Как чертить в автокаде

«Черчение детали в AutoCAD» мастер-класс из 3 видео урока

Многие не понимают, как с нуля создать чертеж в AutoCAD.

Сегодня мы поговорим о основах проектирования в AutoCAD. Чертить будем машиностроительную деталь (учебный чертеж). Этот пример нам даст возможность, изучать практические приемы проектирования не отвлекаясь на сложности геометрии объекта.

Чтож, просматривайте уроки по порядку и повторяйте за мной.

Полное обучение: «AutoCAD на 100%»

Хотите стать автором и зарабатывать на этом? Напишите нам.
Начни учиться бесплатно

Зарегистрируйся в AMS3 и получи бесплатный доступ к интенсивам, курсам, коллекциям блоков, семейств, моделей и текстур

Пошаговый алгоритм создания чертежа в AutoCAD

Данный алгоритм поможет Вам при создании чертежа «с нуля», т.е. в ситуации, когда на входе Вы имеете пустой экран, а на выходите хотите получить законченный чертеж. Статья адресована тем, кто уже умеет работать в программе, но хотел бы привнести системный подход в свои действия.
На мой взгляд, данная последовательность действий является самой удобной:

1. Создаем новый файл на основе шаблона. Это может быть пустой шаблон acadiso.dwt или Ваш собственный шаблон.
2. Создаем и настраиваем (или переносим из другого файла через Центр управления CTRL+2) все необходимые:

• слои
• текстовые стили
• размерные стили
• стили мультивыносок
• стили таблиц
• листы (настроенные для печати и содержащие рамки со штампами)
• блоки

Примечание: если Вы используете свой шаблон, то скорее всего, вся необходимая информация уже содержится в Вашем шаблоне , так что можете пропустить этот шаг. Чтобы создать свой шаблон, поместите в файл всё необходимое и нажмите «Сохранить как», далее в строке «Тип файла» выберите «Шаблоны чертежей .dwt».

1. Отрисовываем всю необходимую на чертеже графику (виды, планы, разрезы и т.п.) в пространстве модели, в масштабе 1:1, в мм (т.е. если хотим нарисовать 1 метр – рисуем отрезок длиной 1000 (мм))
2. Переходим в пространство листа и размещаем на листе все необходимые виды в нужных Вам масштабах с помощью видовых экранов (ВЭ).
   Именно на этом шаге Вы задаете масштаб каждого вида чертежа, поэтому было очень важно рисовать все в модели и именно в масштабе 1:1.
3. Проставляем все необходимые размеры, текстовые надписи и выноски внутри ВЭ в пространстве листа или в пространстве модели, используя аннотативные стили размеров, выносок и текста.

Примечание: преимущество простановки размеров внутри ВЭ в том, что аннотативный объект сразу принимает масштаб ВЭ (т.е отображается правильно), в то время как в пространстве модели Вам нужно помнить про переключение текущего масштаба аннотаций и не забывать изменять его значение.

P.S. Если какая-то часть данного материала показалась Вам непонятной, скорее всего Вы еще незнакомы с какой-то частью функционала программы.
Записаться на индивидуальное обучение можно по телефону +7 904 510 66 43

Опубликовано в: обмен опытом

Комментарии приветствуются! Уже 2 🙂

Олег Николаевич :

Михаил, а не могли бы Вы в дополнение к данному материалу выложить еще и пошаговый алгоритм создания в AutoCAD подшивок?

Михаил Царев :

Тут надо уточнить, как именно Вы их используете. Я встречал 2 «способа»: 1) В подшивку добавляются уже существующие листы из одного или нескольких dwg файлов. 2) Листы формируют непосредственно подшивкой. Тут создают специальные блоки обозначений, специальный шаблон листа (чтобы все заполнялось через поля), куда вставляются виды из моделей. Первый вариант мало чем отличается от пакетной печати — Публикации — там тоже можно создавать список листов из одного или нескольких файлов. А вот второй мне показался каким-то громоздким и я не нашел для себя смысла в его использовании, соотв. и урок написать не смогу. Это лично мое мнение, признаю, что инструмент полезный.

