Автокад 3д моделирование уроки для начинающих. Создание новой пользовательской системы координат. Панель создания геометрических тел

Кроме широчайшего инструментария для создания двухмерных чертежей, Автокад может похвастать функциями трехмерного моделирования. Эти функции довольно востребованы в сфере промышленного дизайна и машиностроении, где на основе трехмерной модели очень важно получить изометрические чертежи, оформленные в соответствии с нормами.

В данной статье ознакомимся с базовыми понятиями о том, как выполняется 3D моделирование в AutoCAD.

Для того, чтобы оптимизировать интерфейс под нужды объемного моделирования, выберите профиль «Основы 3D» в панели быстрого доступа, находящуюся в левом верхнем углу экрана. Опытные пользователи могут воспользоваться режимом «3D-моделирование», который содержит большее количество функций.

Находясь в режиме «Основы 3D», мы рассмотрим инструменты вкладки «Главная». Именно они обеспечивают стандартный набор функций для 3D-моделирования.

Панель создания геометрических тел

Перейдите в режим аксонометрии, нажав на изображение домика в верхней левой части видового куба.

Первая кнопка с выпадающим списком позволяет создавать геометрические тела: куб, конус, сферу, цилиндр, тор и прочие. Чтобы создать объект, выберите его тип из списка, введите его параметры в командной строке или постройте графическим способом.

Следующая кнопка — операция «Выдавить». Она часто применяется для того, чтобы вытянуть в вертикальной или горизонтальной плоскости двухмерную линию, придав ей объем. Выберите этот инструмент, выделите линию и отрегулируйте длину выдавливания.

Команда «Вращать» создает геометрическое тело путем вращения плоского отрезка вокруг выбранной оси. Активируйте эту команду, нажмите на отрезок, начертите или выберите ось вращения и в командной строке введите количество градусов, на которое будет осуществляться вращение (для полностью цельной фигуры — 360 градусов).

Инструмент «Лофт» создает форму на основе выбранных замкнутых сечений. После нажатия кнопки «Лофт» выбирайте поочередно нужные сечения и программа автоматически построит по ним объект. После построения пользователь может менять режимы построения тела (гладкий, по нормали и другие), нажав на стрелочку возле объекта.

«Сдвиг» выдавливает геометрическую форму по заданной траектории. После выбора операции «Сдвиг», выделите форму, которая будет смещаться и нажмите «Enter», после этого выделите траекторию и еще раз нажмите «Enter».

Остальные функции в панели «Создать» связаны с моделированием полигональных поверхностей и предназначены для более глубокого, профессионального моделинга.

Панель редактирования геометрических тел

После создания базовых трехмерных моделей рассмотрим наиболее часто употребляемые функции их редактирования, собранные в одноименной панели.

«Вытягивание» — функция аналогичная выдавливанию в панели создания геометрических тел. Вытягивание применяется только для замкнутых линий и создает твердотельный объект.

С помощью инструмента «Вычитание» выполняется отверстие в теле по форме пересекающего его тела. Начертите два пересекающихся объекта и активируйте функцию «Вычитание». Затем выделите объект, из которого нужно вычесть форму и нажмите «Enter». Далее выделите пересекающее его тело. Нажмите «Enter». Оцените результат.

Создайте сглаживание угла твердотельного объекта с помощью функции «Сопряжение по кромке». Активируйте эту функцию в панели редактирования и щелкните на грани, которую нужно скруглить. Нажмите «Enter». В командной строке выберите «Радиус» и задайте величину фаски. Нажмите «Enter».

Команда «Сечение» позволяет отсекать плоскостью части существующих объектов. После вызова этой команды, выберите объект, к которому будет применяться сечение. В командной строке вы найдете несколько вариантов проведения сечения.

Предположим, у вас есть вычерченный прямоугольник, которым вы хотите обрезать конус. Нажмите в командной строке «Плоский объект» и щелкните на прямоугольнике. Затем щелкните на той части конуса, которая должна остаться.

Для проведения этой операции прямоугольник должен обязательно пересекать конус в одной из плоскостей.

Таким образом, мы вкратце рассмотрели основные принципы создания и редактирования трехмерных тел в Автокаде. Изучив эту программу более глубоко, вы сможете овладеть всеми доступными функциями 3D-моделирования.

