Giáo trình Autocard 3D

Bài 1 Kiến thức cơ sở về mô hình 3D
I. Giới thiệu về mô hình 3D
Bản vẽ 2D là tập hợp các đoạn thẳng và đường cong (đường tròn, cung tròn, elíp, … ) nằm trong mặt phẳng XY. Trong bản vẽ 3D ta thêm vào trục Z.
Dữ liệu CAD



I.1 Mô hình 21/2 chiều
Mô hình mặt 21/2 chiều được tạo theo nguyên tắc kéo các đối tượng 2D theo truc Z thành các mặt 21/2 chiều.
I.2 Mô hình khung dây (Wireframe modeling)
Mô hình khung dây được tạo bao gồm các điểm trong không gian và các đường thẳng, đường cong nối chúng lại với nhau.








Các mặt không được tạo nên mà chỉ có các đường biên, mô hình này chỉ có kích thước các cạnh nhưng không có thể tích (như mặt cong), hoặc khối lượng như solid. Toàn bộ các đối tượng của mô hình đều được nhìn thây.
I.3 Mô hình mặt cong (Surface modeling)
Mô hình mặt cong biểu diễn đối tượng tốt hơn mô hình khung dây vì các cạnh của mô hình khung dây được trải bằng các mặt được định nghĩa bằng công thức toán học.
Mô hình mặt có thể tích nhưng không có khối lượng, mô hình dạng này có thể che các nét khuất và tô bóng.



I.4 Mô hình Solid (Solid modeling)
Mô hình solid (khối rắn) là mô hình biểu diễn vật thể ba chiều hoàn chỉnh nhất, mô hình này bao gồm các cạnh, mặt và các đặc điểm bên trong, để nhìn thấy toàn bộ bên trong mô hình ta có thể dùng lệnh cắt solid. Những mô hình solid ta có thể tính thể tích và đặc tính về khối lượng.
II. Một số lệnh quan sát mô hình 3D cơ bản
Lệnh Vpoint
- Công dụng: Quan sát mô hình 3D, xác định điểm nhìn đến mô hình 3D. Điểm nhìn chỉ xác định hướng nhìn, còn khoảng cách nhìn không ảnh hưởng đến sự quan sát
- Cách vào lệnh:
Menu Bar
Toolbar
Nhập

View3D ViewVpoint
View
Vpoint, VP

Command: Vpoint(
Current view direction: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000
Specify a view point or [Rotate]:-1,-1,1(
Nếu ta quan sát điểm nhìn là 0,0,1 thì hình chữ nhật này như sau:


Nếu quan sát điểm nhìn là 1,-1,1 thì hình chữ nhật này thay đổi khác:




The Compass Blobe
Khi thực hiện lệnh Vpoint tại dòng nhắc đầu tiên ta nhấp Enter (hoặc từ View menu, mục 3D Views chọn Viewpoint). Thì xuất hiện hệ truc tạo độ động trên màn hình.



Phụ thuộc vào vị trí con chạy trên hai đường tròn đồng tâm ta thấy các trục X, Y, Z di chuyển và ta có các điểm nhìn khác nhau.
Viewpoint Presets
Khi thực hiện lệnh DdVpoint sẽ xuất hiện hộp thoại Viewpoint Presets, hình bên trái là vị trí của điểm nhìn trong mặt phẳng XY so với truc X. Hình bên phải là vị trí điểm nhìn so với mặt phẳng XY, ta có thể chọn WCS hoặc UCS.