Как чертить в Автокаде

Как чертить в Автокаде? С чего начать чертить в Автокаде? Ответы на эти и другие вопросы Вы узнаете, прочитав наш сегодняшний урок. Умение пользоваться самыми простыми командами при черчении в Автокаде позволит успешно продолжить освоение программы.

Как чертить в Автокаде

В первом уроке я рассказывал, как создать слой в Автокаде и о том, зачем нужны слои, теперь настала очередь узнать, как начать чертить в Автокаде.

Перед нами верхняя панель программы, слева направо располагаются блоки рисования, редактирования, аннотаций, слоев и другие.

Для новичков наибольший интерес представляет рисование и некоторые команды редактирования, именно их и рассмотрим.

Начнем с отрезка, так как отрезки используются чаще всего.

Первую точку выбираем в любом месте, удобно вблизи начала координат, затем движением указателя мыши задаем угол, вводим значение длины отрезка и подтверждаем нажатием кнопки «Ввод». Отрезок готов. Программа предлагает строить второй отрезок из конечной точки первого отрезка, отменить построение второго отрезка можно кнопкой «Esc». Для редактирования созданного отрезка пользователю необходимо просто щелкнуть по нему, появятся точки в начале, середине и конце отрезка, за них отрезок можно передвигать, менять длину или угол. Передвижение осуществляется за центральную точку, за крайние точки меняется угол и длина.

В качестве примера я перенес отрезок в начало координат. Сначала выделил, затем взял за среднюю точку и перетащил ее в начало координат. Смещать можно и на заданное расстояния, которое вводится в строку точки растягивания.

Переходим к полилинии. Полилиния в Автокаде это набор отрезков. Работает практически также, как и отрезок, но при редактировании выделяется сразу вся линии и появляется множество точек для передвижения и изменения углов участков.

На картинке полилиния, при перемещении одного участка двигаются сразу несколько отрезков.

Следующая команда «Круг». Автокад предлагает начертить окружность различными способами.

Соответственно по центру и радиусу ставим центр и вводим значение радиуса, также по центру и диаметру. Создание окружности по двум точкам выполняется путем задания поверхности соприкосновения окружности с линией и заданием диаметра. Таким способом удобно чертить окружность от поверхностей.

Остальные способы создания окружностей более сложные и на начальном этапе изучения не понадобятся.

Дуга задается несколькими способами. Наиболее часто дуга создается по 3 точкам, первую точку указывают начало, вторую середину (радиус) и третья точка конец. Подробно рассмотрим дугу с заданным началом, центром и углом.

Точка центра дуги задается указателем мыши или вводом расстояния в строку, затем перемещением указателя мыши, или вводом в строку, назначаем угол. Положительный угол отсчитывается против хода часовой стрелки. При вводе отрицательного угла, дуга будет строиться выше точки начала построения, применительно к данной ситуации.

Немного правее дуги находятся команды прямоугольника и элипса. С построением этих фигур не возникает вопросов, так как последовательность действий аналогична предыдущим командам.

Теперь Вы знаете, как чертить в Автокаде 2016 элементарные геометрические фигуры.

Простых геометрических фигур для создания чертежа мало. Практически в каждом чертеже присутствуют фаски и скругления. Неразумно их строить с помощью отрезков и окружностей, поэтому наша задача получать их максимально простым способом. В верхней панели в блоке редактирования есть команда «Сопряжение», нажимаем на нее.

Фаска в Автокаде делается различными способами: по длине, углу и обрезке. Соответственно наиболее удобные и распространенные методы по длине и по углу.

Фаска с углом 45 градусов делается методом по длине. В нижней всплывающей панели выбираем «Длина».

Задаем первую длину фаски, нажимаем «Ввод». Аналогично задаем вторую длину фаски. Теперь выбираем первый отрезок и второй – фаска готова. Фаска по углу делается аналогично, вводим значение первой длины, подтверждаем вводом, вводим угол, подтверждаем и выбираем два отрезка. Важен порядок указания линий. Если у Вас получилась не та фаска, которую хотели, то поменяйте порядок выбора линий.