3d моделирование в Автокаде нашло огромное применение в таких сферах, как строительство и архитектура, машиностроение, геология и геодезия, сети инженерно-технического обеспечения и различные виды дизайна.

В AutoCAD 3D построения нельзя начать «с нуля». Нужно иметь общее представление о работе 2D инструментов, а также понимать логику работы программы.

3D рабочее пространство в Автокаде

3D моделирование в Автокад начинается со смены рабочего пространства и выбора подходящего вида (изометрии).

По умолчанию в последних версиях программы стоит рабочее пространство «2D рисование и аннотации», которое не подходит для трехмерного моделирования. Его следует изменить на 3D-моделирование.

Чтобы сменить рабочее пространство нужно нажать на шестеренку либо в верхнем левом углу программы, либо в правом нижнем углу, как показано на рис.

После смены рабочего пространства на ленте-палитре появляются вкладки, панели и команды для работы с 3D объектами. Но вот графическое пространство остается неизменным. Как видно, отсутствует ось Z. На самом деле, ось Z есть. Просто она направлена как бы от нас и проецируется в точку, поэтому мы ее не видим.

Самый быстрый способ «попасть» в трехмерное пространство – это зажать Shift + колесико мыши. Активизируется команда 3D ОРБИТА, которая позволяет перемещаться вокруг объектов не изменяя их местоположение.

Такой подход не самый правильный, но наглядный, быстрый и достаточно удобный. Так же изменить ориентацию осей можно выбрав в левом верхнем углу рабочего пространства один из видов изометрий.

Видовой куб – альтернативный вариант навигации в трехмерном пространстве. Нажимая на его ребра, грани или углы, вы переключаетесь между стандартными и изометрическими видами модели.

Ну и еще один вариант, это перейти на вкладку «Вид», выбрать панель «Виды» и там в выпадающем списке можно выбрать стандартные виды графического пространства.

Теперь можно приступать непосредственно к моделированию. В заключении хочется отметить, что уроки Автокад 3D будут эффективны, только лишь если вы будет прорабатывать данный материал на практике. Не пренебрегайте этим!

Главное правило создания 3D моделей в AutoCAD

В данной статье я бы хотел уделить внимание очень важной вещи, которую нужно соблюдать всегда при создании 3д модели Автокад.

Особенно, если вы новичок и хотите создавать в AutoCAD 3D модели быстро и качественно, а главное, не переделывать их по несколько раз, то обязательно ознакомьтесь с этим материалом.

Создание 3д модели в Автокаде

Создание 3d моделей в AutoCAD требует четкого понимая того, как 3D объект ориентирован относительно осей X и Y.

Все на самом деле очень просто. Давайте рассмотрим пример создания простейшего трехмерного примитива — «Ящик» (параллелепипеда).

Итак, на вкладке «Главная» на панели «Моделирование» выбираем команду «Ящик».

Первым делом необходимо указать первый угол прямоугольника, лежащего в основании. Зададим это графически, произвольно щелкнув ЛКМ в пространстве построения модели.

Обратимся к параметру «Длина», чтобы задать значения длины и ширины прямоугольника, лежащего в основании параллелепипеда.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Напомню, что по умолчанию, как и с 2D примитивом, при выполнении команды «Прямоугольник» необходимо указать первый угол и противоположный. Однако намного чаще приходится работать с конкретными размерами примитива, поэтому и следует выбирать параметр «Длина».

Теперь, чтобы задать длину прямоугольника, сначала курсором мыши следует указать направление, а затем ввести цифровое значение (в нашем случае это 100 мм).

Основное правило, которое следует соблюдать – это отводить курсор мыши параллельно оси X или Y, до того момента, пока не появиться ось отслеживания. И только потом вводить значение длины.

Аналогичная ситуация и с заданием ширины прямоугольника. Но тут уже проще, т.к. данный параметр связан с длиной. Тут имеет значение только направление – против оси Y или положительное направление. Произвольно отведем курсор в сторону и зададим значение 50 мм.

Остался последний параметр – высота параллелепипеда. Тут роль играет ось Z и ее направление. Если вы отведете курсор мыши вниз, то ящик, соответственно, будет строиться вниз (значение по оси z будет отрицательное). И наоборот.

