Datorgrafik
Handledning
Sankt Petersburg
1.1. Grunderna för att arbeta i AutoCAD-miljön.. 4
1.2. Konstruktion av en ritning med 3D-teknik. 10
1.3. Laboratoriearbete №1. 15
1.4. Typiska kopplingar av delar. nitton
1.5. Typer av produkter och designdokument. 27
1.6. Laboratoriearbete №2. 32
2.1. Objekt i 3ds Max. 39
2.2. Metoder för att transformera geometriska objekt. 45
2.3. Laboratoriearbete №3. 48
2.4. loftmodellering. 50
2.5. Deformation av modeller byggda med loftingmetoden. 53
2.6. Laboratoriearbete №4. 56
2.7. Mesh skal. 58
2.8. Redigera maskor. 61
2.9. Laboratoriearbete №5. 66
2.10. Ljuskällor. 67
2.11. Fotografera kameror.. 70
2.12. Material.. 75
2.13. Laboratoriearbete №6. 80
2.14. Animering. 82
2.15. Förflyttning av föremål längs en given väg. 86
2.16. Laboratoriearbete №7. 88
3. Grafisk programmering. 90
3.1. Beskrivning av DirectX-drivrutinsuppsättningen.. 90
3.2. Beskrivning av OpenGL-grafiksystemet. 93
3.3. Grunderna i OpenGL. 96
3.4. Rita geometriska föremål. 102
3.5. Laboratoriearbete №8. 107
Referenser.. 110
AutoCAD är världens mest använda system för datorstödd design och produktion av fungerande design och projektdokumentation. Med dess hjälp skapas tvådimensionella och tredimensionella projekt av varierande grad av komplexitet inom området arkitektur och konstruktion, maskinteknik, geodesi, etc. Datalagringsformatet AutoCAD är de facto erkänt som den internationella standarden för lagring och överföring av designdokumentation.
Den största fördelen med AutoCAD är tillgängligheten för att skapa kraftfulla specialiserade beräknings- och grafikpaket utifrån dess. Autodesk producerar två huvudproduktlinjer utformade för arkitekter (Autodesk Architectural Desktop) och maskiningenjörer (Autodesk Mechanical Desktop). Alla dessa produkter använder AutoCAD som grund.
Den första versionen av MicroCAD (prototypen av AutoCAD) släpptes den 25 augusti 1982. Denna dag anses vara lanseringsdatumet för den första Autodesk-produkten.
Grunderna i att arbeta i AutoCAD-miljön
Statusfältet
Statusfältet (fig. 1.1) visar markörens aktuella koordinater och innehåller knapparna för att slå på/av ritningslägena:
· SNAP - Snap Mode (Steg-för-steg-bindning) - inkludering och avstängning av en stegbindning av markören;
· GRID - Grid Display - slå på och av gallret;
· ORTHO - Ortho Mode (Ortho Mode) - aktivera och inaktivera det ortogonala läget;
· POLAR - Polär spårning (polär spårning) - slå på och av polär spårning;
· OSNAP - Object Snap (Object snap) - aktivera och inaktivera objektsnäpplägen;
· OTRACK - Object Snap Tracking (Spårning med objektsnäpp) - slå på och av spårningsläget med objektsnäpp;
· MODELL / PAPPER - Modell eller pappersutrymme (Modell eller pappersutrymme) - byte från modellutrymme till pappersutrymme;
· LWT - Visa/dölj linjevikt (Visa linjer i enlighet med vikter) - slå på och av läget för att visa linjer i enlighet med vikter (tjocklekar).
Ris. 1.1. Statusfältet
Användningen av objektsnäpp gör att du kan minska tiden för att arbeta med ritningen, eftersom det i vissa fall inte finns något behov av att manuellt ange koordinater, du behöver bara peka markören på en redan befintlig punkt som tillhör något objekt.
