na objektu koji je kreiran i predstavljen pomoću računara. (Manipulation / change functions)

• Move / Drag• Rotate• Duplicate / Multiply (rectangle or circular, along a given line/curve)• Mirror• Scale (not Zoom!)• Stretch• Trim

Da bi se primenila neka od manipulativnih funkcija, prethodno jepotrebno identifikovati element koji treba izmeniti.

6/6/2121

Identifikacija elemenataIdentifikacija elemenata

Pojedinačna identifikacijawith pointer (implicit) with pointer (explicit) by name

Multiple identification

contour tracing inside rectangle outside rectangle

boundary surface contour selection criteria select all

7/7/2121

CAD funkcijCAD funkcije za prikazivanjee za prikazivanje(Display functions)

Promene vidljivosti objekta:• Zooming (zoom in / zoom out)• Clipping • Windowing • Viewport • Panning

Promene spoljnjeg izgleda objekta:• Wireframe• Surface model• Solid (shaded with edges)

Izmena pogleda ili preseka:• Two-dimensional (front view, side view)• Perspective (isometric, dimetric)• Section

8/8/2121

Organizacione Organizacione CAD funkcijCAD funkcijee

U ovu kategoriju možemo svrstati sledeće funkcije:

Osnovne funkcije za snimanje, štampanje…

(Open / Save / Print)

CAD model management (intern / extern)

Povezivanje sa PDM / EDM systemima

(Product Data Management / Engineering Data Management)

Sharing management (e.g. parallel development of CAD models)

9/9/2121

CADCAD funkcijfunkcije za informacijee za informacije(Informing functions)

Svrha ovih funkcija je da korisniku pruže informacije o statusu parametara modela ili ostale indirektne podatke o modelu.(npr. vrste i boje linija, broj lejera koji su upotrebljeni …)

U ovu kategoriju svrstavamo i funkcije koje daju dodatne informacije o modelu(calculation functions)(npr. za zapremine, težine,momente inercije, površine…)

10/10/2121

CADCAD pomopomoććne ne funkcijfunkcijee(Assistance and prompting)

Ova grupa obuhvata sve funkcije koje pružaju pomoć korisniku u toku korišćenja određenog CAD sistema. To su na primer:

Opisi i objašnjenja svih komandi (index, search)

Aktivne help funkcije (Context sensitive help)

Uputstva (Tutorials)

Mogućnost vraćanja u prethodno stanje (Undo function)

Mogućnost pamćenja zadatih ili standardnih vrednosti

„Intelligent“ dialogues (e.g. meaningful default values)

11/11/2121

Geometrijsko modeliranje oblikaGeometrijsko modeliranje oblika

Kod geometrijskog modeliranja oblika postoje dva aspekta i to:

• Kompjutersko predstavljanje geometrijskog modela,

• Mogućnost generisanja geometrijskog modela.

Modeli su definisani dimenzijama osnovnih elementa:

• Wireframe model

• Surface model

• Solid model

12/12/2121

Geometrijsko modeliranje oblikaGeometrijsko modeliranje oblika

Prikazani oblik Opisani elementi Kompjuterski model

Wireframe model

3D contour with

22 contour elements

22 contour elements

18 points

Surface model

closed surface with

8 planes and one

cylindrical surface

9 surface elements

20 contour elements

14 points

Solid model

combined parts through

addition of 2 cuboids and

subtraction of a cylinder

3 solid elements

9 surface elements

20 contour elements

14 points

Poređenje modela

13/13/2121

Modeliranje solid modelaModeliranje solid modela

Što se tiče solid modela, postoje dva različita tipa njihove strukture:

• Modeliranje pomoću solida - Constructive Solid Geometry (CSG)• Modeli pomoću površina - Boundary Representation (B-REP)

Constructive Solid Geometry (CSG)

CSG omogućava modeliranje složenih površina ili modela korišćenjem Bulovih operacija i kombinacijom objekata. Često CSG prikazuje model ili površinu koja složenog spoljašnjeg izgleda, ali ustvari sačinjen prostom kombinacijom objekata.

Najjednostavniji solid objekti koji se koriste pri modeliranjunazivaju se primitive (cuboid, cilindar,…). Kaže se da je model sačinjen od primitiva, pod tim podrazumevajući korišćenje tipičnih Bulovih operacija kao što su: unija, presek i razlika.

14/14/2121

Primitive Primitive pripri CSG modelCSG modeliranjuiranju::

Cuboid Cylinder Sphere

Pyramid Cone Torus

15/15/2121

VVisuisualizacija pomoalizacija pomoćću u žžiiččanog modelaanog modelakao primerkao primer zaza genergenerisanjeisanje CSG modelCSG modelaa::

2 start parts:cuboid A, cylinder B displaced, 2 parts addition one part

A minus B B minus A intersection

16/16/2121

VVisuisualizacija pomoalizacija pomoćću solidau solidakao primerkao primer zaza genergenerisanjeisanje CSG modelCSG modelaa::

17/17/2121

Modeliranje pomoModeliranje pomoćću graniu graniččnih povrnih površšina ina --BoundaryBoundary--REPresentation modelREPresentation model(B(B--REP model)REP model)

Kod B-REP modela, zapreminski model je opisan njegovim površinama. Za razliku od 2D tehnika, kod ovakvog modeliranjasve površine imaju normalnu orijentaciju, tako da je obuhvaćena zapremina eksplicitno opisana. Topološki kriterijumi su iskorišćeniza interno definisanje samih površina (surfaces’ arrangement).

Primitive za B-REP modele:

plane surfaces curved surface free form surface

18/18/2121

OperatorOperatori pri i pri BB--REP modelREP modeliranjuiranju::

Sweep operacije

Reconstruction from views – vizuelizacija 3D modela jegenerisana polazeći od neophodnih ortogonalnih projekcija dela. Projekcije moraju nedvosmisleno i potpuno da opisujumodelirani deo, što znači da je neophodno i crtanje i nevidljivih ivica (npr. kao isprekidane linije).

translation along a curve (trajectory) rotation

19/19/2121

Rekapitulacija 3D operacija i operatora (1):

20/20/2121

Rekapitulacija 3D operacija i operatora (2):

21/21/2121

Pregled karakteristika za razliPregled karakteristika za različčiteite modelemodele

ModelsHints

Wireframe model

Surface model

Wireframe-surface model

B-REP Model

CSG Model

Technical draft • • • • •

Line visualization • • • • •

Blank hidden edges o o • •

Surface lines o o o

Sections o o o o

Shading o o o o

Motion analysis o o o o o

Exploded view o o

•possible oconditional possible