В нашем же примере зададим ориентацию ящика вверх и укажем значение 150 мм.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Чтобы появлялась ось отслеживания, а значения параметров можно было вводить непосредственно в графическом пространстве, должны быть подключены соответствующие режимы и привязки (см. рис.).

Всего готово. Можно приступать к дальнейшему моделированию. Но давайте посмотрим, что если не соблюдать «правило параллельности».

На первый взгляд ничего страшного нет. Все размеры сохраняются, и в AutoCAD 3D моделирование можно было бы продолжить, но… Это самая распространенная ошибка всех новичков!

Все 3D модели Автокад являются составными объектами. А это значит, что более простые примитивы следует совмещать и, используя логические операции, в результате у вас получиться нужная модель. И если изначально неправильно позиционировать объекты относительно осей X и Y, то вероятнее всего придется все переделывать.

Я немного забегу вперед и попытаюсь разъяснить вышесказанное на конкретном примере.

Допустим перед нами стоит задача сделать следующую трехмерную модель.

Если посмотреть внимательно и разобрать ее на составные элементы, то мы увидим, что все состоит из ящиков определенных размеров. Давайте попробуем начертить основание двумя способами:

1. Будем чертить все объекты параллельно осям, а затем совмещать их и применять логические команды.

2. Будем чертить параллелепипеды по размерам, но ориентацию соблюдать не будем.

Теперь, используя инструменты редактирования и привязки, совместим наши отдельные объекты.

В первом случае достаточно дважды применить команду «Перенести», после чего выполнить логическую команду «Вычитание», в то время как во втором случае, сначала несколько раз — «Поворот», чтобы объекты приняли правильную ориентацию относительно друг друга, а только потом – команды «Перенести» и «Вычитание». Вся сложность в том, что мы не знаем угол поворота объектов и все делаем «на глаз». Отсюда и результат:

Вся правда в том, что во втором случае, как бы вы не старались повернуть объекты относительно друг друга, всегда будет оставаться погрешность.

Теперь вы понимаете, как в Автокаде сделать 3д модель правильно и не переделывать все заново.

Данный урок открывает раздел посвященный изучению основ 3D моделирования в системе AutoCAD и рассказывает о основных знаниях, необходимых для работы с 3D объектами, ориентированием в пространстве, а так же о использовании систем координат для построения объектов.

Трехмерные координаты

Мировая система координат WCS — World Coordinate System , значок которой находится в левом нижнем углу окна чертежа, имеет три оси. Ось Х направлена??слева направо, ось Y — снизу вверх и ось Z имеет направление в сторону пользователя перпендикулярно плоскости XY , что совпадает с плоскостью экрана. При моделировании двумерных объектов в плоскости XY, точка определялась значением двух координат X и Y , координату Z , равную нулю можно было игнорировать. В трехмерном пространстве точка определяется тремя координатами X, Y, Z .

Методы введения трехмерных координат

Как и на плоскости, точку можно определить с помощью значений абсолютных или относительных координат .

Абсолютные координаты определяют положение точки относительно начала координат — точки с координатами 0,0,0. Запись относительных координат начинается символом @ и определяет положение точки относительно последней введенной (@x,y,z) .

В трехмерном пространстве можно задавать прямоугольные Декартовы координаты точки в виде x, y, z . Аналогом полярных координат на плоскости, в трехмерном пространстве является цилиндрические и сферические координаты точки.

Цилиндрические координаты точки определяют расстояние от начала координат вдоль направления, заданного углом относительно оси Х , и значением Z вдоль перпендикуляра к плоскости XY(@ расстояние < угол, z или расстояние < угол, z).

Сферические координаты точки (@ расстояние < угол 1 < угол 2 или расстояние < угол 1 < угол 2) определяют ее положение расстоянием от начала координат вдоль направления, заданного углом относительно оси Х и углом относительно плоскости XY . Ввести координаты можно с клавиатуры в командной строке или использовать интерактивный способ, нажав левую кнопку «мыши » в определенной точке. При вводе координат интерактивным методом необходимо включить режим объектной привязки к характерным точкам объектов и режим объектного отслеживания.