Kommandoradsfönster
Fönstret "Kommandorad" (Kommandorad, Fig. 1.2) är vanligtvis placerat ovanför statusfältet och används för att ange kommandon och visa uppmaningar och meddelanden från AutoCAD. På fig. 1.2 visar ett exempel på att skapa en wedge (Wedge-verktyget i Solids-verktygsfältet) med hjälp av kommandoraden. Det kan specificeras genom att ange två motsatta hörn av basen och höjden, eller en vertex, längd, höjd och bredd (för en kil inskriven i en kub, vertex och sidovärde). Vid uppräkning anges parametrarna separerade med kommatecken. Separatorn mellan heltals- och bråkdelar är en punkt.
Ris. 1.2. Kommandoradsfönster
Koordinatsystem
Det finns två koordinatsystem i AutoCAD: World Coordinate System (WCS) och User Coordinate System (UCS). Endast ett koordinatsystem är aktivt, vilket brukar kallas det nuvarande. I den bestäms koordinaterna med vilken tillgänglig metod som helst.
Den största skillnaden mellan världskoordinatsystemet och användaren är att det bara kan finnas ett världskoordinatsystem (för varje modell och pappersutrymme), och det är fixat. Användningen av ett anpassat koordinatsystem har praktiskt taget inga begränsningar. Den kan placeras var som helst i rymden i vilken vinkel som helst mot världens koordinatsystem. Detta beror på att det är lättare att anpassa ett koordinatsystem med en befintlig geometri än att bestämma den exakta placeringen av en punkt i 3D-rymden.
För att arbeta med koordinatsystem, använd "UCS"-panelen (Fig. 1.3). Med dess hjälp kan du till exempel byta från användarens koordinatsystem till världen ett (knappen "World UCS") eller rikta in koordinatsystemet med ett godtyckligt objekt (knappen "Objekt UCS").
Ris. 1.3. UCS verktygsfält
Absoluta och relativa koordinater
I det tredimensionella och tvådimensionella rummet används både absoluta koordinater (mätt från koordinaternas ursprung) och relativa (mätt från den senast angivna punkten) i stor utsträckning. Ett tecken på relativa koordinater är @-symbolen före koordinaterna för den angivna punkten: "@<число 1>,<число 2>,<число 3>».
Typiska vyer av föremål
För att representera modellen i olika vyer används verktygsfältet Visa (Visa, Fig. 1.4). Det låter dig presentera modellen i både sex standardvyer och fyra isometriska vyer.
Ris. 1.4. Visa verktygsfält
Beroende på inställningen av dimensioner på ritningen av delen, såväl som på grundval av bekvämligheten med programmering och CNC-maskinens möjligheter, kan positionen för alla element i delens geometri ställas in i en absolut eller relativa koordinatsystemet.
V absolut koordinatsystem avläsningen görs från den initiala nollpunkten. Ställs in efter funktion G 90 (absolut) . Om vi betraktar det absoluta koordinatsystemet med hjälp av exemplet med att bearbeta två hål 1 och 2 (fig. 3.22, a), kan det noteras att läget för mitten av det första hålet (punkt 1) kommer att bestämmas av dimensionerna X 1 och Y 1 från noll
(från origo för koordinatsystemet), och positionen för det andra hålet (punkt 2) kommer också att ställas in från noll av dimensionerna X 2 och Y 2.
 |
|
| a) | b) |
Ris. 3.22. Koordinatsystem: a - absolut (absolut); b - relativ (inkrementell)
V relativa koordinatsystemet räkning görs från den sista punkten i en rörelsebana. Ställs in efter funktion G 91 (inkrementell) . Om vi analyserar principen för att specificera koordinaterna för punkter i ett relativt referenssystem (Fig. 3.22, b), kan det noteras att positionen för det första hålet, på samma sätt som det föregående, kommer att bestämmas av dimensionerna X 1 och Y 1 från noll (från origo för koordinatsystemet), medan positionen för det andra hålet kommer att ställas in från punkt 1 av dimensionerna X 2 och Y 2. Med andra ord, i ett relativt referenssystem ges koordinaterna för nästa punkt i steg från den sista givna punkten.
