Текст книги "AutoCAD 2009"

Для создания трехмерного массива используется команда 3DARRAY. Как и на плоскости, в трехмерном пространстве можно создать два типа массива – прямоугольный и круговой. Только при формировании прямоугольного массива в качестве дополнительного параметра необходимо указать количество уровней, а при формировании в трехмерном пространстве кругового массива объекты поворачиваются вокруг оси, а не вокруг точки, как это было на плоскости.

В трехмерном пространстве, кроме строк и столбцов, в прямоугольном массиве добавляются еще и уровни.

Чтобы создать трехмерный прямоугольный массив, нажмите кнопку 3D Array (Трехмерный массив) на вкладке Home (Основная) в группе Modify (Редактирование) ленты или выполните команду Modify → 3D Operations → 3D Array (Редактирование → Трехмерные операции → Трехмерный массив). Программа выдаст запрос:

Select objects:

Выделите нужные объекты и нажмите клавишу Enter. Появится следующее приглашение:

Enter the type of array [Rectangular/Polar] <R>:

Выберите параметр Rectangular, так как вы создаете прямоугольный массив. Появится запрос:

Enter the number of rows (–) <1>:

Введите общее количество строк (вдоль оси X) и нажмите клавишу Enter. AutoCAD выдаст следующий запрос:

Enter the number of columns (|||) <1>:

Введите общее количество столбцов и нажмите клавишу Enter. Столбцы задаются вдоль оси Y. Так как массив создается в трех измерениях, программа выдаст приглашение:

Enter the number of levels (...) <1>:

В ответ необходимо задать общее количество уровней – ячеек массива по вертикали. Появится запрос:

Specify the distance between rows (–):

Задайте расстояние между строками. Появится еще один запрос:

Specify the distance between columns (|||):

Введите расстояние между столбцами. Наконец, появится последнее приглашение программы:

Specify the distance between levels (...):

Введите расстояние между столбцами и нажмите клавишу Enter, чтобы завершить формирование трехмерного прямоугольного массива.

На рис. 11.15 показан массив, в котором количество строк и столбцов равно 2, а количество уровней – 3.

Рис. 11.15. Прямоугольный массив

Чтобы создать круговой трехмерный массив, нажмите кнопку 3D Array (Трехмерный массив) на вкладке Home (Основная) в группе Modify (Редактирование) ленты или выполните команду Modify → 3D Operations → 3D Array (Редактирование → Трехмерные операции → Трехмерный массив).

Пример кругового массива из шести объектов приведен на рис. 11.16.

Рис. 11.16. Круговой массив

После запуска команды появится запрос:

Select objects:

Выделите нужные объекты и нажмите клавишу Enter. Если изначально выбрать объекты, а затем вызвать команду 3DARRAY, то данный запрос не появится, а сразу возникнет следующее приглашение:

Enter the type of array [Rectangular/Polar] <R>:

Выберите параметр Polar для создания кругового массива. Появится запрос:

Enter the number of items in the array:

Введите общее количество элементов массива. Программа выдаст следующий запрос:

Specify the angle to fi ll (+=ccw, -=cw) <360>:

Укажите угол массива. Появится приглашение:

Rotate arrayed objects? [Yes/No] <Y>:

Выберите параметр Yes, чтобы повернуть создаваемые объекты массива.

На завершающем этапе выполнения команды необходимо задать ось, вокруг которой будут повернуты объекты. Появится запрос:

Specify center point of array:

Задайте первую точку оси. AutoCAD попросит ввести координаты второй точки оси:

Specify second point on axis of rotation:

Задайте вторую точку. Последовательность указания точек имеет решающее значение для определения направления оси, а следовательно, и для направления угла поворота.

Команда 3DROTATE поворачивает заданные объекты вокруг определенной оси. Чтобы повернуть объект, щелкните на кнопке 3D Rotate (Трехмерный поворот) на вкладке Home (Основная) в группе Modify (Редактирование) ленты или выполните команду меню Modify → 3D Operations → 3D Rotate (Редактирование → Трехмерные операции → Трехмерный поворот). На рис. 11.17 продемонстрирован перевернутый конус.