Скругление в Автокаде делается с помощью команды «Сопряжение».

В нижней строке выбираем «Радиус». Следующим шагом требуется ввести значение радиуса, подтвердить, выбрать два отрезка.

В следующих уроках обязательно рассмотрим основные команды редактирования построенных видов чертежей.

Интересующие Вас вопросы можно задать в комментариях.

AutoCAD. Советы для начинающего и не только. Часть нумер уно. ⁠ ⁠

В силу специфики работы (в настоящее время проектирую трубопроводы ТС, ранее довелось работать с мостами и путепроводами) часто общаюсь и вижу результаты трудов проектировщиков смежных специальностей. Зачастую чертежи приходят в таком виде, что кровавые слезы начинают литься из глаз. Ну и жалко иногда смотреть на то, как коллеги мучаются, чертя несколько часов элемент, который делается за 20 минут. Поэтому решил написать этот пост, в надежде, что неразумные одумаются люди прочитав, начнут больше понимать программу, в которой работают.

Сразу оговорюсь, что речь пойдет о 2D черчении, с 3D не сталкивался и посему не смогу ничего рассказать на эту тему.

Итак, АвтоКАД — это инструмент, и как у любого высокоточного инструмента у него есть определенные настройки и специфика работы, позволяющая ускорить и упростить процесс черчения. Поехали ©

1. Начать нужно с установки всеми нами подряд любимой проги. Скачайте с торрентов Купите Всеми правдами и неправдами достаньте эту софтину. Самый честный и бюджетный — получить копию для студентов. Но мы же с вами взрослые люди. Устанавливаем английскую версию. Russian Edition сразу идет лесом. В русской версии единственное, что выгодно отличает ее от английской — только файл справки. Вот и подумайте, часто ли вы пользуетесь справкой в программах? А вот минусов в ней больше.

2. Настройка рабочего пространства.

Сразу, не думая, отключаем Б-гомерзкую ленту. Она жрет слишком много места.

Я также рекомендую отключить большинство панелей инструментов. Места мало не бывает.

А вот что включить стоит, так это панельку свойств (Properties), она вылезает по ПКМ при выделенном хотя бы 1 объекте. Её можно при желании свернуть и она будет разворачиваться тогда. когда вы наведете на нее курсор. Но это на любителя, мне, например, удобно работать с развернутой панелькой, чтобы сразу смотреть свойства объекта, не дергая мышью туда-сюда.

Обязательно включите командную строку и растяните ее на несколько строчек (хотя бы на 3-4). Прелесть ее в том, что на ней будут отображаться все возможные дополнения для тех команд, которыми Вы сейчас пользуетесь. Ну например, при черчении полилинии появится такая строка, с помощью которой можно следующий сегмент сделать в виде арки, установить толщину полилинии или замкнуть ее.

Ну и на сладкое включите цвет фона черный, меньше будут уставать глаза. Сделать это можно в настройках дисплея, см. скриншот.

Также можно переключить автокад в «Классический режим» — это сразу изменит цветовую схему, уберет ленту и всякие 3D кубы. Сделать это можно нажав на шестеренку настройки в правом нижнем углу окна, возле списка масштабов.

А вот теперь переходим к процессу черчения. Для начала немного общей информации.

3. Всегда. Нет, не так. ВСЕГДА чертите в модели в масштабе 1:1. Единственное исключение — генпланы, они чертятся в метрах. Все привязки к масштабам, размещение элементов чертежа перед печатью делайте в Листах (Layout). Когда Вы в первый раз откроет Лист на нем сразу будет 1 Видовой экран (Viewport, далее ВЭ). Управлять им можно как обычным объектом — копировать, перемещать, растягивать. Но если сделать внутри него двойной щелчок, то Вы перейдете в пространство ВЭ, в котором можно работать с данными, которые имеются в пространстве модели. В частности, масштабировать и перемещать на нужную позицию. Поиграйтесь на досуге, это интуитивно понятно, и минут за 5-10 все станет ясно.