Фильтры точек Координаты точки можно указать с помощью фильтра. Фильтром определяются значения координат Х и (или) Y , и (или) Z точки, показанной курсором. Далее система предложит ввести координаты не определенные фильтром. Используются следующие фильтры:. X,. Y,. Z,. XY,. XZ,. YZ . Например, чтобы указать точку, значения координат X , Y которой совпадают со значением координат X, Y определенной точки чертежи придерживаются диалога:

Знак системы координат В левом нижнем углу экрана находится знак системы координат, который показывает направление осей координат, ориентацию плоскости XY и отмечает начало координат. AutoCad позволяет управлять видом знака, изменять его стиль. Выбрать форму знака можно в диалоговом окне , которое вызывается из выпадающего меню Viev ? Display ? UCS Icon ? или опцией Properties команды UCSICON В окне выбирается стиль (2D или 3D) отображение знака. Поле UCS icon size устанавливает величину знака в процентном отношении размера экрана (доступны значения от 5 до 95). И в поле UCS icon color из списка можно выбирать цвет отображение знака.

Системы координат

AutoCad позволяет строить объекты в любой плоскости трехмерного пространства. Для упрощения построения объектов в плоскости, не параллельной плоскости построения XY , необходимо задать систему координат так, чтобы совместить плоскость построения XY с данной плоскостью, т.е. осуществить переход от мировой системы координат в систему координат пользователя. Осуществляется переход командой UCS (User coordinate system) . Начало системы координат пользователя, как правило, переносят в угол или в центр объекта, который на данной плоскости строится. Ориентация осей X, Y и Z определяется по правилу правой руки. Если средний, указательный и большой пальцы сориентировать взаимно перпендикулярно, то большой палец указывает направление оси Х , указательный — оси Y , а средний — оси Z . Поворот в положительном направлении системы координат вокруг любой из осей выполняется против часовой стрелки. Поворачивая руку, можно предусмотреть как будут направлены оси. Команда UCS (Система координат пользователя)Способы ввода команды:

• Набрать с клавиатуры команду UCS .
• Вызов меню: Tools ? New UCS

Команда предназначена для создания, сохранения, восстановления или уничтожения системы координат пользователя и имеет ряд опций, которые выводятся в командном строке после ввода команды: Command: ucs Current ucs name: * WORLD * Enter an option

• New (Новая) — переход к созданию системы координат пользователя.
• Move (Переместить) — позволяет задать точку, в которую переместится начало координат. Соответствующая кнопка.
• orthoGraphic (Ортогональная ) — выбор одной из шести стандартных ортогональных систем координат. Каждую из этих систем можно выбрать нажав кнопку со списком, содержащим перечень стандартных систем.
• Prev (Предыдущая) — возврат к предыдущей системы координат пользователя.
• Restore (Восстановить) — восстановление системы координат пользователя с ее именем.
• Save (Сохранить) — сохранение текущей системы под заданным именем, не превышает 256 символов.
• Del (Удалить) — уничтожение именуемой системы координат.
• Apply (Применить) — применить систему координат пользователя текущего видового экрана в всех или выбранных видовых экранов.
• ? — Вывод списка именованных систем координат пользователя и их характеристик.
• World (Мир) — возвращение в мировую систему координат.

Создание новой пользовательской системы координат

• Чтобы построить новую систему координат пользователя, выбирается опция New команды UCS , которая в свою очередь предоставляет доступ к ряду опций, предназначенных для создания систем координат.
• ZAxis (ZОсь) — новая система координат определяется точкой, задает начало координат и направление оси Z . В зависимости от наклона оси Z одна из осей X или Y остается параллельной плоскости XY .
• 3point (3 точки) — система задается тремя точками, первая из которых начало координат, вторая указывает положительное направление оси Х , третья положительный направление оси Y . Данный способ наиболее распространен для создания системы координат.
• OBject (Объектная система координат) — система координат выравнивается по плоскости двумерного объекта.
• Face (Грань) — выравнивание системы координат по плоскости грани трехмерного объекта.
• View (Вид) — установка системы координат параллельной плоскости экрана.