Рис. 11.17. Конус перевернут

Как всегда, в ответ на приглашение Select objects: выделите объекты, которые необходимо повернуть, и нажмите клавишу Enter. В итоге на экране появятся три обруча-окружности, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Причем каждая из окружностей по цвету соответствует оси ПСК, вокруг которой будет происходить вращение при выделении данной окружности. Появится следующий запрос:

Specify base point:

Задайте одну точку оси вращения. Программа выдаст запрос:

Pick a rotation axis:

Задайте ось вращения. Для этого необходимо щелкнуть на окружности, в плоскости которой необходимо повернуть объект. Например, если тело следует повернуть вокруг оси Y, то необходимо выделить зеленую окружность, которая расположена в плоскости, перпендикулярной оси Y. Замечу, что при наведении указателя на какую-либо окружность на экране сразу отображается соответствующая ей ось вращения.

После определения оси вращения программа выдаст приглашение:

Specify angle start point:

Введите значение угла с клавиатуры и нажмите клавишу Enter или задайте его с помощью мыши.

Для редактирования трехмерных тел предназначена команда SOLIDEDIT. Она имеет несколько уровней параметров. Рассмотрим три основные группы.

• Параметры группы Face позволяют редактировать грани твердотельного объекта. Выбрав один из параметров этой группы, можно перемещать, удалять, поворачивать, копировать, изменять цвет граней и прочее.

• С помощью группы параметров Edge можно копировать ребра и присваивать им новый цвет.

• Параметры группы Body используют для редактирования тела целиком.

Сложности при выполнении данных команд могут возникнуть при выделении редактируемых объектов. Поэтому, чтобы выделить нужную грань или ребро, удерживайте нажатой клавишу Ctrl, а объекты выделяйте щелчками кнопки мыши.

По сути, каждый параметр команды SOLIDEDIT является самостоятельной командой, которую можно запустить из меню Modify → Solid Editing (Редактирование → Редактирование тел) или воспользовавшись на вкладке Home (Основная) группой Solid Editing (Редактирование тел).

Тела можно редактировать не только с помощью команды SOLIDEDIT. Начиная с версии программы AutoCAD 2007, твердотельные модели стали параметрическими, поэтому теперь изменять геометрические размеры тел можно также с помощью стандартной палитры Properties (Свойства). Чтобы вызвать данную палитру, достаточно выделить редактируемое тело, а затем щелчком правой кнопки мыши вызвать контекстное меню и выбрать в нем пункт Properties (Свойства).

Все основные параметры, влияющие на размеры и положение тела, расположены в разделе Geometry (Геометрия).

Как выглядит палитра Properties (Свойства), например, для параллелепипеда, можно увидеть на рис. 11.18.

Рис. 11.18. Раздел Geometry (Геометрия) палитры Properties (Свойства)

Обратите внимание, что в разделе Geometry (Геометрия) показано не только пространственное расположение параллелепипеда, но также и его линейные размеры по всем трем основным направлениям. Например, чтобы изменить размер объекта по оси X, достаточно ввести новое значение в поле Length (Длина).

Резюме

Создание больших твердотельных конструкций обычно начинается с формирования твердотельных примитивов. Объемные тела можно также создавать, выдавливая или вращая двухмерные профили. Сложные модели обычно создают на основе существующих тел с помощью операций объединения, вычитания и пересечения.

За некоторыми исключениями редактирование трехмерных объектов выполняется с помощью тех же команд, которые применялись для модифицирования двухмерных объектов. Хотя, конечно, существуют и команды редактирования, предназначенные только для твердотельных объектов. Кроме того, такие тела являются параметрическими моделями, поэтому изменять их геометрические размеры можно с помощью палитры свойств.

Глава 12
Тонирование трехмерных объектов

Создание источников света

Работа с материалами

Тонирование

Резюме

Для представления модели в процессе работы применяют различные стили визуализации, которые мы рассмотрели в главе 9. Однако существует способ создать действительно фотореалистичное изображение готовой модели – тонирование, при котором модель отображается с учетом различных оптических эффектов.

Работа по созданию тонированного изображения занимает не так уж и много времени, однако, чтобы создать более реалистичное изображение, необходимо добавить на модель источники света, позволяющие создавать тени, присвоить объектам материалы, добавить эффект тумана и пр. Обычно требуется выполнить несколько пробных вариантов, чтобы получить действительно качественное изображение.

Создание источников света

Все возможности для работы с источниками света предоставляет группа Lights (Освещение) на вкладке Visualize (Визуализация). Кроме того, можно воспользоваться командами меню View → Render → Light (Вид → Тонирование → Освещение) или кнопками на панели инструментов Lights (Освещение).

По умолчанию трехмерные модели в программе освещаются двумя удаленными источниками света. Воспользовавшись ползунками Brithness (Яркость) и Contrast (Контраст) на панели Lights (Освещение), можно изменить соответствующие параметры стандартного освещения. Однако в большинстве случаев таких настроек недостаточно, поэтому программа предоставляет возможность работать с различными световыми объектами.