Не надо пользоваться КАДом как чертежной доской — нарисовал штампик и подгоняешь под него свой чертеж. Поверьте, пользоваться листами и видовыми экранами (Viewport) гораздо проще. А те, кто, возможно, станут смотреть или переделывать Ваш чертеж, скажут спасибо за грамотную компоновку элементов чертежа в модели.

4. Старайтесь чаще пользоваться полилинией вместо обычной линии. Просто поверьте на слово, это удобней. Хотя бы для того, чтобы быстро посмотреть длину всей полилинии (и увидеть протяженность трассы сразу, а не сидеть с калькулятором).

5. Чтобы научиться чертить быстро — первое, что необходимо освоить — это Алиасы (ALIAS, они же в русской версии псевдокоманды). Собственно, что это такое? Любую команду в КАДе можно вызвать несколькими способами. Первый, самый распространенный — нажать на соответствующую иконку на панели или в ленте. Второй — набрать команду в ком. строке (например, для того, чтобы начертить прямоугольник, нужно ввести команду Rectang). Третий, самый быстрый — использовать Алиас. Для того же прямоугольника Алиас по умолчанию Rec. Для многих команд Алиас состоит из 1 или 2 символов, часто расположенных довольно близко на клавиатуре. Полный список находится в файле ACAD.PGP. Найти его можно через меню «Tools-Customize-Edit program parameters (acad.pgp)». Либо воспользоваться командой ALIASEDIT для вызова соответствующего окошка. Причем, если вызывать файл через меню, он откроется в блокноте. Вызов через команду запустит КАДовское окошко.

Запомните (кстати, можете перенастроить так как Вам удобно) основные применяемые команды типа полилиния (pl), окружность (c), копировать (co), копирование свойств (ma) и добейтесь их автоматического набора на клавиатуре. Команд таких немного, около 20-30 постоянно используемых и они Алиасы похожи на полную команду, так что особых проблем запоминание вызвать не должно.

Данный метод сильнее всего ускоряет работу в КАДе, но требует некоторой практики. Кстати, Алиасы чувствительны к языку, но допускают возможность двойных команд, т.е. в ACAD.PGP можно сделать записи вида «REC, *RECTANG» и следом «КУС, *RECTANG», в таком случае команда вызовется, даже если вы забыли сменить раскладку клавиатуры.

Почему же стоит пользоваться именно английской версией? Да именно из-за Алиасов, в первую очередь. В русской версии они сделаны слишком уж нерационально. Можно, конечно, установив русскую версию, поменять в ней соответствующий файл, но оно Вам надо?

6. Есть способ еще сильнее ускориться. Это использование Грипсов (GRIPS, в русском варианте, ЕМНИП, Ручки). Грипса — это такой синий квадратик на объекте, когда его выделяешь. Если на него нажать, то автоматически запустится команда STRETCH (Растянуть) с выбранной Грипсой. Но если после этого нажать Пробел, то команда сменится на MOVE (переместить), еще Пробел — ROTATE (Повернуть), потом SCALE (Масштаб) и MIRROR (Отзеркалить). Немного потренируйтесь и увидите, насколько это удобно.

Это, кстати, еще не все с Грипсами. Если при перемещении или повороте объекта удерживать Ctrl, то объект скопируется. После первой копии Ctrl нужно отпустить, объект продолжит копироваться при последующих нажатиях.

Еще одно из полезных свойств Грипсов заключается в возможности проставить цепочку размеров. Это крайне удобно при черчении различных узлов с большим количеством размеров. Нужно с зажатым Ctrl нажать на ту Грипсу размера, в сторону которой нужно проставить цепочку. Примерно так это выглядит:

7. Не стесняйтесь использовать по максимуму блоки. Большинство элементов, которые входят в условные обозначения можно загнать в блок и работать не с набором элементов для того, чтобы скопировать/повернуть его на чертеже, а всего с одним элементов. Бонусом, это несколько уменьшит вес файла =)

8. Если возникает какая-то проблема — пользуйтесь гуглом. Нет, серьезно, по КАДу столько различной инфы в сети, что просто диву даешься. У меня, например, был случай, когда в Листе не отображались чертежи на ВЭ (а их было порядка 40-ка). За 2 минуты гугления я узнал, что, оказывается, существует переменная (MAXACTVP), которая блокирует ВЭ, если их на листе больше заданного количества. Устранение проблемы заняло еще меньше времени, чем гугление.