Các lựa chọn từ Toolbars và View menu
Viewpoint Presets… Xuất hiện hộp thoại Viewpoint Presets
Viewpoint Compass Globe
Plan View> Hình chiếu bằng theo trục Current UCS, UCS và WCS
Top Điểm nhìn (0,0,1), hình chiếu bằng
Bottom Điểm nhìn (0,0,-1), hình chiếu từ đáy
Left Điểm nhìn (1,0,0), hình chiếu cạnh trái
Right Điểm nhìn (-1,0,0), hình chiếu cạnh phải
Front Điểm nhìn (0,-1,0), hình chiếu đứng
Back Điểm nhìn (0,1,0), hình chiếu từ mặt sau
SW Isometric Điểm nhìn (-1,-1,1), hình chiếu trục đo
SE Isometric Điểm nhìn (1,-1,1), hình chiếu trục đo
NE Isometric Điểm nhìn (1,1,1), hình chiếu trục đo
SW Isometric Điểm nhìn (-1,1,1), hình chiếu trục đo
SW: Hướng tây nam, SE: Hướng đông nam, NE: Hướng đông bắc, NW: Hướng tây bắc.
Lệnh Vports
- Công dụng: Tạo các khung nhìn tĩnh, bằng cách phân chia màn hình thành nhiều khung nhìn, các khung nhìn này có kích thước cố định.
- Cách vào lệnh
Menu Bar
Toolbar
Nhập

ViewViewports>Named View port …

Vports

Command: -Vports(
Enter an option [Save/Retore/Delete/Join/SIngle/?/2/3/4]<3>:(Lựa chọn hoặc nhập Enter)
Tối đa ta tạo được 16 khung nhìn, trong các khung nhìn được tạo chỉ có một khung nhìn hiện hành, các lệnh CAD chỉ thực hiện được trong khung nhìn hiện hành.
Hình sau miêu tả các loại khung nhìn:



Lệnh Plan
- Công dụng: Quan sát hình chiếu bằng, khi thực hiện lệnh Plan sẽ hiện lên hình chiếu bằng theo điểm nhìn (0, 0, 1) các đối tượng của bản vẽ theo một hệ toạ độ mà ta định.
- Cách vào lệnh
Menu Bar
Toolbar
Nhập

View 3D Views>Plan View

Plan

Command: Plan(
Enter an option [Current ucs/Ucs/World] : (Chọn hệ trục toạ độ cần thể hiện hình chiếu bằng).
Current Ucs : Hệ toạ độ hiện hành
Ucs: Hệ toạ độ đã ghi trong bản vẽ
Wcs: Hệ toạ độ gốc

Lệnh View
Công dụng: Dùng lệnh này để tạo các phần hình ảnh của bản vẽ hiện hành.
Cách vào lệnh
Menu Bar
Toolbar
Nhập

View Named Views …

View hoặc DDview

CommandL View(
Enter an option [?/Categorize/LAyer/ state/Orthographic/Delete/Restore/Save/Ucs/Window]:



Lệnh Hide
- Công dụng: Che các nét khuất của của mô hình 3D dạng mặt cong hoặc solid
- Cách vào lệnh

Menu Bar
Toolbar
Nhập

View Hide
Render
Hide

Command: Hide(
Nếu biến INTERSECTIONDISPLAY gán ON thì giao tuyến giữa các mặt cong sẽ được hiển thị là các Pline
Nếu biến HIDETEXT gán là OFF thì khi thực hiện lệnh Hide bỏ qua các dòng text và các dòng này vẫn hiển thị trên màn hình.
Lệnh Regen, Regenall, Redraw, Redrawall
- Công dụng: Đối với Redraw, Redrawall thì vẽ lại các đối tượng trong khung nhìn hiện hành, lệnh này dùng để xoá các dấu cộng trên màn hình. Lệnh Regen, Regenall tính toán và tái tạo lại toàn bộ các đối tượng trên khung nhìn hiện hành đối với Regen và tất cả các khung nhìn hiện hành với Regenall.
- Cách vào lệnh:
Menu Bar
Toolbar
Nhập

View Redraw hoặc Redrawall

Redraw, Redrawall

View Regen hoặc Regen all

Regen hoặc Regenall

III. Năm phương pháp nhập toạ độ điểm trong không gian ba chiều
Trực tiếp dùng phím chọn của chuột
Toạ độ tuyệt đối X, Y, Z. Phương phát này được thực hiện bằng cách nhập toạ độ tuyệt so với trục toạ độ gốc (0,0,0)
Toạ độ tương đối @X, Y, Z. Nhập toạ độ so với điểm được xác định cuối cùng nhất.
Toạ độ trụ tương đối @DistToạ độ cầu tương đối @Dist








