Számítógépek alkalmazása 2 

AutoCAD 3D/1

 2006. tavaszi félév 


A feladat az ábrán látható házszerű test térbeli (felület)modelljének elkészítése.

A házikó belmérete legyen 7,2 × 5,4 m, falvastagsága 38 cm!

 • 3D modellek

Az AutoCAD-ben a három-dimenziós (3D) modellek három típusát hozhatjuk létre.

A legprimitívebb az ún. drótváz-modell (wireframe), mely (mint neve is mutatja) nem tartalmaz felületeket, csak a test jellemző pontjainak, éleinek meg­jele­ní­té­sére szolgál. Ezzel mi nem foglalkozunk – bár mint látni fogjuk, a végleges modell térbeli pontjainak "megkeresésére" sokszor használjuk a vonalakkal történő "előszerkesztést".

A második típus – logikusan – a felület-modell (surface). A mai órán ilyen modellt fogunk létrehozni. Itt síklap-hálókkal (polygonal mesh) dolgozhatunk. Ily módon a görbült felületek, csak közelítő síkjaikkal ábrázolhatók – de ezen közelítő felület-hálók előállítását speciális parancsok könnyítik meg. Ilyenek az egy (akár kitérő) vonal elforgatásával forgás­felü­letet előállító ForgFel (Revsurf, pl. forgás-hiperboloid), vagy a kettő illetve négy vezérgörbe összekötésével felületet létre­hozó SzabFel (Rulesurf, pl. konoid), illetve ÉlFel (Edgesurf, pl. nyereg-, vagy transzlációs felület). Előnyük és hátrányuk ugyanaz: elemi (akár térbeli) négyszögekből állnak. Ez lehet kedvező, mivel a modell geometriáját pl. egyszerű nyúj­tá­ssal (Stretch) meg tudjuk változtatni, és kedvezőtlen, mivel topológiai változtatást (pl. egy lyuk kialakítását) na­gyon nehézkessé teszi. Bizonyos felülettípusok (közelítő) modellezésére ugyanakkor (legalábbis AutoCAD-ben) csak a felület-modell alkalmas.

A harmadik típus a tömegmodell (solid). A tömegmodell egyszerű alapelemekből épül föl. Néhány alapelem létrehozását külön parancs támogatja: ilyen a Téglatest (Box), a Gömb (Sphere) a Henger (Cylinder), a Kúp (Cone), az Ék (Wedge), és a Tórusz (Torus). De létrehozhatunk alapelemeket 2D elemek (pl. vonalláncok) adott irányú Kihúzásával (Extrude), vagy tengely körüli Megforgatásával (Revolve) is. A végleges modell azután ezen alap­elemek kombi­nálá­sával áll elő. Az alapelemekkel háromféle (Boolen-) művelet végezhető: két vagy több elem Egyesíthető (UNIon), egy elemből (vagy elemcsoportból) egy (vagy több) másik Kivonható (SUBtract), vagy létrehozható test meglévő elemek Közösrészéből (INTersect).

 • 3D (axonometrikus) nézetek

A térbeli rajzolásnak ugyan nem feltétele hogy lássuk is, mit csinálunk – de álta­lános vé­le­kedés, hogy sokat javít a rajzolás sebességén és minőségén, úgyhogy első lépésként mi is váltsunk inkább egy térbeli nézetre!

Ennek számos módja van: például a Nézet • 3D nézetek • Nézőpont beállítása (View • 3D Views • Viewpoint Presets) menüpont (= dpNézőpont (ddVPoint) parancs).

Ennek párbeszédpaneljén (mint az ábrán is látható) megadhatjuk a nézési irány­nak a víz­szintes alap-síkban, ill. attól mért szögét. E megadás történhet a szögek megfelelő rovat­ba írásával – vagy egyszerűen a megfelelő helyre való kattintással.

    Népszerű és gyors nézetbeállítási a 3dOrbit parancs (Nézet • 3D Keringés (View • 3D Orbit)). (Egy dologra érdemes figyelni: érdemes a Z tengelyt függő­lege­sben tartani, mert ha a függőleges vonalak annak is látszanak, a monitor pixeles fel­épí­tésé­ből adódóan a függőlegestől csak kismértékben eltérő vonalakon kis szaka­dások jelennek meg, s ez figyelmeztethet pl. szerkesztési hibára, ha egy függő­leges­nek szánt vonal mégsem lenne az.)