Frågor och uppgifter för självkontroll
1. Vad är ett kontrollprogramblock?
2. Vad består styrprogrammets ram av?
3. Definiera koordinatsystemet.
4. Vad är ett kartesiskt koordinatsystem?
5. Definiera det polära koordinatsystemet.
6. Vad kallas ett sfäriskt koordinatsystem?
7. Vad är skillnaden mellan absoluta och relativa referenssystem?
8. Definiera linjära, cirkulära och spiralformade interpolationer.
9. Nämn typerna och syftet med informationen i kontrollprogrammet.
10. Beskriv sammansättningen av kontrollprogramramen N 001 G 01 X-004000 T 02 L 02 F6 25 S 24 M 03 M 08 LF.
Tester för sektionen
1. En del av kontrollprogrammet, bestående av information för att utföra en övergång vid bearbetning av en del eller för att flytta stödet från en punkt till en annan vid positionering (indragning, närmande), samt för att utföra tekniska kommandon, kallas:
en ram;
b) ett ord;
c) adress;
d) Koordinatsystem;
e) adressens innehåll.
2. En del av ramen som innehåller information om en av de programmerbara funktionerna (kommandona) kallas:
a) ett ord
b) adress;
c) koordinatsystem;
d) adressens innehåll.
3. Villkorlig namngivning av programmeringsspråket för enheter med numerisk kontroll är:
a) G-koden;
b) M-koden;
v) S-koden;
G) F-koden;
e) C eller C+.
4. Uppsättningen siffror som bestämmer positionen för en punkt kallas:
a) punktkoordinater;
b) koordinatsystem;
c) radiell koordinat;
d) den polära axeln.
5. En uppsättning definitioner som implementerar koordinatmetoden, det vill säga ett sätt att bestämma positionen för en punkt eller kropp med hjälp av siffror eller andra symboler kallas:
a) Koordinatsystem;
b) punktkoordinater;
c) radiell koordinat;
d) den polära axeln.
Arbetsuppgifter (övningar, situationsbetonade uppgifter, etc.)
med exempel på implementeringar, lösningar
Koordinater som anger platsen för en punkt, givet skärmens koordinatsystem, anropas absoluta koordinater. Till exempel PSET(100,120) - betyder att en prick kommer att dyka upp på skärmen 100 pixlar till höger och 120 pixlar under det övre vänstra hörnet, d.v.s. skärmens ursprung.
Koordinaterna för punkten som senast ritades lagras i datorns minne, denna punkt kallas den sista referenspunkten (TLP). Till exempel, om du bara anger koordinaterna för en punkt när du ritar en linje, kommer ett segment från TPS till den angivna punkten att ritas på skärmen, som efter det kommer att bli själva TPS. Omedelbart efter att ha aktiverat grafikläget är den sista länkpunkten punkten i mitten av skärmen.
Förutom absoluta koordinater använder QBASIC även relativa koordinater. Dessa koordinater visar mängden rörelse hos TPS. För att rita en ny punkt med hjälp av relativa koordinater, måste du använda nyckelordet STEP(X,Y), där X och Y är förskjutningen av koordinaterna i förhållande till TPS.
Till exempel, PSET STEP(-5,10) - i det här fallet kommer en punkt att visas vars position kommer att vara 5 punkter till vänster och 10 punkter lägre i förhållande till den sista länkpunkten. Det vill säga, om punkten för den sista länken hade koordinater, till exempel (100,100), kommer punkten med koordinater (95,110) att erhållas.
Rita linjer och rektanglar.
LINJE(X1,Y1)-(X2,Y2),C- ritar ett segment som förbinder punkterna (X1, Y1) och (X2, Y2) med färg C.
Till exempel, LINE(5,5)-(10,20),4
Resultat: 5 10
Om du inte anger den första koordinaten, kommer ett segment att ritas från TPS till en punkt med koordinater (X2, Y2).
