6. REALIZAREA DE SUPRAFEŢE CU MODELE PREDEFINITE. ASCUNDEREA MUCHIILOR ACOPERITE ŞI

UMBRIREA SUPRAFEŢELOR

6.1. Generalităţi

Obiectele create prin modelare de suprafeţe sunt obiecte de o complexitate mai mare decât cea a modelelelor de sârmă, aceasta definind nu doar muchiile unui obiect, ci şi suprafeţele acestuia. Aceste modele permit funcţii de ascundere a unor muchii, de umbrire şi de randare.

6.1.1. Comanda 3D Comanda 3D permite realizarea de modele de suprafeţe poligonale cu ajutorul

unor obiecte predefinite, existente în cadrul programului. Pentru realizarea acestor obiecte, se utilizează o plasă poligonală cu feţe plane. Comanda poate fi aleasă din meniul derulant Draw > Surfaces > 3D Surfaces sau din bara cu instrumente (fig. 6.1).

Wedge Cone Dome Torus

Box Pyramid Sphere Dish

Fig. 6.1 Bara cu instrumente pentru alegerea modelului de suprafaţă Se pot obţine următoarele suprafeţe: paralelipiped (Box), con sau cilindru

(Cone), semisferă cu baza în sus (DIsh), semisferă cu baza în jos (DOme), suprafaţă definită de patru puncte (Mesh), piramidă (Pyramid), sferă (Sphere), tor (Torus) şi pană (Wedge).

Aceleaşi suprafeţe se pot obţine cu ajutorul comenzilor specializate, respectiv : • AI_BOX; • AI_WEDGE; • AI_PYRAMID; • AI_TORUS; • AI_CONE; • AI_DISH; • AI_DOME; • AI_MESH; • AI_SPHERE. În fig. 6.2 sunt prezentate tabelar suprafeţele ce pot fi realizate cu ajutorul acestor

comenzi.

Tabelul 6.1 Comenzi Comanda

3D (opţiuni)

Modele realizate

0 1 2 AI_BOX Box

AI_CONE Cone

AI_DISH DIsh

AI_DOME DOme

AI_MESH Mesh

AI_SPHERE Sphere

AI_TORUS Torus

AI_WEDGE Wedge

Tabelul 6.1 (continuare) 0 1 2

AI_PYRAMID Pyramid

Apex point Tetrahedron

Ridge Top

6.1.2. Ascunderea muchiilor acoperite şi umbrirea suprafeţelor Modul de afişare pe ecran a obiectelor 3D realizate prin modelare de suprafeţe

sau prin modelare solidă (v. cap. 5) poate avea mai multe forme de reprezentare: • forma “wireframe” – cu reprezentarea tuturor liniilor; • forma “hide” - cu ascunderea părţilor acoperite; • formele “shade” şi “render” – cu umbrirea în diferite moduri a suprafeţelor

vizibile şi cu ascunderea celor acoperite. În general, desenele 3D complexe, care prezintă o densitate mare de linii care

aparţin atât părţilor vizibile cât şi celor acoperite ale obiectului, sunt mai greu de înţeles în forma de reprezentare “wireframe”. Pe de altă parte, în multe situaţii devine foarte dificilă observarea efectelor unei comenzi asupra modelului realizat. Eliminarea acestor neajunsuri se poate face cu uşurinţă prin utilizarea comenzilor HIDE, SHADEMODE şi RENDER. Forma de vizualizare “render” este analizată în cap. 9.

6.1.2.1. Comanda HIDE

Comanda HIDE permite eliminarea liniilor ascunse dintr-o proiecţie ortogonală, sau din perspectivă, atunci când se utilizează comenzile VPOINT, DVIEW sau VIEW.

În fig. 6.2 este prezentată bara cu instrumente.

Hide

Fig. 6.2 Bara cu instrumente pentru HIDE 6.1.2.2. Comanda SHADEMODE Comanda SHADEMODE permite obţinerea unor afişări umbrite ale obiectelor

3D din viewport-ul curent. Bara cu instrumente şi modurile de umbrire ce se pot obţine cu aceasă comandă sunt prezentate în fig. 6.3.

Fig. 6.3 Efectele comenzii SHADEMODE

6.2. Exemplu

Se cere realizarea desenului din fig. 6.4, care cuprinde o serie de suprafeţe predefinite, suprafeţe analizate în cadrul acestui capitol. Se va utiliza cu precădere comanda 3D cu opţiunile acesteia, sau, se vor utiliza direct comenzile corespunzătoare generării acestor suprafeţe.