    Kevésbé javasolt az izometrikus nézetek használata (pl. Nézet • 3D nézetek • DNy-i izometrikus nézet (View • 3D Views • SW Isometric)), ezek ugyanis gyakran eredményeznek egymást takaró vonalakat, s ezáltal sokszor megnehezítik a pont-kijelölést. (Még rosszabb a helyzet az alaprajzilag 45°-os vonalakkal – ezek (estleges) lejtése ugyanis teljesen rejtve marad.)

A fenti meggondolás alapján ugyanígy "térbeli szerkesztésre nem ajánlott" nézetnek kell minősítsük az ortogonális néze­teket is!. Egyetlen (de fontos) kivétel, hogy ha nem érjük be a test egyetlen nézetével, és a képernyőt több nézetablakra (viewport) osztjuk (pl. Nézet • Nézetablakok • 4 nézetablak (View • Viewports • 4 viewports)), mert ek­kor termé­sze­te­sen már csak ellenőrzésként is érdemes néhány nézetablakban ortogonális nézetet beállítani!

•> Indulásként a beállított 3D nézetben az eddig megszokott módon a rajzoljuk meg a kontúrt vonalláncként: pl.
Tégl(RecTang) 0,0 7.96,6.16

• Térbeli 2D-s rajzelemek

A síkbeli elemek is térbelivé tehetők ha azokhoz "vastagságot" (Thickness) rendelünk!

•> A rajzelem(ek) kijelölése után a Módosítás • Tulajdonságok (Modify • Properties) menü panelének Vastagság (Thickness) rovatában javítsuk ki az eddigi 0-át 3-ra. Ezután a vonalak mint alapsíkon álló szalagok jelennek meg.


Egy zárt vonallánc kiemelésével létrejött elem tehát még nem test, és erről meg is győződhetünk, ha a Nézet • Árnyalás • Símított árnyalás (View • Shade • Flat Shaded) menü­ponttal árnyalt képet kérünk a rajzról.

Az ilyen "térbeliesített" 2D-s elemek hasz­nála­tának erős kor­látja, hogy magasságuk (nyilvánvalóan) minden vég­pont­jukban azonos kell maradjon. E korlát miatt szokás 2.5 dimenziós rajzolásról beszélni – mert hisz ez nyilván nem igazi 3D rajz.

P A következőkben is a talán egyszerűbben értelmezhető árnyalt képek mutatják a szerkesztés menetét – de ez nem jelenti, hogy ez a szokásos megjelenítési mód! Ellenőrzési célokra persze jó, és ilyen egyszerű szer­kesz­tési feladatoknál is megfelel, de komolyabb mun­kánál jel­lem­zően a drótvázas megjelenítést használjuk.


 • 3D rajzelemek

A valódi 3D rajzelemek közül a legegyszerűbb felület a 3dLap (3dFace),egy (max. 4 oldalú) térbeli négyszög. (A leg­egy­szerűbb 3D elem a vonal). A 3D rajzelemekre nem vonatkoznak az előbbi korlátozások. Ez egyszerűen szemléltethető a tető és az oromfal megrajzolásával, megmutatva, hogy az XY síkkal nem párhuzamos felületet is lehet szerkeszteni.

•>  A 3dLap (3dFace) első két pontját megadhatjuk egyszerűen a meglévő "fal" fölső élének végpontjaira kattintva. A harmadik, és negyedik pont megadásánál használhatjuk a pont-szűrőket (point filters), így ugya­nis módunk van arra, hogy egy pont (az ábrán épp a ge­rinc túlsó végpontja) megadását kétfelé bontsuk. Mivel tudjuk, hogy a pontnak a fal felezőpontja felett kell lennie, írjuk be: .xy [Enter] (gépelésből felmentetteknek: [Shift] + jobb egérgomb, majd a gyorsmenüben: Pontszűrők(Point Filters) • .XY).
Ezzel elértük, hogy elég egy olyan pontot meg­mu­tat­nunk, melynek x, és y koordinátái megegyeznek az ál­ta­lunk megadni kívánt pontéval. Erre tökéletesen meg­fe­lel az ábrán is látható felezőpont. Persze a z koordináta meg­adá­sá­ra nem felmentést, csak haladékot kaptunk; a felezőpont megadása után a program azonnal szá­mon kéri rajtunk tartozásunkat, ám mi felkészülten várjuk a pillanatot, és beírjuk: 5.4. Ez lesz ugyanis a gerincmagasság (abszolút) koordinátája. A másik tetősíkot előállíthatjuk a már megrajzolt sík gerinc-vonalra való tükrözésével. (A tükrözés axonometrikus nézetben is a koor­di­ná­ta-rend­szer alap-sík­jára ve­tít­ve mű­ködik).