LINJE(X1,Y1)-(X2,Y2), C, B- ritar en rektangelkontur med diagonala ändar vid punkter (X1, Y1) och (X2, Y2), C - färg, B - rektangelmarkör.
Till exempel, LINE(5,5)-(20,20), 5, V
Resultat: 5 20
Om du anger BF istället för markör B, kommer en fylld rektangel (block) att ritas:
LINJE(X1,Y1)-(X2,Y2),C, BF
Till exempel, LINE(5,5)-(20,20),5, BF
Resultat: 5 20
Rita cirklar, ellipser och bågar.
CIRKEL(X,Y), R, C- ritar en cirkel centrerad i punkten (X, Y), radie R, färg C.
Till exempel, CIRKEL(50,50), 10, 7
Resultat:
50
CIRKEL(X,Y), R, C, f1, f2- en cirkelbåge, f1 och f2 bågvinkelvärden i radianer från 0 till 6,2831, som definierar början och slutet av bågen.
CIRKEL(X,Y), R, C, t.ex- ellips, centrerad vid punkten (X, Y), radie R, e - förhållandet mellan den vertikala axeln och den horisontella.
Till exempel, CIRKEL(50,50), 20, 15, 7, 1/2
Resultat: 30 50 70
Om det behövs, efter C-parametern, kan du ange värdena för ellipsbågvinklarna f1 och f2.
PAINT(X,Y), C, K- måla med färg C figuren ritad med färg K, (X, Y) - en punkt som ligger inuti figuren. Om konturfärgen stämmer överens med fyllningsfärgen indikeras endast en färg: PAINT(X,Y), C
Till exempel måste du måla cirkeln CIRCLE(150,50), 40, 5 med färg 4. För att göra detta måste du köra PAINT(150,50), 4, 5-satsen, eftersom cirkelns mitt ligger exakt innanför formen som fylls, vi använde den som en inre punkt.
Problemlösning.
Uppgift 1.
Rita fyra punkter som ligger på samma horisontella linje på ett avstånd av 20 pixlar från varandra. Den sista länkpunkten har koordinater (15, 20).
Lösning: ANMÄRKNINGAR.
SKÄRM 9: FÄRG 5.15:REM-grafik läge, bakgrund 5, färg 15
CLS:REM skärmrengöring
PSET(15,20) :REM ritar en punkt vid koordinater (15,20)
PSET STEP(20,0) :REM ritar en punkt med en offset
PSET STEP(20,0) :REM relativt sist med 20
PSET STEP(20,0) :REM-pixlar på x-axeln.
Resultat: 15 35 55 75
20. . . .
Uppgift 2.
Rita tre cirklar vars centrum ligger på samma horisontella linje på ett avstånd av 30 pixlar från varandra. Cirklarnas radier är 20, mitten av den första cirkeln sammanfaller med skärmens mitt.
Lösning.
SKÄRM 9 120 150 180
CIRKLA STEG(0, 0), 20, 15 100
CIRKLA STEG(30, 0), 20, 15
CIRKLA STEG(30, 0), 20, 15
Uppgift 2.
Konstruera en fyrhörning med hörn (10.15), (30.25), (30.5) och (20.0).
LINE (10,15)-(30,25), 5
LINE - (30, 5),5
LINE - (25,0), 5
LINE - (10,15), 5
RESULTAT: 5 10 20 25 30
15
Skriv ett program för att rita en godtycklig bild.
Användbart råd: Innan du börjar skriva ett program, rita en bild på ett papper i en bur och ordna önskade koordinater. Du kommer omedelbart att se vilka nummer som kommer att användas som operander i ditt program.
RELATIVT KOORDINATSYSTEM
Vid användning av platt bearbetning har teknolog-programmeraren möjlighet att ställa in ett relativt koordinatsystem. Behovet av detta uppstår mycket ofta, till exempel vid en bristande överensstämmelse mellan design och tekniska baser. För att skapa ett relativt koordinatsystem måste användaren använda kommandot:
Efter att ha anropat kommandot i automenyn kommer följande alternativ att vara tillgängliga:
Koordinera systemalternativ
Alternativ med ikoner som visar koordinataxlar (, och ) låter dig ställa in mitten och motsvarande axlar för koordinatsystemet. Som regel, för att specificera vart och ett av dessa element, anges en nod på ritningen av delen.
