Tạo mô hình hóa hình học

Tài liệu này dành cho sinh viên, giáo viên khối ngành công nghệ thông tin tham khảo và có những bài học bổ ích hơn, bổ trợ cho việc tìm kiếm tài liệu, giáo án, giáo trình, bài giảng các môn học khối ngành công nghệ thông tin

4 MÔ HÌNH HOÁ HÌNH HỌC

4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Một cảnh có thể chứa các vật

thể khác nhau: Mây, cây, đá,

nhà, nội thất, v.v…

Có nhiều cách khác nhau để

thể hiện các vật thể đó

4.2 Mô hình 2D

• Trong không gian hai chiều (2D) một vật thể bất kỳ có thể được biểu diễn bằng điểm, đường thẳng, đường cong

thông qua các hình chiếu, mặt cắt,…

• Việc thực hiện các bản vẽ trong không gian 2D rất đơn giản

Thí dụ một mô hình 2D

Thí dụ biểu diễn một mô hình

• Nhờ có máy tính và ứng dụng các phần mềm đồ họa,

các bản vẽ 2D được hình thành với tốc độ nhanh hơn,

chính xác hơn, rõ ràng hơn, và đặc biệt là dễ chỉnh lý, sửa chữa hơn.

• Tuy nhiên, so với vẽ trong không gian 3D, nó có một số nhược điểm sau:

• Không thể tự tạo ra các hình chiếu phụ thông qua hình chiếu có trên màn hình

• Các hình ảnh như hình chiếu trục đo, hình chiếu thẳng chỉ là giả tạo và khi vẽ thì không có liên hệ gì với nhau cả.

Các công cụ dựng mô hình 2D

• Để xây d ng mô hình 2D người thiết kế dùng các công ựcụ sau (Ví d AutoCAD):ụ

– vẽ (draw), – chỉnh lý (modify), – tuỳ biến màn hình (transformation).

Các công cụ vẽ

• Gồm việc sử dụng các lệnh để tạo nên các phần tử đơn giản như đường thẳng (LINE), đường tròn (CIRCLE), cung tròn (ARC), ellipse, spline, point

• Việc vẽ có thể được thực hiện theo hai cách:

• Vẽ phác - vẽ trước khi cho kích thước

• Vẽ chính xác - khi vẽ phải chỉ ra tọa độ của đối tượng cần vẽ

Vẽ phác là một công cụ vẽ nhanh chóng vì không yêu

cầu độ chính xác cao

• Việc vẽ chính xác ngay từ đầu có ưu điểm là có thể cho

bản vẽ đúng kích thước, nhưng tốc độ chậm hơn so với vẽ phác

• Thí dụ vẽ một đường thẳng được thực hiện như sau

– a)Vẽ phác:

• 1 Dùng lệnh Line

• 2 Pick hai điểm điểm bất kỳ

10 10

Các công cụ chỉnh lý (Modify)

• Để chỉnh lý hình ảnh, có nhiều công cụ Các công cụ thông dụng là: Erase, Offset, Copy, Move, Mirror, Array, Break, Chamfer, Fillet, Trim, Extend, Rotate, Thí dụ trong AutoCAD chỉnh lý gồm các công cụ sau

Công cụ tuỳ biến màn hình

• Gồm các công cụ phóng to thu nhỏ (Zoom), di chuyển (Pan) trong không gian 2D

• Thí dụ trong AutoCAD có các công cụ Zoom sau:

– Zoom[All/Center/Dynamic/Extents/Previous/Scale(X/XP)/Window/<Realtime>:]

• Với công cụ Zoom, Pan, người dùng có thể phóng

to, thu nhỏ hình ảnh theo tỉ lệ mong muốn, di chuyển hình ảnh trên màn hình đến vị trí cần thiết giống như ta đưa tờ giấy vẽ trên mặt bàn khi thực hiện bản vẽ bằng tay

Tạo lớp

• Để thực hiện nhiều hình vẽ có những chức năng khác nhau trên cùng một không gian vẽ, một công cụ rất hữu

ích là tạo lớp.