Az oromfal megrajzolása előtt térjünk vissza a Fal fóliára (mert ugye a tetőt mindenki külön fólián alkotta meg...). Itt egy újabb, 2D-s rajzelemek számára elérhetetlen dol­got vi­szünk vég­hez: változó magasságú rajzelemet rajzolunk. Az egyetlen újdonság, hogy a 3dFace negyedik végpontjának megadása helyett [Enter]-t kell üssünk.

Azért nem minden tökéletes: az árnyalt képen ugyan ke­vés­sé látszik, de a drótvázas nézeten (Nézet • Árnyalás • 2D drótváz (View • Shade • 2D Wireframe)), és főleg nyom­ta­tás­ban zavaró lehet az alsó falrész és az oromfal köz­ti vonal. Erre is van megoldás: Szétvetjük (Explode) a téglalapot, töröljük az első és hátsó falakat (az oromfal ma­rad!), majd rajzolunk helyettük ugyanolyan geometriájú 3dFace-eket!

Ezeknek ugyanis van még egy trükk a tarsolyukban: egyes éle­ik láthatatlanná tehetők. Ehhez csak el kell indítanunk az Edge parancsot, és rá kell mutatnunk a 3dFace-ek el­tün­tet­ni kívánt éleire, majd [Enter].


Vannak persze örök elégedetlenek, akiket még olyan apróságok is zavarnak, mint pl. hogy most a végfal (lévén két darabból) csak nehézkesen jelölhető ki, és ha árnyalásnál be vannak kapcsolva az élek (...Edges on), még mindig látszik a határvonal. Van erre is megoldás: a SokLap (PFace) rajzelem alkalmazása. Ez tulajdonképpen speciális "összekapcsolt" 3DFace ele­meket jelent. Megadási módja nem igazán felhasználó-barát: először meg kell adni az elem csúcspontjait, majd (Enter u­tán) az egy-egy lapot alkotó csúcsokat (azaz több lap is megadható). Ez a módszer azért konvex ötszög esétén nem jelent sok nehézséget: sorban meg kell adni a lefedendő terület öt csúcsát (+[Enter]), majd begépelni az összekötendő csú­cso­kat: 1 2 3 4 5 [Enter] (a lap lezárására) [Enter] (a PolyFace lezárására).


 • Felhasználói koordináta-rendszerek (UCS)

•>  Az alsó ablakokat megrajzolhatjuk az alap-síkon egyszerű vonalként (amit azután helyére emelünk (@0,0,1), majd ma­gas­ságot (1.5) rendelünk hozzá). Tetőablakok rajzolása viszont ebben a koordinátarendszerben már igen ne­héz­kes lenne.

Épp hasonló esetekre lett kitalálva a fel­hasz­ná­lói koor­di­ná­ta­rend­szer: UCS = User Coordinate System. E saját ko­or­di­ná­ta-rend­szert oda, ak­kor, és úgy helyezzük el és át, ahogy és amikor akarjuk. Legáltalánosabban alkalmazható meg­adási mód a három-pontos módszer: ekkor meg kell ad­nunk az új origó helyét, egy második pontot az X ten­gely po­zi­tív felén, végül egy harmadikat, amely az XY síkon, an­nak is pozitív y tartományában van.

E koordináta-rendszerben legyen az ablak a saroktól 2.4 m-re x, 1 m-re y irányban. Legtöbbször persze nem ilyen egy­szerű az ablak helyének megadása, hanem alap­raj­zá­ból, és/vagy (para­pet)ma­gas­sá­gá­ból (azaz víz­szintes, ill. füg­gő­le­ges vetü­letéből) adó­dik!

 • 3D perspektív kép

Az eddig használt axonometrikus nézetek mellett pers­pek­tí­vában is meg tudjuk jeleníteni a kész modellt (szer­kesz­tés­re a perspektív kép nem igazán alkalmas, mivel ek­kor nem hasz­nál­hatók a tárgy­raszterek).