Alternativet att ange parametrar som standard tillåter användaren att ställa in alla listade parametrar med vissa numeriska värden i dialogrutan "Koordineringssystemparametrar".
För att ställa in ett relativt koordinatsystem räcker det att ange centrum och en av axlarna för det skapade koordinatsystemet. Efter det är det bara att använda knappen
CNC:n kommer självständigt att beräkna den saknade axeln för det skapade koordinatsystemet.
För att bearbetningsbanan ska kunna beräknas i enlighet med det skapade relativa koordinatsystemet måste detta koordinatsystem i listan över verktygsbanor placeras före bearbetningsbanan.
PROJEKTINSTÄLLNING
När du använder T-FLEX CNC 2D-versionen kan användaren skapa bearbetningsbanor och, enligt dem, styra program för olika typer av bearbetning (från elektrisk urladdning till fräsning) på en ritning av arbetsstycket. Till exempel gör först teknologen-programmeraren all bearbetning och sedan den elektroerosiva. Teknolog-programmeraren gör alla nödvändiga inställningar i arbetsfönstret för projektinställningarna som visas när kommandot anropas:
I exemplet i figuren finns det två positioner i listan över sammansatta vägar. Bearbetning 1 omfattar all borrning och fräsning av arbetsstycket. "Bearbetning 2" är tom, men kan till exempel inkludera bearbetning av delen från andra sidan (bakom en annan uppställning) eller bearbetning från samma sida, men av en annan typ (elektroerosiv eller laser), eller något annat alternativ.
Tangenterna [Lägg till] och [Ta bort]
tjäna till att ange en ny position i listan över sammansatta banor eller ta bort den gamla positionen.
Det bör noteras att för varje position i listan över sammansatta banor skapas ett eget styrprogram i enlighet med den postprocessor som valts av användaren.
Dessutom visas de ingående delarna av en aktiv sammansatt verktygsbana i en färg och befintliga verktygsbanor i en annan färg.
Skapa ett kontrollprogram
SKAPA ETT KONTROLLPROGRAM
Efter att teknolog-programmeraren har förberett en bearbetningsväg i systemet behöver han även generera ett styrprogram för maskinen som används, med postprocessorn som denna maskin arbetar med. För att göra detta, i fallet med 2D, 2,5D och 4D-bearbetning, används kommandot:
"CNC|Spara G-program"
För 3D- och 5D-verktygsbanor:
När du anropar något av dessa kommandon visas dialogrutan "Spara G-program" på skärmen.
I fönstret som visas på skärmen,
tryck på , varefter dialogrutan "Parametrar för att spara sammansatt bana" visas på skärmen.
I det här fönstret anges sekventiellt namnen på de efterbehandlare som krävs för den valda typen av bearbetning, namnet på kontrollprogrammet och platsen för att spara det.
Det bör noteras att användaren kan välja de postprocessorer som levereras med systemet eller de som han utvecklat i systemet med hjälp av postprocessorgeneratorn. Styrprogrammet för samma del och för samma typ av bearbetning kan sparas i olika filer med olika efterbehandlare. På så sätt kan utrustning av samma typ men med olika CNC-stativ användas optimalt.
Om alla åtgärder som anges ovan utfördes korrekt, kommer användaren att se ett fönster på skärmen som ska innehålla alla inmatade data.
Det bör särskilt noteras att det är möjligt att ta bort ett specifikt valt kontrollprogram från listan. För att göra detta måste du ange det i listan med knapparna eller< >och< ↓ >, och klicka sedan på knappen [Radera] . Det är också möjligt att spara alla kontrollprogram som finns i listan i separata filer, för vilka du behöver använda knappen [Spara].