Что-то получилось больно много текста. Для первого раза, наверное, хватит. Если тема актуальна, в следующих постах могу написать о таких вещах, как атрибуты, динамические блоки и немного затронуть тему лиспов. Это не столько про ускорение работы, сколько про оптимизацию и общее удобство использования AutoCAD.

ЗЫ. Писал эту стену я, посему тег «Мое»

7 лет назад

На некоторые чертежи без слез не взлянешь из-за того, что люди игнорируют ГОСТы по оформлению чертежей. Унификация не просто так придумана. По поводу масштаба: это слишком индивидуально, зависит от области применения и характера чертежа. Каждый настраивает кад под себя, для каждой области применения есть свои особенности.

раскрыть ветку
7 лет назад

Это как то даже не советы, а просто как Автору больше нравится чертить, тем более для новичков такое даже читать не следует, полезной информации слишком мало.

И главный вопрос Вот зачем тебе автокад на Англ. если проще работать в Рус это как минимум тебе будет интуитивно многие команды объяснять. Один из тех случаев когда даже нужно работать в Рус. версии особенно новичку.
1:1 новички абсолютно все в масштабах путаются. пишите сразу что 1метр -1000ед чертежа.
Отключенные слои это сразу забей. даже объяснять не нужно почему, чертить полилинией серьезно. а то что выделив все линии в свойствах указывается их длина. так же и со штриховкой можно площадь измерять
Для новичков такое читать вообще не следует только больше запутаетесь, больше для тех кто хочет увидеть какие то новые фишечки.

раскрыть ветку
7 лет назад

Про богомерзкую ленту — эт ты зря. Не просто так ее придумали, наиболее удобный вариант, чем миллион ссаных менюшек. Привыкаешь к ней за неделю, зато никаких нах настроек потом не нужно. Остальные советы для новичков ок.

А вообще автокад скоро канет в лету. Происходит переход с чертежных программ в среду параметрического и аналитического рпоектирования. Так называемые BIM среды. Вот там и проектировать в разы интереснее и программы позволяют создавать модели, элементы со своими свойстваими и характеристиками, причем автокадовский движок настолько стар и убог, что мало-мальская трехмерная модель начинает заворачивать и крашить прогу. Время черных экранов и белых кружочков подходит к концу.

раскрыть ветку
7 лет назад
Ну епта. Я вот помню, как рейсфедером пользоваться.. Но это уже нахуй никому не нужно.. 😉
раскрыть ветку
7 лет назад

REVIT -со всеми приложениями- для архитекторов, для инженеров, для генпланистов.

все в 3д, при правильной работе все спецификации надо только настроит, где то что то поменялось- не надо искать таблицу перепроверять_ все исправится само. Опять же всех инженеров вместе свети с их системами

в общем автокад использовать сейчас — это все равно что почту с голубями отправлять

раскрыть ветку
Похожие посты
1 год назад

Ответ на пост «Ачивки учителя биологии»⁠ ⁠

Не так смешно, как у специальностей, завязанных на общении, но так же жизненно.

1. Speak faster!

Закончить перевод альбома проектной документации меньше, чем за день. (Не очень относится к обычной работе, но сейчас прям жизненно)

2. Многозадачность

Одновременно заниматься более, чем одним проектом.

3. Аве, Цезарь

Делать три проекта сразу (золотая ачивка «Многозадачность»).

4. Обойдусь одной рукой

Вбивать команды, не отпуская мышь (желательно делать это громко).

5. Железный желудок

Вспомнить про обед в половине шестого вечера.

6. Последний герой

Остаться последним сотрудником в офисе вечером, не зная, как закрыть помещение.

7. Я тут живу

Завести на работе зарядные устройства для телефона, часов и наушников.

