9. Создание и редактирование 3d – моделей на основе булевых операций и на основе элементов. Основные различия.

Рассмотрим вопрос на основе программы 3D Studio MAX. Моделирование с помощью булевых операций - это общая и часто используемая методика. Булевы операции весьма близки к традиционным методам создания скульптур и моделирования. В 3D Studio MAX булево моделирование становится еще более полезным за счет реализации составного булевого объекта. В отличие от модификатора моделирования составной булев объект состоит из двух объектов, называемых операндами, которые представляют булеву операцию. Эти операнды остаются в виде объектов столько, сколько необходимо, и обеспечивают возможность доступа к своим параметрам и стекам модификаторов.

Составной булев объект отличается от многих программных понятий булевых операций, поскольку он не изменяет на постоянной основе формы, определяющие геометрию операндов. Позже эту геометрию можно перемещать, переопределять и производить обмен. Поскольку операнды остаются объектами, с ними можно взаимодействовать как с любым другим объектом. Для них можно даже выполнять анимацию, создавая поразительные эффекты. Затененные видовые окна 3DS МАХ позволяют видеть результат булевой операции в случае изменения операндов. Последнее является преимуществом интерактивного режима работы и вызывает ощущение, что один объект используется для вырезания другого. Оставаясь весьма полезными и развлекательными, сложность булевых операций может возрасти при вложении их одна в другую.

Основы булевых операций. Как и для многих терминов компьютерной графики, термин "булева" происходит от имени человека, который ввел это понятие (в данном случае это Джордж Буль). В математике термин "булева" появился для обозначения операции сравнения между множествами; в 3D Studio MAX подобное сравнение выполняется между геометрическими объектами. Булева операция в 3D Studio MAX выполняется путем создания булевого составного объекта из двух существующих объектов, которые называются операндами.

Объекты сравниваются для определения их действительности (с точки зрения выполнения булевой операции) и, если они действительны, булева операция выполняется. Теперь можно изменить тип операции и увидеть различные булевы результаты.

Типы операции подобны многим традиционным методам. Объединение соединяет объекты подобно работе с глиной; при вычитании один объект вырезается из другого, как в скульптуре; пересечение оставляет то, что должно было бы быть вырезано или выбито из вычитания. Объединение и вычитание всегда возвращают одинаковый результат независимо от порядка выбора операндов. Предусмотрены две опции (А-В и В-А), поэтому при неправильном начальном выборе можно быстро переключиться.

Булевы выражения в качестве составных объектов. Чрезвычайная гибкость булевых операций в 3DS МАХ состоит в том, что объекты, содержащие булевы операнды, по-прежнему существуют как объекты. Каждый операнд сохраняет свой первоначальный стек Edit History (отредактировать историю) и его можно модифицировать из панели Command. Операнды можно даже трансформировать на уровне подобъекта.

10. CAM-системы. Назначение, наиболее характерные применения.

САМ (Computer Aided Manufacturing) – изготовление с компьютерной поддержкой.

Разнообразие оборудования с ЧПУ, используемого в металлообработке, весьма широко. Это отдельные станки (токарные, фрезерные, сверлильные), автоматические линии и обрабатывающие центры. Современные САМ-системы позволяют выбрать инструмент, задать основные характеристики материала и процесса обработки, а режим обработки и траектория инструмента сформируются автоматически, при этом возможно моделирование процесса.

Значительное число деталей в машиностроении изготавливается из листового материала путем последовательного выполнения различных высечек, сгибов, отбортовок и других конструктивных элементов, и в связи с этим наиболее продвинутые CAD-системы имеют в своем составе специальные средства проектирования листовых деталей. В числе прочего оборудования существуют прессы с ЧПУ, предназначенные для изготовления сложных листовых деталей. Они оснащаются набором вырубных и гибочных штампов, с помощью которых выполняются отдельные операции, и позволяют получать детали чрезвычайно сложной формы, которые зачастую нельзя получить с использованием одного штампа. Современные САМ-системы позволяют, прежде всего, по имеющейся пространственной модели получить развертку детали. В некоторых случаях, если поверхность в принципе не разворачивается в плоскость, такая программа автоматически предусмотрит необходимые вырезы. При формировании развертки учитываются технологические свойства материалов (степень деформации материала в зоне изгиба, обратное пружинение).

Далее, существуют программы, позволяющие оптимизировать раскрой листа и подготовить программу для станка (например, для установки плазменной, газовой или лазерной резки). Естественно, программы для пресса с ЧПУ также разрабатываются при компьютерной поддержке.

САМ-системы для электроники должны включать в себя средства создания программ для сверлильного станка, для фотоплоттера (устройства, с помощью светового луча рисующего фотошаблоны для изготовления плат и нанесения различных масок), а также для сборочных роботов и роботов, осуществляющих пайку. Выше уже упоминалось, что средства создания программ для сверлильного станка и фотоплоттера являются обязательной принадлежностью всех существующих EDA-систем.