60899

Полигональное моделирование. Общие сведения

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Полигональное моделирование является одним из основных способов моделирования. При полигональном моделировании изменяют форму объекта, непосредственно воздействуя на его составляющие.

Русский

2014-05-22

1.04 MB

3 чел.

Общие сведения

Полигональное моделирование (редактирование сетки или редактирование каркаса) является низкоуровневым моделированием и основано на манипулировании непосредственно с вершинами, ребрами и гранями объектов (рис. 1).

Рисунок 1. Составляющие любого полигонального объекта.

Полигональное моделирование является одним из основных способов моделирования. При полигональном моделировании изменяют форму объекта, непосредственно воздействуя на его составляющие. Для обеспечения этой разновидности моделирования в 3d studio max применяются:

– объекты типа Editable Mesh. Mesh может переводиться как петля, ячейка сети (решетки), поэтому и сам объект может быть переведен как «Редактируемая Сетка» или «Редактируемый Каркас».
Объект
Editable Mesh может быть получен при помощи конвертирования, а также операции сворачивания стека.

–модификатор Edit Mesh (Редактирование Сетки (Редактирование Каркаса)).

Выбор подобъектов

Грань является треугольником, обычно две треугольные грани лежат в одной плоскости и объединены в прямоугольную грань. Чтобы перейти на уровень редактирования подобъектов:

1. Нажмите кнопку Sub-Object (Подобъект).
2. Выберите уровень из всплывающего меню объекта.
3. Используйте кнопки в свитке
Selection (Выбор):

– уровень вершин;

– уровень ребер;

– уровень треугольных граней;

– уровень прямоугольных граней;

– уровень всех граней.

Назначение инструментов для редактирования сетки (редактирования каркаса), показанных на рис. 2, описано в табл. 1.

Рисунок 2. Инструменты для работы с редактируемой сеткой (редактируемым каркасом).

Таблица 1
Назначение инструментов редактирования сетки (редактирования каркаса):

Название

Уровень: V – вершина, Edg – ребро, F –треугольная грань, Poly – грань.

Назначение кнопки

1

Create

V, F, Poly

Добавление элементов.

2

Delete

V, Edg, F, Poly

Удаление элементов.

3

Attach

V, Edg, F, Poly

Присоединение других (независимых) (Attach List) объектов сцены. Объекты другого типа автоматически конвертируются в объекты типа Mesh.

4

Detach

V, Edg, F, Poly

Отделение подобъектов с созданием на их основе независимого объекта. Появляется диалоговое окно, где нужно ввести имя, флажок Detach as Clone позволяет отделить не сам подобъект, а его копию.

5

Divide, Break

V, Edg, F, Poly

Операция Divide делит подобъект на две части. Операция Break разбивает выделенные вершины так, чтобы ни одна из них не принадлежала более
чем одной грани.

6

Turn

Edg

Поворот выделенной грани на 90° с образованием на ее основе двух треугольных граней, где данная грань
является общей.

7

Extrude

Edg, F, Poly

Выдавливание подобъектов. Величина выдавливания вводится в соседнее поле.

8

Chamfer, Bevel
(F, Poly, Edg)

V, Edg, F, Poly

Кнопка Chamfer позволяет создать фаску на основе выбранных подобъектов. Bevel позволяет стянуть
или расширить выбранную совокупность.

9

SlicePlane

V, Edg, F, Poly

Установка вспомогательной плоскости для операции Slice.

10

Slice

V, Edg, F, Poly

На месте пересечения плоскости и объекта создаются новые элементы.

11

Cut

Edg, F, Poly

Инструмент позволяет вручную создавать новые ребра и рассекать грань, добавляя ребро. При установленном флажке Split создаются две вершины на концах точек рассечения ребер. Установка флажка Refine Ends ведет к разбиению примыкающих граней,
чтобы предотвратить появление ненужных отверстий.