X / Y / Z (Поворот вокруг осей X, Y, Z) — система координат возвращается вокруг указанной оси в соответствии с правилом правой руки. Выполняя построения объектов в системе координат пользователя, координаты точек указываются относительно текущей системы. Если необходимо указать координаты точки в мировой системе координат, в то время как она не является текущей, перед значением координат ставится символ звездочки: * 77,49.

Уровень и высота

Плоскость экрана, которая совпадает с плоскостью XY мировой системы координат, называется плоскостью построений. Строя двумерные объекты, можно изменять их уровень, то есть управлять перемещением плоскости построений вдоль оси Z .

Наблюдать за изменением уровня плоскости можно при переходе к изометрических видов. Осуществляется переход через пункт меню View ? 3D View s , далее выбирается один из изометрических видов, например SW изометрия (юго — западная изомер -рия). Графический экран изменяется. Значок мировой системы координат переместится в центр экрана, и на ней будет отражена ось Z , отрезки, образуют перекресток, направляются параллельно осям X и Y . Двумерные графические примитивы отображаются в изометрических проекциях.

Нарисуем четырехугольник первый угол которого находится в начале координат, противоположный угол в точке с координатами (200, 100):

Command: _rectang Specify first corner point or [ Chamfer / Elevation / Fillet / Thickness / Width ] : 0,0

Specify other corner point or [ Dimensions ] 200,100

Вызовем контекстное меню данного объекта и выберем команду Properties . Изменить уровень плоскости построения можно введением положительного или отрицательного числа в поле Elevation . Введя значение 100, получим смещение объекта вверх вдоль оси Z , отрицательное значение в поле приведет к смещению объекта вниз вдоль оси Z .

Один из способов создания трехмерных объектов — выдавливание. Выдавливанием называется изменение такого свойства двумерного объекта, как толщина или высота. Выполнить операцию можно, выбрав из контекстного меню объекта команду Свойства и изменив значение в поле Thickness (Высота). Вводить можно как положительное, так и отрицательное значение. В первом случае объекты выдавливаются вдоль положительного направления оси Z , во втором случае вдоль отрицательного направления.

На криволинейной части объектов система выводит некоторое количество образующих. Выдавливание полилинии, прямоугольника, создает объекты с непрозрачными боковыми стенками, в то же время цилиндр, образованный выдавливанием круга, имеет также и непрозрачные основы.

Трехмерные полилинии

К трехмерных объектов принадлежит также трехмерная полилиния.Трехмерная полилиния — трехмерный объект, состоящий из связанных прямолинейных сегментов, вершины которых имеют какие-либо координаты трехмерного пространства. Трехмерная полилиния не принадлежит единой плоскости, и для ее сегментов не задается тип линий. Для черчения трехмерной полилинии предназначена специальная команда 3DPOLY, не поддерживает следующие функции команды строительства двумерной полилинии, как строительство дуг, изменение толщины линий. Трехмерная полилиния (3DPOLY)Способы ввода команды:

• Набрать с клавиатуры команду 3DPOLY
• Вызов меню: Draw ? 3D Polyline

После ввода команды выдаются запросы на ввод значений координат точек: Command: _3dpoly Specify start point of polyline: 20,100,50 Specify endpoint of line or [ Undo ] : 110,45,79 Specify endpoint of line or [ Undo ] : После создания двух и более прямолинейных сегментов полилинии запрос меняется: Specify endpoint of line or [ Close / Undo ] : Опции команды:Close (Замкнуть) — последняя точка полилинии соединяется с первой. Undo (Отменить) — уничтожается последний сегмент и ожидается ввод координат следующей точки. Для редактирования трехмерных полилиний, как и для редактирования двумерных полилиний, используют команду PEDIT. Команда PEDIT (Редактирование полилиний)Способы ввода команды:

Командой можно редактировать одну или сразу несколько полилиний. После ввода команды система предложит выбрать полилинию: Select polyline or [ Multiple ]. Если же выбрать параметр Multiple , то можно редактировать несколько полиллиний. Далее предлагается выбрать опцию: Enter an option [ Close / Edit vertex / Spline curve / Decurve / Undo ] : Опции команды имеют следующее содержание:

• Close — Замыкание открытой полилинии. Добавляется сегмент, соединяет начальную и конечную точки.
• Edit vertex — Доступ к списку параметров, которые используются для редактирования вершин полилинии.
• Spline curve — Преобразует полилинию в сплайн.
• Decurve — Отменяет сглаживания. Возвращает полиллинию к предыдущему — него состояния.
• Undo — Отменяет действие последней операции команды Pedit .