8. Рука помощи

Забрать альбом в работу у неуспевающего коллеги.

9. Змей-Горыныч

«Работать» на трех мониторах в AutoCAD, WhatsApp и Pikabu

10. Мои вкусы весьма специфичны

Редактировать чертежи в PDF.

11. Клинопись

«Взорвать» штриховку и текст в файле.

12. Археология

Найти первую, оригинальную ревизию альбома.

13. Идеальный порядок

После загрузки на сервер, удалить у себя неактуальные файлы.

14. Герберт Уэст – реаниматор

Успешно восстановить файлы, поврежденные при краше AutoCAD.

Показать полностью
Поддержать
2 года назад

Два мира 3D-графики — твердотельный или полигональный⁠ ⁠

Если вы столкнулись с такими страшными словами «полигональная модель» или «твердотельное моделирование» и не понимаете смысла этих слов — то я вам сейчас попробую объяснить на пальцах.

Речь идет о том как сохранить в цифровом виде, внутри компьютеров, трехмерные объекты нашего мира. На сегодняшний день успешно сосуществуют два принципиально разных подхода: полигональный и твердотельный. И что б никого не обидеть, можно упомянуть еще третий вариант — облака точек. И все эти три способа хранения 3D-данных поддерживает формат файлов dwg.

В чем разница?

Если мы просто измерим расстояния до отдельных точек на окружающих нас предметах и сохраним их координаты, то мы получим «облако точек». Облако — это просто модное слово, с небом оно не связано, имеется ввиду, что точек много. Ничего, кроме координат точек и (может быть) ее цвета, у нас нет. По такой записи невозможно восстановить все поверхности предметов, но можно приближенно представить себе как оно выглядело. Именно облако точек составляют современные лидары (лазерные радары на самоуправляемых авто), 3D-сканеры, Face-id в яблочных телефончиках. AutoCAD тоже уже умеет хранить эти данные не в виде неудобных отдельных точек, а целым облаком (Point Cloud). Это полезная информация, но по ней не нарисуешь мультик и не сделаешь чертежи. Если смотреть из далека, то точки сливаются в сплошной фон. И это похоже на то, что видели наши глаза. Но как только в приближаете это облако по ближе на экране — точки расползаются в пространстве и вы видите, что между ними ничего нет — мы сохранили слишком мало точек. И их всегда будет мало, как ни старайся.

И теперь нам предстоит по этим точкам построить модель, которую можно будет приближать. Самый простой способ — заполнить пространство между точками плоскостями. Плоская фигура, ограниченная несколькими точками на языке математиков называется полигон. Но на самом деле из всех возможных полигонов в 3D графике используется только один, самый простой — треугольник. Берем ближайшие 3 точки на поверхности нашего объекта и чисто условно говорим — а вот между ними я буду считать, что тут все плоское и это это сплошной треугольник, без дырок и выступов. И вот мы уже чудесным образом получили Полигональную модель. Для хранения в компьютере такой модели нам достаточно запомнить координаты вершин треугольников. Это просто и быстро. Пересчитать эти координаты для различных точек зрения — тоже просто. Исходное облако точек можно очень сильно подсократить — ведь многие точки оказались на одной плоскости. Если не заморачиваться раскраской, то на экране мы увидит множество линий соединяющих точки по типу рыбацкой сети. Вот так и называют полигональные модели в AutoCAD — Сеть = Mesh или устаревший вариант Многогранная сеть = Polyface Mesh.

Для полноценного фотореализма нам конечно понадобиться сохранить картинки для раскраски каждого треугольника (текстуры), научиться скруглять углы, научиться рисовать шероховатые поверхности и еще много чего. Но все это умеют делать современные видеокарты и поэтому процесс прорисовки и вращения происходит настолько быстро, что можно делать интерактивные 3d-игры. Именно такие Полигональные модели используются для всех фотореалистичных картинок и мультиков. Их легко искажать, трансформировать, анимировать. Да, в них не может быть гладкой сферы, но это и не важно — хитрые приемы «замылят» глаза публике и никто почти не заметит сети и грани. А что будет если разрезать полигональную модель? Внутри-то у нее ничего нет! Мы просто увидим обратные стороны треугольников — то же тело изнутри. Хм, но в реальном мире так не бывает. И тут мы подходим к концепции твердого тела.