Se propune următoarea strategie de lucru:

Se mută UCS-ul în punctul de coordonate 100,100. Command: ucs Current ucs name: *WORLD* Enter an option [New /Move /orthoGraphic /Prev

/Restore /Save /Del /Apply /? /World] <World>: m Specify new origin point or [Zdepth]<0,0,0>: 100,100

Se stabileşte punctul de vedere de coordonate (1, -1.5,1). Command: vpoint *** Switching to the WCS *** Current view direction: VIEWDIR=0.00,0.00,1.00 Specify a view point or [Rotate] <display compass and

tripod>: 1,-1.5,1

Cu opţiunea ox a comenzii 3D, se realizează placa de bază (fig. 6.5, a). BCommand: 3d Initializing... 3D Objects loaded. Enter an option [Box/Cone/DIsh/DOme/Mesh/Pyramid/Sphere/Torus/Wedge]: b Specify corner point of box: 0,0 Specify length of box: 240 Specify width of box or [Cube]: 80 Specify height of box: 10 Specify rotation angle of box about the Z axis or

[Reference]: 0

Se mută UCS-ul în punctul de coordonate 10,10,10. Command: ucs Current ucs name: *NO NAME* Enter an option [New /Move /orthoGraphic /Prev

/Restore /Save /Del /Apply /?/World] <World>: m Specify new origin point or [Zdepth]<0,0,0>: 10,10,10

Se construieşte suportul vertical (fig. 6.4, b) cu comanda AI_PYRAMID sau cu opţiunea Pyramid a comenzii 3D, subopţiunea Top, conform dialogului:

Command: ai_pyramid Specify first corner point for base of pyramid: 0,0 Specify second corner point for base of pyramid: 20,0 Specify third corner point for base of pyramid: 20,60 Specify fourth corner point for base of pyramid or

[Tetrahedron]: 0,60 Specify apex point of pyramid or [Ridge/Top]: t Specify first corner point for top of pyramid: @0,10,80 Specify second corner point for top of pyramid:

@0,10,80

Specify third corner point for top of pyramid: @0,-10,80

Specify fourth corner point for top of pyramid: @0,-10,80

Command: Specify opposite corner: *Cancel*

Se copiază obiectul creat (suportul) în cealaltă poziţie (fig. 6.4, c). Command: copy Select objects: 1 found Select objects:↵ Specify base point or displacement, or [Multiple]: 0,0 Specify second point of displacement or <use first

point as displacement>: @200,0

Se plasează UCS-ul la capătul din dreapta al axului orizontal, cu axa Z orientată de-a lungul axei cilindrului (fig. 6.4, d).

Command: ucs Current ucs name: *NO NAME* Enter an option [New /Move /orthoGraphic /Prev

/Restore /Save /Del /Apply /?/World] <World>: m Specify new origin point or [Zdepth]<0,0,0>: 230,30,60 Command: ucs Current ucs name: *NO NAME* Enter an option [New /Move /orthoGraphic /Prev

/Restore /Save /Del /Apply /?/World] <World>: y Specify rotation angle about Y axis <90>: -90

Se construieşte cilindrul (fig. 6.4, e). Command: 3d Initializing... 3D Objects loaded. Enter an option [Box/Cone/DIsh/DOme/Mesh/Pyramid/Sphere/Torus/Wedge]:c Specify center point for base of cone: 0,0 Specify radius for base of cone or [Diameter]: 10 Specify radius for top of cone or [Diameter] <0>: 10 Specify height of cone: 240 Enter number of segments for surface of cone <16>:↵

Se construieşte semisfera şi se oglindeşte faţă de mijlocul paralelipipedului (fig. 6.4, e).