В AutoCAD можно создать следующие основные источники света.

• Point (Точечный) – аналог обычной лампочки, свет от которой распространяется во всех направлениях.

• Spot (Прожектор) – источник света, световой поток от которого идет в заданном направлении.

• Distant (Удаленный) – источник света, размещенный на значительном расстоянии.

При добавлении на чертеж первого источника света программа спрашивает, следует ли отключать освещение, присутствующее по умолчанию. Дело в том, что модель может освещаться только либо созданными пользователем световыми источниками, либо освещением, присутствующим на чертеже по умолчанию.

Источники света разных типов создаются практически одинаково: задаются почти одни и те же параметры. Поэтому сначала мы рассмотрим образование точечного источника света с подробным описанием всех параметров, а при описании оставшихся двух типов источников затронем лишь их индивидуальные настройки.

Точечный источник света имитирует обычную лампочку. Свет от такого источника распространяется во всех направлениях. При этом интенсивность светового потока может ослабляться по мере удаления от источника, как это и происходит в природе.

Пример сцены, освещенной точечным источником света, расположенным слева сверху, показан на рис. 12.1.

Рис. 12.1. Объекты, освещенные точечным источником света

Чтобы создать новый точечный источник света, нажмите кнопку Point (Точечный) на вкладке Visualize (Визуализация) в группе Lights (Освещение) ленты, запустив тем самым выполнение команды POINTLIGHT. Появится первый запрос:

Specify source location <0,0,0>:

Укажите расположение точечного источника света. Сделать это можно как путем задания нужных координат в командной строке, так и щелкнув на нужной точке модели. Во втором случае лучше использовать объектную привязку.

Появится следующий запрос:

Enter an option to change [Name/Intensity factor/Status/Photometry/shadoW/Attenuation/fi lterColor/eXit] <eXit>:

Нажмите клавишу Enter, чтобы создать точечный источник света с параметрами по умолчанию, или выберите один из параметров, если вы хотите более тонко настроить новый световой источник.

• Выбрав параметр Name, необходимо ввести название создаваемого точечного источника света. Если вы планируете добавить несколько световых источников, то для каждого из них лучше ввести какое-либо значимое имя, чтобы по названию можно было понять, что это именно точечный источник света. Например, первому точечному источнику по умолчанию будет присвоено название Pointlight1.

• Интенсивность света устанавливают с помощью параметра Intensity factor, после выбора которого в командной строке появляется приглашение:

Enter intensity (0.00 – max fl oat) <1.0000>:

В ответ необходимо задать яркость или интенсивность света.

• После выбора параметра Status предоставляется возможность отключить создаваемый источник света. Для этого в ответ на запрос Enter status [oN/oFf] <On>: выберите параметр oFf. Впоследствии вы сможете легко включить как все световые объекты, так и какой-либо конкретный.

• Начиная с предыдущей версии AutoCAD, появилась возможность создавать еще более реалистичные источники света благодаря параметру Photometry, с помощью которого можно задать используемые на практике параметры источников света. Замечу, что по умолчанию в новой версии программы используются фотометрические источники света. Если вы хотите использовать обычные световые источники, как в предыдущих версиях AutoCAD, то следует изменить значение системной переменной LIGHTINGUNITS на 0. Итак, после появления приглашения Enter a photometric option to change [Intensity/Color/eXit] <I>: выберите один из параметров.

– Выбрав параметр Intensity, вы вызовете запрос:

Enter intensity (Cd) or enter an option [Flux/Illuminance] <1500>:

– В ответ можно ввести силу испускаемого источником света, измеряемую в канделах. С помощью параметра Flux задают световой поток в люменах, а параметр Illuminance предназначен для определения освещенности, которая измеряется в люксах.

– Параметр Color служит для задания цвета источника света. В ответ на приглашение Enter color name or enter an option [?/Kelvin] <D65>: нажмите клавишу Enter, чтобы выбрать источник белого цвета D65. Можно также определить цветовую температуру в кельвинах, выбрав параметр Kelvin.

• В реальной жизни все объекты, на которые падает свет, отбрасывают тени, поэтому использование теней существенно повышает реалистичность изображения. Если вы хотите, чтобы объекты, освещенные создаваемым источником света, отбрасывали тени, выберите параметр shadoW. При этом становятся доступны следующие параметры.

– Off – отключение отображения теней, что значительно ускоряет работу.