Само название «твердотельное» моделирование (solid modeling) происходит от идеи, что программа при любом разрезе такой модели, должна опять замкнуть поверхности и изобразить какое-то однородное внутренне заполнение этой модели. Но на самом деле концепция твердотельного моделирования немного сложнее. Дело не только в том, что мы видим внутри, а дело в том что теперь поверхности каждого объекта мы запоминаем, не как множество треугольников, не как Сеть, а как сплошную непрерывную поверхность, описываемую математически. Надо запомнить плоский полигон? Нет проблем — описание будет состоять из математической формулы плоскости в 3d и плюс еще такими же формулами записанные 3d-контуры границ этой поверхности — линии или кривые. Для каждого типа поверхностей свои формулы, для каждого типа кривых — свои. AutoCAD знает формулы для плоскости (объект Region), для цилиндра, конуса, сферы, тора (объект Surface) и для произвольно изогнутых поверхностей — хоть волны, хоть спирали — все можно описать формулами. При этом в файле dwg сохраняются только коэффициенты из этих формул. Все точки поверхности программе надо рассчитывать, используя сложные формулы. Каждое «твердое тело» может состоять из множества поверхностей (граней), которые должны быть идеально состыкованы кривыми линиями (ребрами). А точки стыковки ребер, называются вертексами. Принципиальное отличие твердотельной модели от полигональной, не в том что программа создаст новые грани на разрезе, а в способе описания поверхностей, в поверхностях сложной формы, которые теоретически можно приближать бесконечно долго — и вы всегда будете видеть плавные формы, а не ломаные полигоны. Правда, жизнь накладывает свои ограничения. но в теории так. Возможность построить модель с любой заданной точностью — это именно то, что и надо инженерам. Это позволит делать точные расчеты массы и прочности. Это позволит изготавливать детали на высокоточном оборудовании и получить реально работающие механизмы.

Достоинства и недостатки

Теперь вы знаете, что «твердотельный» — это не про замороженные трупы 🙂 Теперь можно разобраться, почему используются обе системы моделирования.

Полигональная модель — это прежде всего упрощенная модель. Быстрота отображения здесь на первом месте. Абсолютно все 3d-программы могут хоть как-то работать с полигональными моделями. С полигонами (и только с ними) работают все программы для дизайнеров и аниматоров. Всем известные 3DS-Max, Maya, Blender — это чисто полигональные программы, никакой инженерной логикой и твердотельностью там и не пахнет. И не надо — задачи там другие. К сожалению есть программы, которые «косят» под инженерные, но работаю только с угловатыми полигонами. Например, SketchUp. Вполне пригодны полигональные модели для печати игрушек на 3d-принтерах. Для таких задач их точности вполне достаточно.

Программы полигонального моделирования как правило содержат простые средства для искажения формы объектов. У них всегда много способов наложения текстур, тонкие и сложные настройки рендеринга для достижения максимального фотореализма. Есть возможности делать анимации.

Недостаток полигональной модели — низкая точность. Можно конечно наращивать количество треугольников. Но тогда простота и скорость отрисовки пропадает. Серьезные расчеты делать на такой модели нельзя. Описать процесс изготовления детали, по ее форме тоже не получится — тут вообще нет ни цилиндров ни конусов — сплошные треугольники.

В AutoCAD можно открыть модели, импортированные из 3DS-Max и тому подобных программ. Но результат вас не порадует. Как правило пользователи этого класса программ не заботится о точности размеров, рисуют, тыркая в произвольные места экрана, без привязок, и не напрягаются, когда объекты заезжают друг внутрь друга, оставляют щели между полигонами. Это все происходит из-за отношения к полигональной модели как к эскизу. Чисто для красоты картинки, но не для дела. Для CAD-программ полигональные модели инородны, работа с ним не оптимизирована. Сложные сети из тысяч и сотен тысяч полигонов прекрасно крутятся в Max, но дико тормозят в AutoCAD. Старые «Многогранные сети» вообще даже нельзя нормально обмерить — привязки на них не работают. Преобразовать штатными средствами в твердое тело тоже не получится. Кстати, насчет преобразования — обратите внимание на мою программу «Сеть в солид» — во многих случаях это спасение.