12

Selected

V

Инструмент позволяет удалить вершины путем их аппроксимации в одну усредненную общую (слияние);
граница (минимальное расстояние между вершинами, при котором начинает действовать слияние) задается рядом. Операция применяется к выделенной совокупности вершин.

13

Target

V

Действие кнопки подобно Selected, но усредненную точку пользователь выбирает сам (значение в рядом
расположенном поле задает максимальную дистанцию между указателем мыши и целью, при которой происходит слияние).

14

Tessellate

F, Poly

Добавляет грани сразу ко всему объекту, т.е. происходит разбиение на более мелкие части.

15

Explode

F, Poly

Отделяет подобъект либо в подобъект, который находится внутри объекта (Element), либо в независимый объект (Object).

16

Remove Isolated
Vertices

V, Edg, F, Poly

Удаление вершин, которые не связаны гранями.

17

Select Open Edges

Edg

Выделяет ребра, которые входят только в одну грань.

18

Create Shape
from Edges

Edg

Создание формы из ребра.

19

View Align

V, Edg, F, Poly

Выравнивание по плоскости активной проекции.

20

Grid Align

V, Edg, F, Poly

Выравнивание по активной решетке.

21

Make Planar

V, Edg, F, Poly

Превращение набора граней в плоскость.

22

Collapse

V, Edg, F, Poly

Инструмент позволяет объединить (свернуть) все вершины в одну.

 

 Объекты NURMS (NON-UNIFORM RATIONAL MESH SMOOTH)

Чтобы сделать любой полигональный объект более скругленным и плавным, используют модификатор MeshSmooth (Сглаживание сетки (Сглаживание каркаса)). Модификатор Mesh Smooth позволяет сглаживать объекты по технологии NURMS. Технология сглаживания полигональных объектов NURMS (Non- Uniform Rational Mesh Smooth) основана на том, что вершины и ребра могут иметь определенный вес, который влияет на силу сглаживания. Вес задается в группе Display/Weighting (Показать/Задать вес), значение Weight (Вес).

Построение первой трехмерной сцены

Создание объекта «истребитель»

Создания «истребителя» будем производить из обычного параллелепипеда, подобно тому, как «скульптор лепит свои творения из куска глины».

1. Загрузите 3d studio max и и начните новый файл сцены.

2. Создайте две плоскости, как показано на рис. 1.

 

Рисунок 1. Плоскости, на которых будет располагаться фон.

3. Теперь установите на них материалы с изображениями. Изображения самолетов:

Изображение 1.

Изображение 2.

После установки изображений, окно 3dS max должно выглядеть следующим образом (рис. 2).

Рисунок 2. Фон наложен на плоскости.

 

4. Создайте объект Box, параметры сегментов граней задайте как показано на рис. 3 и разместите его как показано на рис. 4:

Рисунок 3. Параметры сегментов граней объекта Box.

Рисунок 4. Расположение объекта Box в сцене.

5. Перейдите на вкладку Modify (Изменить), назначьте модификатор EditMesh (Редактирование каркаса) или сконвертируйте (преобразуйте) примитив в объект Editable Mesh (Редактируемый каркас).

Перейдите на уровень редактирования граней (
Face). Для создания крыльев выделите три боковые грани (рис. 5): сначала выберите первую грань, затем, удерживая клавишу <Ctrl>, выберите вторую.

Трижды проведите операцию
Extrude (Выдавливание) примерно на величину 25-30 единиц, чтобы после операции редактируемый объект на виде сверху выглядел, как показано на рис. 6.

Рисунок 5. Выделение 3 граней объекта.

Рисунок 6. Заговка для крыла после выдавливания.

Перейдите на уровень редактирования вершин (Vertex). Редактирование проводите в окне проекции Top, причем производите захват не только верхней вершины, а всего столбца и придайте форму крылу, чтобы она соответствовала рисунку самолета , расположенного на нашей плоскости (рис. 7):

Рисунок 7. Выравнивание крыла самолета.

Теперь выдавите боковую грань, как показано на рис. 8:

Рисунок 8. Выдавливание боковой грани.