– Sharp – тени отображаются с острыми гранями. Такие тени программа создает путем трассировки лучей от источника света – тени вырисовываются там, где прохождение лучей было блокировано каким-либо объектом. В итоге тени, полученные таким образом, имеют контрастные края и могут передавать цвет от прозрачных и полупрозрачных объектов.

– Параметр soFtmapped позволяет создавать тени с размытыми краями на основе точечного рисунка – карты теней. При выборе этого параметра появляется запрос:

Enter map size [64/128/256/512/1024/2048/4096] <256>:

– В ответ необходимо указать размер карты теней в пикселах. Чем больше размер, тем менее зернистой будет выглядеть тень, но это, в свою очередь, замедляет процесс тонирования. Далее появится следующий запрос:

Enter softness (1–10) <1>:

– Задайте мягкость тени. Значение в пределах от 1 до 10, которое предлагает выбрать программа, – это количество переходных пикселов на границе тени и изображения. Обычно используют значения от 2 до 4, так как слишком большое значение делает тень размытой.

– Построение тени с помощью параметра softsAmpled во многом похоже на предыдущий случай, только здесь необходимо выбрать форму и размер тени с помощью параметра Shape и задать зернистость рисунка после выбора параметра sAmples. Параметр Visible определяет, будет ли видна форма тени при тонировании.

Различные виды теней показаны на рис. 12.2.

Рис. 12.2. Типы теней

Тени с мягкими краями программа просчитывает быстрее, чем тени, созданные путем трассировки лучей, но такие тени зависят от цвета прозрачных объектов.

• Параметр Attenuation определяет уменьшение интенсивности света с увеличением расстояния от источника света. Это значит, что объекты, которые будут находиться дальше от точечного источника, будут более темными. Выбор этого параметра приводит к появлению запроса:

Enter an option to change [attenuation Type/Use limits/attenuation start Limit/attenuation End limit/eXit] <eXit>:

В ответ можно настроить ослабление интенсивности светового потока.

Возможны следующие варианты.

– После выбора параметра attenuation Type появится запрос:

Enter attenuation type [None/Inverse linear/inverse Squared] <None>:

– В ответ можно нажать клавишу Enter, выбрав тем самым параметр None. В этом случае затухания не будет, то есть объекты, находящиеся на различном расстоянии от источника, будут освещены с одинаковой интенсивностью.

– При выборе параметра Inverse linear интенсивность светового потока будет убывать обратно пропорционально расстоянию от источника освещения. Например, на расстоянии двух единиц от источника интенсивность равна половине исходной, а на расстоянии четырех она будет составлять четвертую часть максимальной.

– Если выбрать параметр inverse Squared, интенсивность светового потока будет убывать обратно пропорционально квадрату расстояния от источника освещения до объекта. Объект, находящийся на расстоянии двух единиц от источника, будет освещен в четыре раза слабее, а на расстоянии чеырех единиц интенсивность уменьшится уже в 16 раз.

– По умолчанию интенсивность светового потока ослабляется во всех точках пространства модели. Однако освещаемые объекты могут находиться на таком большом расстоянии от источника света, что уменьшение интенсивности не будет заметно, в то время как на расчет ослабления света будут тратиться ресурсы. Чтобы такого не происходило, воспользуйтесь параметром attenuation End limit, который позволяет задать предельное расстояние от источника света, дальше которого интенсивность убывать не будет.

– С помощью параметра attenuation start Limit задают расстояние от источника света, начиная с которого уменьшается интенсивность светового потока. По умолчанию этот параметр равен нулю, то есть интенсивность начинает убывать с точки, в которой расположен световой источник.

• Параметр fi lterColor позволяет задать цвет фильтра, «накладываемого» на источник света. При этом результирующий цвет будет получен в результате сложения цвета светового источника, который был задан ранее, и цвета фильтра. После выбора параметра появится запрос:

Enter true color (R,G,B) or enter an option [Index color/Hsl/colorBook]<255,255,255>:

В ответ необходимо задать цвет светового потока, что можно сделать несколькими способами.

– По умолчанию для указания цвета программа предлагает воспользоваться моделью RGB, в которой цвет состоит из трех компонентов: красного, зеленого и синего. Таким образом, задавая значение каждого компонента в диапазоне от 0 до 255, можно получить нужный цвет. Если оставить значение по умолчанию – 255,255,255, то свет, испускаемый источником, будет белым.

– Параметр Index color позволяет выбрать один из индексированных цветов в диапазоне от 1 до 255.