Command: 3d Initializing... 3D Objects loaded. Enter an option [Box/Cone/DIsh/DOme/Mesh/Pyramid/Sphere/Torus/Wedge]:di Specify center point of dish: 0,0

Specify radius of dish or [Diameter]: 10 Enter number of longitudinal segments for surface of

dish <16>:↵ Enter number of latitudinal segments for surface of

dish <8>:↵ Command: mirror3d Select objects: l 1 found Select objects: ↵ Specify first point of mirror plane (3 points) or [Object/Last/Zaxis/View/XY/YZ/ZX/3points]<3points>:mid of (se indică S1) Specify second point on mirror plane:mid of (se indică S2) Specify third point on mirror plane:mid of (se indică S3) Delete source objects? [Yes/No] <N>:↵

Se stabileşte modul shade hidden. Command: shademode Current mode: 2D wireframe Enter option [2D wireframe/3D wireframe/Hidden/Flat/Gouraud/fLat+edges/gOuraud+edges

] <Hidden>: h

Se construiesc celelalte trei obiecte (fig. 6.4, f). Command: 3d Enter an option [Box/Cone/DIsh/DOme/Mesh/Pyramid/Sphere/Torus/Wedge]:t Specify center point of torus: 0,0,50 Specify radius of torus or [Diameter]: 30 Specify radius of tube or [Diameter]: 10 Enter number of segments around tube circumference

<16>: 36 Enter number of segments around torus circumference

<16>: 18 Command: 3d Enter an option [Box/Cone/DIsh/DOme/Mesh/Pyramid/Sphere/Torus/Wedge]:s Specify center point of sphere: 0,0,115 Specify radius of sphere or [Diameter]: 30 Enter number of longitudinal segments for surface of

sphere <16>: 36

Enter number of latitudinal segments for surface of sphere <16>: 36

Command: 3d Enter an option [Box/Cone/DIsh/DOme/Mesh/Pyramid/Sphere/Torus/Wedge]:c Specify center point for base of cone: 0,0,150 Specify radius for base of cone or [Diameter]: 15 Specify radius for top of cone or [Diameter] <0>: 25 Specify height of cone: 30 Enter number of segments for surface of cone <16>: 36

Se atribuie următoarele culori obiectelor create: 9 – baza, 40 – suporţii, 140 – cilindrul, magenta – semisfera, green – torul, cyan – sfera, 42 – conul. Atribuirea se face prin selectarea suprafeţei respective şi prin indicarea în fereastra de dialog pentru culori a culorii dorite.

Se stabileşte modul shade Flat. Se testează apoi şi celelalte moduri.

Command: shademode Current mode: Hidden Enter option [2D wireframe/3D wireframe/Hidden/Flat/Gouraud/fLat+edges/gOuraud+edges

] <Hidden>: f

Fig. 6.4 Suprafeţe predefinite. Exemplu

a b

c d

e f

Fig. 6.5 Ilustrarea etapelor realizării obiectelor din fig. 6.4

6.3. Aplicaţii propuse Se propune realizarea modelelor 3D pentru obiectele din fig. 6.6, 6.7, 6.8 şi 6.9

utilizând comenzile specifice modelării 3D pentru suprafeţe predefinite. Obiectele realizate se vor afişa prin ascunderea muchiilor acoperite şi prin umbrirea suprafeţelor.

6.3.1. Aplicaţie 1 La realizarea desenului din fig. 6.6 se va utiliza comanda 3D cu opţiunile BOX, CONE

şi PYRAMID sau direct comenzile AI_BOX, AI_CONE şi AI_PYRMID. Afişarea desenului final se va face cu modul shade – hidden şi cu un VPOINT (-1,-1.4,0.8).

Fig. 6.6 Aplicaţie 1

6.3.2. Aplicaţie 2 La realizarea desenului din fig. 6.7 se va utiliza comanda 3D cu opţiunile BOX, CONE

şi PYRAMID sau direct comenzile AI_BOX, AI_CONE şi AI_PYRMID. Afişarea desenului final se va face cu modul shade – hidden şi cu un VPOINT (-1.6,-3.5,1.6).

Fig. 6.6 Aplicaţie 2

6.3.3. Aplicaţie 3 Se realizează desenul din fig. 6.7 utilizând comanda 3D sau direct comenzile

corespunzătoare. Se atribuie culori diferite obiectelor din desen. Se activează pe rând modurile comenzii SHADEMODE. Afişarea desenului final se va face cu un VPOINT (1.6, -3.5,1.6).

Fig. 6.7 Aplicaţie 3

6.3.6. Aplicaţie 4 Se realizează desenul din fig. 6.8 utilizând comanda 3D sau direct comenzile

corespunzătoare. Se atribuie culori diferite obiectelor din desen. Se activează pe rând modurile comenzii SHADEMODE. Afişarea desenului final se va face cu un VPOINT (1.5, -3.5,2.5).

Fig. 6.8 Aplicaţie 4