Теперь выделите грань в задней части заготовки - после выдавливания и преобразования из нее должен получиться стабилизатор. Для этого сначала выделите грань, как показано на рис. 9:

Рисунок 9. Грань для создания стабилизатора.

Теперь примените операцию выдавливания со значением 1. Таким образом произойдет очень маленько выдавливание (рис. 10-а), но полученная грань позволит нам создать новый кусок объекта не затрагивая основу корпуса. Теперь выделите 2 правые вершины новой грани , после чего переместите их по оси X на небольшое расстояние влево (рис. 10-б). Далее выделите полученную грань (рис. 10-в):

Рисунок 10. Выдавливание заготовки под стабилизатор.

Выдавите и отредактируйте грань, чтобы она приняла форму, показанную на рис. 11. Затем, чтобы создать выступающую часть двигателя выдавите заднюю грань и с помощью масштабирование немного уменьшите ее (рис. 12).

Рисунок 11. Начальная часть стабилизатора.

Рисунок 12. Выдавленная масштабированная грань двигателя.

Теперь отредактируйте стабилизатор, использую проекцию Top и управляя столбцами вершин (рис. 13):

Рисунок 13. Редактирование стабилизатора.

Теперь создадим вертикальный стабилизатор. Для этого выделим грань на верхней части самолета (рис. 14-а). Выдавим ее на небольшую высоту и замасштабируем (рис. 14-б). После это выдавим эту грань (рис. 14-в):

Рисунок 14. Создание вертикального стабилизатора.

Полностью отредактированный вертикальный стабилизатор должен выглядеть следующим образом (рис. 15):

Рисунок 15. Верхний стабилизатор.

Продолжая пользоваться операцией выдавливания и редактирования на уровне вершин завершите корпус самолета (рис. 16).

Рисунок 16. Завершающие этапы создания корпуса самолета.

Сузьте крыло и задний стабилизатор (рис. 17):

Рисунок 17. Сужение крыла.

Теперь необходимо создать вторую половину самолета. Для этого выделите весь объект, после чего воспользоваться модификатором Mirror, указав необходимую ось и установив галочку напротив параметра copy (копия). Далее управляя центром плоскости отражения установите отраженную часть на небольшом расстоянии от первой части. Как видно из рис. 18 необходимо выровнять нос самолета (как это показано на рис. 19).

Рисунок 18. Создание второй половины корпуса самолета.

Рисунок 19. Выравнивание носа самолета.

Теперь чтобы соединить две половинки нашего самолета конвертируйте объект в Editable Poly. Далее выделите все полигоны на границах соединения, как показано на рис. 20:

Рисунок 20. Выделение соединяющих граней.

Теперь, используя кнопку Bridge, создадим "Мост", объединяющий наш объект в единое целое (рис. 21):

Рисунок 21. Сверток Edit Polygons, кнопка Bridge.

Результат операции Bridge показан на рис. 22 - теперь наш объект стал единым целым.

Рисунок 22. Результат операции Bridge.

Создайте цилиндр, разместите его на месте кабины и с помощью модификатора Edit Mesh восстановите ее форму (рис. 23).

Рисунок 23. Создание стекла кабины.

Необходимо сделать форму самолета обтекаемой. Убедитесь, что вы вышли из режима редактирования подобъектов. Примените модификатор MeshSmooth (Сглаживание каркаса). Установите переключатель Classic (Стандартный режим). В группе Surface Parameters (Параметры поверхности) установите флажок Smooth Result (Сглаживать результат) (рис. 24).