•> A perspektíva beállításának indítására talán legalkalmasabb az alaprajzi nézet. Állítsuk be az alaprajzi nézetet (pl. NNézet (Plan)), sőt, kicsinyítsük is le a képet, hogy legyen hely mellette bőségesen. Adjuk ki a DNézet (DView) parancsot, a meg­je­le­nő kérdésre jelöljük ki az összes rajzelemet, majd nyomjunk [Enter]-t. (Ha nagyobb modellel dolgoznánk, fontos len­ne, milyen rajzelemeket és milyen sorrendben jelölünk ki, mivel a parancs futása során (a perspektív kép szá­mí­tás-igé­nyes­sé­ge mi­att) csak a kijelölt elemek fognak megjelenni!)

•> Ha már alaprajzban vagyunk, használjuk ki a lehetőséget, hogy egész pontosan beállíthassuk, honnan is akarjuk nézni a mo­dellt: válasszuk a Pontok (POints) opciót!

  Először a célpontot (target point) kell megadjuk (ezt célszerű valahol a rajz súlypontjában felvenni, hogy a nézési irány eset­le­ges meg­változtatásakor ne tűnjön el szemünk elől a modell).

  Másodikként a képet szemlélő "kamera" helyzetét (camera point) kéri a parancs (itt – legalább elsőre – érdemes a cél­pont­tal azonos z magasságot (vízszintes nézet-irányt) megadni, hisz ha később távolodni lennénk kénytelenek, néző­pon­tunk esetleg az alap­sík alá süllyedne…).

•> Ezzel még csak a nézet irányát állítottuk be, ezért egye­lő­re még mindig axonometriát látunk. Ez rögtön megváltozik, ha a TÁv (Distance) opciót vá­laszt­juk: az ekkor megjelenő képen az egeret a fölső csúszkán moz­gat­va a távolságot ál­lít­hat­juk, az épp aktuális értéket pe­dig kattintással fo­gad­hat­juk el. Fontos, hogy [Enter]-t ütve, nem az épp lát­ha­tó képet, hanem a pa­rancs­sor­ban ol­vas­ha­tó a­lap­ér­té­ket fo­gad­juk el! Tegyünk most így, s ezzel most tényleg azt a képet látjuk, ami az előzőleg beállított (kamera-)pontba állva szemünk elé tárulna!

•> Csepp üröm az örömben, ha a modell "kilóg" a kép­ből – ám erre is van megoldás: a Zoom opció perspektívában az eddig meg­szo­kott nagyítási funkciója helyett a kamera len­cse­tá­vol­sá­gát (s ezzel látószögét) állítja (ajánott mi­ni­mum 35 mm – ha túl kicsire vesszük, a kép nagyon torz lesz.

•> A nézet további módosítására jól jöhet még a KAmera (CAmera), ill. a Cél (TArget) opció; ezekkel (nomen est omen) a ka­me­ra-, ill. a célpontot forgathatjuk egymás körül (azaz a kamerát a cél, vagy a célpontot a kamera körül).

•> Végül, ha megtaláltuk az ideális kép-beállítást, [Enter]-rel lépjünk ki a parancsból!


 • Nézetek elmentése

Az ily módon fáradságos munkával előállított nézet(ek)et kár lenne veszni hagyni, egy-egy jobb beállítást érdemes elmenteni a hálás utókor számára. Ez igen egyszerűen megtehető a Nézet (View) parancs (Nézet • Nézetek (View • Views) menü­pont) segítségével: csak annyi a dolgunk, hogy az Aktuális (Current) nézet nevét módosítsuk.

Mostantól, ha a modell (további) módosításának örömteli kötelessége passzív szemlélői mivoltunk feladására is kény­sze­rít ben­nün­ket, min­dig elkísér a tudat, hogy van egy biztos hely, ahová bármikor visszatérhetünk: csak újra ki kell adnunk a fönti parancsot, majd az elmentett nézetek listáján duplán kattintani a visszaállítani kívánt nézet nevére, és [OK].




Természetesen egy igazi modell esetén nem te­kint­he­tünk el a szerkezeti vastagságok megjelenítésétől!



(c)2006.  Strommer L. • BME Építészeti Ábrázolás Tanszék