- •Компьютерная графика
- •Содержание
- •Основы работы в среде AutoCad
- •Построение чертежа по 3d-технологии
- •Лабораторная работа №1
- •Типовые соединения деталей
- •Относительные размеры и расчетные формулы для построения чертежа болтового соединения
- •Относительные размеры и расчетные формулы
- •Виды изделий и конструкторских документов
- •Лабораторная работа №2
- •Объекты в 3ds Max
- •Методы преобразования геометрических объектов
- •Лабораторная работа №3
- •Лофтинговое моделирование
- •Деформация моделей, построенных методом лофтинга
- •Лабораторная работа №4
- •Сетчатые оболочки
- •Редактирование сетчатых оболочек
- •Лабораторная работа №5
- •Источники света
- •Съемочные Камеры
- •Материалы
- •Лабораторная работа №6
- •Анимация
- •Движение объектов по заданному пути
- •Лабораторная работа №7
- •Графическое программирование
- •Описание набора драйверов DirectX
- •Описание графической системы OpenGl
- •Основы OpenGl
- •Рисование геометрических объектов
- •Лабораторная работа №8
- •Список литературы
Лабораторная работа №2
Цель работы: Знакомство с типовыми соединениями деталей и средствами создания их чертежей в среде автоматизированного проектирования AutoCAD. Составление сопроводительной документации в соответствии с единым стандартом конструкторской документации (ЕСКД).
Отчет по работе должен включать в себя следующие разделы:
Техническое задание
Построение чертежа болтового (шпилечного) соединения и заполнение спецификации на него.
Анализ решаемой задачи
Проведение анализа:
Определение относительных размеров по расчетным формулам для построения чертежа болтового (шпилечного) соединения;
Проведение предпроектного анализа болтового (шпилечного) соединения (выбор масштаба, определение количества слоев для проектирования, состава графических примитивов, способов изображения и модификации составных частей соединения).
Выполнение задания
Построение чертежа болтового соединения в двух видах (фронтального и вида сверху) по следующему алгоритму:
Изображение соединяемых деталей (материал деталей – сталь, размеры деталей выбираются исходя из размеров болта/шпильки);
Вычерчивание болта (шпильки);
Вычерчивание шайбы;
Вычерчивание гайки;
Нанесение номеров позиций, обводка чертежа;
Заполнение спецификации.
Результаты работы
Изображения детали - в двух видах с нанесением размеров, осевых линий, основной рамки и углового штампа.
Выводы по работе
Варианты заданий
Болтовое соединение |
Шпилечное соединение |
||
1. |
Болт М12 50 |
2. |
Шпилька М10 40 |
3. |
Болт М12 65 |
4. |
Шпилька М10 55 |
5. |
Болт М12 90 |
6. |
Шпилька М10 70 |
7. |
Болт М16 40 |
8. |
Шпилька М12 40 |
9. |
Болт М16 55 |
10. |
Шпилька М12 50 |
11. |
Болт М16 70 |
12. |
Шпилька М12 60 |
13. |
Болт М16 80 |
14. |
Шпилька М12 70 |
15. |
Болт М16 90 |
16. |
Шпилька М16 55 |
17. |
Болт М20 60 |
18. |
Шпилька М16 75 |
19. |
Болт М20 70 |
20. |
Шпилька М16 90 |
21. |
Болт М20 80 |
22. |
Шпилька М16 100 |
23. |
Болт М20 90 |
24. |
Шпилька М16 110 |
25. |
Болт М24 75 |
26. |
Шпилька М16 120 |
27. |
Болт М24 90 |
28. |
Шпилька М20 65 |
29. |
Болт М24 100 |
30. |
Шпилька М20 80 |
31. |
Болт М30 75 |
32. |
Шпилька М20 90 |
33. |
Болт М30 100 |
34. |
Шпилька М20 100 |
35. |
Болт М36 90 |
36. |
Шпилька М20 120 |
3ds Max
Программный пакет для трехмерного моделирования 3ds Max компании Autodesk появился в 1996 году, его прототипом являлось DOS-приложение 3D Studio (рис. 2.1). Разработка началась в 1993 году с образования отделения Kinetix компании Autodesk. Позднее Autodesk объединила Kinetix с Discreet Logic и сформировала отдел Autodesk & Media Entertainment. Через три с лишним года был представлен новый пакет для работы с графикой, отличавшийся от предыдущих версий интерактивным 32-разрядным интерфейсом, программа лишилась характерных для DOS ограничений, кроме того, максимально расширились возможности пакета.
Рис. 2.1. Окно приложения 3D Studio
В настоящее время 3ds Max является одной из самых известных систем в области компьютерной графики на платформе Windows. Этот программный пакет предназначен для выполнения задач 3D-моделирования, анимации, визуализации, создания спецэффектов, постпроизводства и дизайна. В результате работы программы создаются статические сцены, состоящие из определенного набора геометрических объектов, которые являются трехмерными, то есть описываются тремя координатами. Четвертое измерение - время присутствует только в динамических сценах или сценах, использующих анимацию. Любая сцена формируется с использованием стандартного алгоритма, который укрупненно может быть описан следующим образом:
Создание геометрии;
Отладка источников света, съемочных камер и материалов;
Настройка анимации;
Визуализация.