На этом знакомство вводный урок в раздел 3D моделирования окончен, а уже в следующем уроке мы начнем знакомить вас с 3D примитивами и способами их построения.

Кроме использования 3D примитивов, в AutoCAD есть возможность создавать сложные формы из 2D примитивов. Это инструменты выдавливания, лофтинга, вращения и сдвига. С помощью них можно достаточно сложные объекты в несколько кликов мыши. В этой статье я рассмотрю каждый из них.

1. Выдавливание в AutoCAD

Инструмент позволяет выдавить 3D тело, либо поверхность, из плоских элементов. Например, таким образом можно 3D моделировать в AutoCAD коробку помещения. Инструмент работает следующим образом. Выбираем объект выдавливания и применяем к нему инструмент.

2. Лофт в AutoCAD

Данный инструмент позволяет создавать сложные формы по сечениям. Достаточно создать несколько уровней тела и с помощью инструмента «Лофт», связать их друг с другом.

3. Вращение в AutoCAD

С помощью этого инструмента создаются все круговые формы. Нужно выбрать инструмент и ось вращения.

4. Сдвиг в AutoCAD

Сдвиг позволяет получать сложные тела и поверхности путем сдвига объекта по заданной траектории. Инструмент отлично подходит для 3D моделирования в AutoCAD заборов, лестниц, трубопроводов и т. д.

5. Политело в AutoCAD

Инструмент позволяет создавать политела. По действию поход на полилинию, но результатом служит 3D тело.

Доброго времени суток, блуждающий в уютных интернетах). Рад приветствовать тебя здесь! Сегодня мы перейдем к этапу 3D моделирования в AutoCAD.
Современное проектирование - это не только плоское черчение, и . Это еще и разработка 3-хмерных моделей для оценки их эстетической составляющей, а также наглядной оценки расположения их в пространстве.

Конечно, 3-хмерное моделирование освоить немного сложнее, потому что тут уже не две координаты, а три, определяющих положение в пространстве. Но, все же, большинство принципов переходит из .

Итак, прошу вас сразу же отбросить сомнения, что «Это так сложно!», насмотревшись суперреалистичных визуализаций и видео в интернете, «Для этого нужен талант, я так никогда не смогу...». Нужно просто начать! А там посмотрите, как оно и к чему.
Чтобы перейти к инструментам, которые нам понадобятся для трехмерного моделирования, нужно выбрать тип рабочего пространства «3-D моделирование»

Теперь в ленте собраны все основные инструменты, которые нужны нам для 3D моделирования.
Если вы до сих пор все еще твердо хотите научиться трехмерному моделированию и вас не испугали все эти новые иконки, то выделите для себя эти основные принципы, которые помогут вам быстро разобраться с темой:

1) Любой объект моделируется из примитивов . Т.е. здесь нет кнопки которая строит фигуру в виде дома или корабля. Все это будет состоять из параллелепипедов и сфер, поверхностей и других стандартных тел.

2) После выбора команды всегда смотреть в командную строку : там вы увидите подсказки, что же нужно сделать, чтоб завершить то или иное действие.

Следуя этим принципам все у вас непременно получиться!

Итак, краткий обзор интерфейса для тех, кто не ознакомился с .

В ленте инструментов собраны основные команды, которые относятся к выбранному рабочему пространству. В нашем случае это «3D моделирование»
По умолчанию у нас плоский вид, для перехода в перспективу, можно воспользоваться либо видовым кубом, или с зажатым Shift нажать колесико мыши и совершить движение мышью.

Для наглядности создадим в пространстве несколько объектов

Ящик строиться так же, как и прямоугольник (указанием диагонали), но с заданием высоты вдоль оси Z.
Для построение какого либо объекта на грани другого нужно выбрать команду построения объекта, а затем навести на нужную грань после подсвечивания грани можно начинать построения.

В правом верхнем углу рабочего пространства находятся кнопки управления отображения объектов и переключение основных видовых проекций