Преимущества твердотельного (то есть математического) моделирования очевидны — точность, возможность расчетов, экспорт в CAM для точного изготовления на ЧПУ. Они гораздо ближе к законам физики поэтому только их используют для автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, проверки и оптимизации изделий.

Недостатков тоже хватает. Прежде всего это вычислительная сложность. Формулы для расчета положения каждой точки могут быть неимоверно сложными. Даже простые операции требуют много расчетов. Например, когда мы отображаем на экране полигональную модель, то на всех краях в любом ракурсе мы видим ее ребра. Это простые линии, которые очень легко рисовать. Но у твердого тела могут быть выпуклости, которые мы видим в некоторых ракурсах как край тела. Там нет ребра! Например, у сферы вообще нет ребер, но мы же ее видим, видим четкий край — окружность. Такие «виртуальные» края называются силуэтами. Вращая модель, вы заставляете программу очень быстро пересчитывать формулы поверхности, чтоб вычислять все новые и новые силуэты.

Еще одна проблема проистекает из того, что все 3d-игры сделаны, конечно, на полигональной графике. Поэтому все видеокарты, 3d-ускорители работают только с ней. И значит, чтобы показать любую твердотельную модель на экране программа должна сначала полностью рассчитать все формулы, ребра, силуэты; затем преобразовать все это в треугольники-полигоны и только после этого можно передать работу вашей дорогой видеокарте. Видеокарта справится мгновенно, картинка сразу появится у вас перед глазами — для нее это пустяк. Но вся подготовительная работа ляжет на центральный процессор. А в случае AutoCAD — на одно единственное ядро этого процессора. Это долго. Именно по этому ваш компьютер так легко крутит неимоверно сложные проекты в 3Ds-Max и так тяжело, с тормозами, рывками, глюками, проворачивает маленький твердотельный кусочек этого проекта в AutoCAD. И кроме того в полигональной графике придумано множество ухищрений для ускорения отрисовки — сразу отбрасываются слишком мелкие полигоны, легко отсеять задние (невидимые) объекты и их грани. А в твердотельной модели надо просчитать по честному все-все, что вы напихали в модель, каждый невидимый крошечный винтик.

Вспомните об этом, когда будете выдавливать спиральную резьбу на саморезах, конусы в глухих отверстиях. Весь этот мусор никогда не виден и ничего не дает для удобства и точности изготовления модели. Но он непрерывно грузит процессор и тормозит вашу работу. Оно вам точно надо? Расчет конуса в 100 раз дольше, чем плоского дна отверстия. А расчет солида вытянутого из сплайна вообще неописуем формулами — приходится прибегать к методу постепенных приближений. И чем больше размер изделия, тем больше итераций (приближений) надо для достижения заданной точности. Подумайте дважды, прежде чем прорисовывать внутренности профилей и труб, вставлять модели фурнитуры из сотен и тысяч поверхностей, моделировать каждую дырочку на перфорированных решетках.

Какие программы используют твердотельное моделирование.

Все, что я тут писал про AutoCAD, в полной мере касается и всех его клонов, всех легких CAD-систем: BricsCAD, NanoCAD, ZWCad, GStarCAD. Но не только. Все полноценные инженерные программы используют твердотельный подход к моделированию. Параметрические программы среднего класса сложности, такие как SolidWorks, Inventor, и тяжелые, такие как ANSYS, CATIA, NX, Pro/ENGINEER — тоже конечно твердотельные. В параметрическом проектировании полигональный подход вообще не возможен. А в чем тогда разница прямого и параметрического моделирования? О! Это отличная темя для бесконечных споров! Я думаю посвятить этому отдельную статью.