Конечным результатом, завершающим работу над статической трехмерной сценой, является графический файл изображения. Динамическая сцена дает на выходе анимационную последовательность, где каждый кадр отражает изменения, происходившие с объектами сцены.
Кратко остановимся на основных возможностях программного пакета 3ds Max:
Архитектура
поддержка скриптов ядром системы;
аппаратные ускорители OpenGL и Direct3D обеспечивают работу с интерактивными графическими видовыми экранами;
процедурное моделирование обеспечивает возможность сохранения промежуточных решений;
сформированные зависимости могут включать ссылки на конкретные материалы, текстуры и параметры управления анимацией.
Взаимодействие с видовыми экранами
развитая технология двойственной плоскости, обеспечивает высокую интерактивность;
расширенные возможности для выбора систем координат;
возможность интерактивного наложения осевых связей и ввод их с клавиатуры;
интерактивная 3D-система привязок (более 20 различных типов привязок);
выравнивание выбранных объектов в процессе позиционирования.
Материалы и текстуры
возможность комбинирования неограниченного количества текстур для создания нужного материала;
комплект инструментов для закраски включает анизотропную, металлическую, многослойную и многие другие способы обработки текстур;
возможность окрашивания, подсветки или определения характеристик вершин, исходя из освещения сцены и закраски;
возможность манипулирования вершинами текстур с помощью инструмента UVW Unwrap.
Моделирование
набор 2D- и 3D- параметрических примитивов, которые можно конвертировать в другую базовую геометрию;
набор инструментов для процедурного и интерактивного моделирования сплайнов, полигональных сеток, частей поверхностей Безье и реляционных NURBS- поверхностей;
набор средств для моделирования сеток, работы с вершинами, ребрами, гранями и полигонами;
встроенная система для создания частиц позволяет моделировать их соударение, падение снега, распыление жидкости, образование пузырьков, вспышки с учетом динамических реакций и столкновений с объектами.
Анимация
управление анимацией может выполняться послойно, смешанно, через скрипты или связи;
возможность включения в управление анимацией реакций на события, блоков для повторного использования анимационных клипов в нелинейном режиме, выражений для установления динамических зависимостей между параметрами анимации;
визуальный контроль каждого параметра анимации с дополнительным фильтром, что обеспечивает включение только необходимых данных;
расширенные опции для распределения ключей (на основе функции Безье, сокращения ключевых кадров, синхронизации звука, постоянной скорости, текстовых надписей, временных меток), возможность их редактирования с контролем времени, рандомизация ключей, их сдвиг и масштабирование для точного позиционирования;
динамика твердого тела для сталкивающихся и скользящих объектов.
Источники света
различные типы источников света - равнонаправленный, открытый и направленный прожектор, открытый и направленный источник со встроенными закрасками с регулируемыми цветом и интенсивностью, позволяют получать проецируемые изображения, обеспечивают контрастность, мягкое изображение краев, ослабление и затухание;
возможность интерактивного задания свечения, вспышек, полос и световых бликов.
Камеры
неограниченное число камер стандартных типов, предусмотрена возможность использования пользовательских настроек;
интерактивная плоскость отсечения, выбор поля съемки, наложение сетки, орбитальное вращение, зуммирование с вращением, зуммирование и покадровое отображение;
точное выравнивание по горизонтали, вертикали или диагонали пространственного вида и поддержка ортогонального проецирования;
обширная глубина резкости изображаемого пространства и управление размытостью объекта также включают режим предварительного просмотра в области просмотра для ускорения итерационного процесса.
Расширяемость
открытая архитектура позволяет использовать любые близкие плагины;
входящий в комплект поставки Software Developer’s Kit (SDK) позволяет разработчикам создавать собственные приложения.
Встроенные классы
типы объектов: основные классы 2D- и 3D- геометрии, параметрические объекты, частицы, анимационные системы;
функции анимации: управление параметрами, моделями и системами, “захват” движения, утилиты, звук, манипулирование соотношением ключ/время;
видеосистема: слой, композиция, трансформация, однопроходный режим, ввод/вывод изображений и интерактивное тонирование;
тонирование: высокое качество изображения, сглаживание, закраска, дискретизация, среды, источники света, камеры, материалы, 2D- или 3D- процедурные, составные или явно заданные текстуры;
файлы ввода/вывода: геометрия, сцена, растровое изображение, видеосигнал, шрифты.
Разработка скриптов
объектно-ориентированный язык скриптов MAXScript воспроизводит SDK и имеет доступ к встроенным параметрам;
скрипты обеспечивают "бесшовный" интерфейс: их можно загружать, запускать при старте или внедрять в файлы;
динамическая запись макросов образует короткие скрипты с синтаксисом MAXScript в относительном или явном режиме.