– После выбора параметра Hsl появится запрос:

Enter HSL color (H,S,L)<0,0,100>:

– Введите необходимые значения оттенка, яркости и насыщенности цвета, которые определяют цвет в системе HSL. Оттенок или, попросту говоря, цвет задают в диапазоне от 0 до 360, яркость определяется от 0 до 100, и насыщенность также можно определить в интервале от 0 до 100.

– При выборе параметра colorBook появится приглашение:

Enter Color Book Name:

– В ответ необходимо ввести название книги цветов, после чего появится приглашение:

Enter the color name:

– Введите название нужного цвета из выбранной ранее книги цветов.

Совет

Сразу задать нужный цвет с помощью командной строки, скорее всего, получится лишь в том случае, если известны точные значения определяющих параметров, что бывает очень редко. Однако вы можете легко изменить цвет светового потока в процессе редактирования источника света, с помощью соответствующего диалогового окна. Это относится не только к цвету, но и к остальным параметрам.

После настройки всех параметров в очередной раз нажмите клавишу Enter, чтобы точечный источник появился на чертеже. Если вы не отключили световой источник принудительно в процессе его формирования, то увидите на экране результат применения нового освещения.

Создание прожектора во многом аналогично формированию точечного источника света. Отличие состоит в том, что свет от прожектора распространяется не во все стороны, а в заданном направлении в виде конуса. Поэтому в данном случае необходимо задать не только расположение самого источника света, но еще и координаты целевой точки. Кроме того, с помощью прожектора можно сформировать две области с различной яркостью – яркое световое пятно, находящееся в центре, и окружающую ее область с меньшей яркостью.

Объекты, освещенные прожектором, который расположен слева сверху, показаны на рис. 12.3.

Рис. 12.3. Объекты, освещенные прожектором

Чтобы создать новый прожектор, щелкните на кнопке Spot (Прожектор), запустив на выполнение команду SPOTLIGHT. Появится приглашение:

Specify source location <0,0,0>:

Укажите расположение точечного источника света. Сделать это можно как путем ввода нужных координат в командной строке, так и щелкнув кнопкой мыши в нужной точке модели. Во втором случае лучше использовать объектную привязку.

Далее появится запрос:

Specify target location <0,0,-10>:

Задайте расположение целевой точки. Появится запрос:

Enter an option to change [Name/Intensity factor/Status/Photometry/Hotspot/Falloff/shadoW/Attenuation/fi lterColor/eXit] <eXit>:

Нажмите клавишу Enter, чтобы создать прожектор с параметрами по умолчанию, или выберите один из параметров для более тонкой настройки.

Рассмотрим настройки, которые необходимо сделать только при формировании прожектора. Диаграмма направленности прожектора представляет собой конус. В вершине конуса расположен прожектор, от которого свет и распространяется в пределах этого мнимого конуса. Поэтому при формировании прожектора, кроме направления диаграммы направленности, которую мы задали на втором шаге, указывая целевую точку, необходимо определить угол раскрытия конуса – объемный угол в вершине конуса. Однако на самом деле таких мнимых конуса от прожектора исходит два: один с меньшим углом раскрытия и максимальной интенсивностью создает на объекте наиболее светлое пятно, а второй, с несколько большим углом раскрытия (углом полного светового конуса) и меньшей интенсивностью, формирует вокруг светлого пятна область с чуть меньшей освещенностью.

Рассмотрим параметры, отвечающие за эти настройки.

• Чтобы определить угол максимальной интенсивности, выберите параметр Hotspot (Яркое пятно). Появится приглашение:

Enter hotspot angle (0.00-160.00) <45.0000>:

Введите нужное значение в интервале от 0 до 160 или нажмите клавишу Enter, чтобы оставить значение по умолчанию.

• После выбора параметра Falloff, служащего для задания угла полного светового конуса, появится запрос:

Enter falloff angle (0.00-160.00) <50>:

Задайте угол в пределах от 0 до 160 или нажмите клавишу Enter, чтобы принять значение по умолчанию 50°.

Угол полного светового потока должен быть больше угла максимальной интенсивности. Поэтому если ошибочно ввести значение параметров Hotspot равным или меньшим Falloff, то программа автоматически изменит углы таким образом, что угол полного светового потока будет на единицу больше угла максимальной интенсивности. Например, если оставить значение Hotspot по умолчанию равным 45, а параметру Falloff присвоить значение 30 (30 < 45), то в итоге будет создан прожектор с углом максимальной интенсивности 29° (29 = 30 – 1).

Чтобы завершить создание прожектора и увидеть результаты его освещения на чертеже, нажмите клавишу Enter.