Bài 2 Các hệ toạ độ và các phương pháp nhập điểm chính xác
Các hệ toạ độ trong bản vẽ AutoCAD
Trong bản vẽ AutoCAD tồn tại hai hệ truc toạ độ
- WCS (World Coordinate System). Là hệ toạ độ mặc định trong bản vẽ AutoCAD có thể gọi là hệ toạ độ gốc. Biểu tượng (icon) của WCS nằm ở góc trái phía dưới bản vẽ và có chữ W xuất hiện trong biểu tượng này. Tuỳ vào trạng thái ON hoặc OF mà biểu tượng này có xuất hiện hay không. Hệ toạ độ này cố định và không thể dịch chuyển.
- UCS (User Coordnate System). Là hệ toạ độ mà ta tự định nghĩa và có thể đặt ở vị trí bất kỳ và tuỳ vào điểm nhìn (viewpoint) biểu tượng của chúng sẽ được hiện lên khác nhau. Số lượng UCS hiện lên trong bản vẽ không hạn chế, mặt phẳng XY trong hệ toạ độ là hệ toạ độ vẽ

Điều khiển biểu tượng hệ toạ độ (UCSICON)
- Công dụng: Điều khiển sự hiển thị của biểu tượng hệ toạ độ, nếu biểu tượng trùng với gốc toạ độ tại điểm (0, 0, 0) thì trên biểu tượng xuất hiện dấu cộng (+).
- Cách vào lệnh.

Menu Bar
Toolbar
Nhập

View DisplayUCS Icon
UCS
UCSicon


Command: UCS(
Enter an option [ON/OFF/All/Noorigin/ORigin/Properties]: (Chọn lựa chọn)






Tạo hệ toạ độ mới (UCS)
- Công dụng: Tạo hệ toạ độ mới bằng cách thay đổi vị trí gốc toạ độ (0, 0, 0), hướng mặt phẳng XY và trục Z, ta có thể tạo UCS mới tại bất kì vị trí trong không gian bản vẽ.
- Cách vào lệnh

Menu Bar
Toolbar
Nhập

Tools/New UCS
UCS
UCS

Command: UCS(
Enter an option [New/Move/orthoGraphic/Prev/Restore/Save/Del/Apply/?/World]: (chọn các lựa chọn)

Phương pháp lọc điểm (Point Filters)
- Công dụng: Xác định toạ độ một điểm bằng cách kết hợp toạ độ của hai điểm khác, ta chọn hai trong 6 sự kết hợp sau: .X cùng hoành độ X với điểm; .Y cùng tung độ Y với điểm; .Z cùng cao độ Z với điểm; .XY cùng hoành độ X và tung độ Y với điểm; .YZ cùng tung độ Y và cao độ Z so với điểm; .ZX cùng cao độ Z và hoành độ X so với điểm.

- Cách thực hiện

Menu Bar
Cursor Menu
Nhập


Filters
.X, .Y, .Z, .XY, .YZ, .ZX



Bài 3 Mô hình khung dây (Wierframe)

I. Giới thiệu
Mô hình khung dây là mô hình chỉ có các cạnh, mô hình khung dây tạo bởi các đường và điểm. Các lệnh tạo mô hình 3D khung dây là Line, 3dpoly, Arc, Circle… Lệnh Line vẽ trong 3D tương tự như trong mặt phẳng hai chiều, nhưng ta thêm vào cao độ trục Z. Ta có thể sử dụng các lệnh hiệu chỉnh đối tượng hai chiều để hiệu chỉnh các đường cong và đường thẳng này. Do không có các mặt lên ta không thể dự đoán được mô hình khung dây một cách chính xác.
Các cạnh của mô hình khung dây có thể là cạnh thẳng hoặc cạnh cong, các cạnh và đỉnh của mô hình khung dây phải thoả mãn các điều kiện sau:
Mỗi đỉnh có một toạ độ duy nhất
Mỗi đỉnh được nối ít nhất với 3 cạnh
Mỗi cạnh chỉ có hai đỉnh
Mỗi mặt có ít nhất 3 cạnh và tạo thành một vùng kín

II. Vẽ các đường 3D lệnh (Line