• Lớp 1 Bản vẽ chi tiết không kích thước

• Lớp 2 Bản vẽ phôi

Tạo thư viện các phần tử đồ họa

• Để thực hiện bản vẽ phức

tạp nhanh chóng, cần phải

tạo ra các thư viện phần tử

đồ họa Đây là những bản

vẽ chi tiết mẫu mà khi cần,

ta gọi ra để chèn vào các vị

trí cần thiết trên bản vẽ

Thư viện có thể chứa các

chi tiết chuẩn với kích

thước cố định hoặc các

chương trình con (macro)

• Bằng cách dùng macro tham số ta có thể khai báo để tạo ra những vật thể tương tự với các tham số tùy ý.

• Các hệ thống CAD còn có những macro modify tổng thể

- thí dụ các macro liên quan đến kích thước của bản vẽ Khi ta tay đổi tính chất, thí dụ kiểu chữ, độ lớn của nét chữ thì sau khi cập nhật, toàn bộ các chữ và số ghi kích thước trên bản vẽ sẽ thay đổi theo

4.3 MÔ HÌNH KHUNG DÂY

Mô hình khung dây mô tả một phần tử 3D Chúng gồm tập hợp các đỉnh, và các cạnh (đường thẳng, cung tròn, đường tròn và đường spline,…) nối với nhau, đủ xác định một vật thể và có thể quan sát Thí dụ một hình tứ diện như trên hình sau

MÔ HÌNH KHUNG DÂY

Thí dụ một hình côn

MÔ HÌNH KHUNG DÂY

Thí dụ một hình cầu

MÔ HÌNH KHUNG DÂY

Thí dụ một hình cầu

MÔ HÌNH KHUNG DÂY

Các ràng buộc khi xây dựng mô hình khung dây:

- Mỗi đỉnh phải có 3 giá trị toạ độ X, Y, Z

- Các cạnh phải khép kín

MÔ HÌNH KHUNG DÂY

 Ưu điểm:

Dễ dựng hình, tốn ít bộ nhớ

 Nhược điểm:

1 Không thể hiện được sự ảnh hưởng lẫn

nhau giữa các phần tử.

•2 Không thể tính toán các tính chất vật lý

•3 Không có khả năng tô bóng vì thiếu bề mặt.

•4 Dễ nhầm lẫn khi xem xét mô hình: Có nhiều phương án dự đoán vật thể từ một mô hình khung dây

MOÂ HÌNH KHUNG DAÂY

4.4 MÔ HÌNH MẶT 3D

• Mô hình mặt được xác định nhờ điểm, đường, mặt

• Kỹ thuật này cao hơn so với khung dây, linh hoạt hơn và nhiều chức năng hơn

• Ưu điểm so với khung dây:

 Có thể tạo ra các mặt phức tạp

 Có thể tô bóng & thu được hình ảnh đ p ẹ

 Có thể phân biệt các phần tử trên bề mặt như các lỗ.

 Cho phép mô phỏng chuyển động của dụng cụ cắt trong không gian 3 chiều khi gia công chi tiết với bề mặt phức tạp.

Các dạng bề mặt

• Các mặt hình học cơ sở gồm:

• Mặt kẻ –Ruled surface

• Mặt tròn xoay – Revolved surface

• Mặt quét - Sweep surface

• Mặt trùm - Blend surface

Tên g i các cơng c t o m t cĩ th khác nhau ọ ụ ạ ặ ể ở

Mặt kẻ (Ruled) và tròn xoay (Revolved)

–Không đủ độ chính xác để mô tả một số bề mặt nhằm có những thông số tin cậy về vật thể 3 chiều –Thủ tục dấu các đường khuất phức tạp và khó mô tả các vùng bên trong mô hình

Nhược điểm của phương pháp

tạo mô hình mặt