Рисунок 24. Визуализированная модель до сглаживания (слева) и после (справа).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20091. Станки фрезерной группы. Их классификация. Краткая характеристика. Виды выполняемых работ. Приспособления и оснастка к ним 1.57 MB
  Приспособления и оснастка к ним. Приспособления для фрезерных станков. Эти приспия харся применением установов для быстрой настройки фрез и направляющих шпонок для правильного расположения приспия на столе станка. Шпонки крепятся на нижней части основания корпуса приспия их 2 разнесены на наибольшее расстояние.
20092. Инструментальные материалы. Требования, предъявляемые к ним. Классификация 38 KB
  Материалы для изготовления режущих инструментов. Инструментальные материалы подразделяются на следующие группы: Инструментальные стали; Твердые сплавы; Керамические материалы; Алмазы и синтетические сверхтвердые материалы. В результате термической обработки углеродистые стали приобретают твердость от 61 до 63 HRCэ и могут обрабатывать материалы твердостью до 30 HRCэ.
20093. Классификация режущего инструмента. Их технологические возможности 25.5 KB
  Габец Применяемые при обработке деталей машин и приборов режущие инструменты подразделяют как правило по конструкции и по виду обрабатываемых повтей. По конструкции инструменты подразделяются на следующие группы: 1 Резцы: резцы общего назначения и фасонные резцы. 2 Сверла это однолезвийные и многолезвийные режущие инструменты применяемые для получения отверстий в сплошном материале и для рассверливания отверстий. 3 Зенкеры 28лезвийные инструменты используемые для увеличения отверстий.
20094. ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ СТРУЖКИ И ЕЕ ТИПЫ. УСАДКА СТРУЖКИ.НАРОСТООБРАЗОВАНИЕ ПРИ РЕЗАНИИ. ВЛИЯНИЕ НАРОСТА НА ПРОЦЕСС РЕЗАНИЯ(«ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ОСНАСТКА») 86 KB
  УСАДКА СТРУЖКИ. Классификацию стружки предложил проф. При уменьшении среза повышении скорости резания и увеличении переднего угла отдельные элементы стружки станут менее отчетливыми и будут сходить без зазубки на ее внешней стороне.
20095. Обработка резанием. Кинематические и геометрические параметры и процессы резания. Главное движение и движение подачи. Элементы режима резания и геометрические параметры срезаемого слоя 101 KB
  Кинематические и геометрические параметры и процессы резания. Элементы режима резания и геометрические параметры срезаемого слоя. Для осуществления резания необходимо относительное движение между заготовкой и режущим инструментом. Совокупность движений сообщаемых механизмом станка в процессе резания инструменту и обрабатываемой детали представляет кинематическую схему резания.
20096. Сборочные приспособления . Разновидности , область применения, особенности конструкций, назначение 25.5 KB
  Рабочие повти их тщательно обрся имеют Тобразные пазы для закрепления собираемых деталей изготавливаются из чугуна. Служат для временного скркпления деталей и узлов в собираемых изделиях. Служат для поддержки и выверки громоздких и тяжёлых деталей. Блоки и подъёмники для деталей до 1т а больше краны.
20097. Контрольные приспособления. Разновидности, область применения, особенности конструкции, назначения 32 KB
  При выборе отсчетных измерительных средств в зависимости от допусков и серийности производства необходимо учитывать их метрологические и экономические показатели погрешность средства цена деления шкалы предел измерения чувствительность порог чувствительности и т. При конструировании контрольного приспособления одной из основных задач является уменьшение или полное устранение общей суммарной погрешности измерения. Погрешностью измерения называется отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Обязательными...
20098. Приспособления для фиксации крепления инструмента на станках. Особенности конструкций 55.5 KB
  Например для повышения произвти универсальных станков применяют многошпиндельные сверлильные и фрезерные головки многорезцовые поворотные резцедержатели к токарным станкам поворотное приспособление и т. Многошпиндельные головки. Головки: специальные универсальные. Специальными называют головки предназначенные для обработки деталей с определённым расположением отверстий.
20099. Элементы приспособлений для направления инструмента и контроля его положения 208 KB
  Расчет погрешностей настройки инструмента на размер. Эти элементы можно разбить на несколько групп: Элементы которые определяют момент прекращения момента подачи инструмента упоры. Элементы быстрой установки инструмента на размер шаблоны и установы.