TÉCNICAS DE CAD PARA ENGENHARIA CIVIL AULA 9 1. MODELAGEM 3D 2. ESTRUTURAS DE REPRESENTAÇÃO 3D 3. MODELAGEM DE SUPERFÍCIE 4. VISUALIZAÇÃO DE UM DESENHO 3D 5. OBJETOS 2D PERFILADOS 6. SUPERFÍCIE 3D DEFINIDA POR 4 VÉRTICES 7. EXIBIÇÃO DE UM MODELO 3D 1. MODELAGEM 3D A representação de um objeto em três dimensões apresenta várias vantagens, como por exemplo: - entender a verdadeira forma do objeto, possibilitando uma melhor comunicação de idéias; - obter desenhos 2D a partir de modelos 3D; - visualizar um mesmo modelo de diferentes pontos de vista. 2. ESTRUTURAS DE REPRESENTAÇÃO 3D Pode-se agrupar os esquemas de representação em basicamente 3 tipos, de acordo com o tipo de modelo que representam: - modelos de aresta (wireframe): o modelo contém apenas arestas; - modelos de superfície: o modelo é formado apenas por superfícies, que podem ser abertas ou fechadas; - modelos sólidos: o modelo é formado por sólidos. 1
3. MODELAGEM DE SUPERFÍCIE Existem várias maneiras de se criar superfícies tridimensionais no AutoCAD: - perfilar objetos bidimensionais (elevação e espessura a objetos 2D); - usar formatos de superfícies 3D predefinidos (primitivas básicas); - usar a geração por varredura (translacional ou rotacional); - usar superfícies regradas; - usar malhas (superfícies definidas por bordas ou por vértices). 4. VISUALIZAÇÃO DE UM DESENHO 3D Normalmente a exibição de um desenho é perpendicular à direção de observação, ou seja a área de desenho da tela do computador é coincidente com a superfície do desenho. Sendo assim, quando se desenha um objeto tridimensional a terceira dimensão não aparece, pois ela está na mesma direção que a direção de observação (perpendicular à superfície do desenho). Para visualizar a terceira dimensão de um desenho 3D é necessário olhar o desenho sob um ângulo diferente, alternando-se, portanto, o ponto de onde o modelo está sendo visualizado. Isto é feito através dos comandos da opção 3D Viewpoint (View). 3D Views (View).permite modificar a posição do observador, ou seja, alterar o ângulo de visão ou o ponto de onde o modelo está sendo visualizado. Esta mudança pode ser feita de várias maneiras distintas: Viewpoint Presets: esta opção abre um Quadro de Diálogo e a posição do observador é definida indicando-se dois ângulos: ângulo no plano XY a partir do eixo X (from X Axis) e ângulo a partir do plano XY (XY Plane). A figura a seguir mostra a quadro de diálogo e ilustra os ângulos de visão e o que representam. 2
Viewpoint (digitar vpoint): esta opção permite informar a posição do observador de três maneiras distintas: Digitando-se as coordenadas de um vetor x, y, z que indicam a direção de observação em relação ao desenho. A posição do observador é referida a origem de um tripé de coordenadas que não é a origem real do desenho, conforme pode ser observado na figura a seguir. Rotate (somente quando digita-se o atalho vpoint): esta opção é semelhante à opção Viewpoint Presets, sendo que os ângulos são informados diretamente através do teclado. 3
nesta opção aparecem o tripé de coordenadas, um alvo e um cursor (mira). O ponto de vista em relação ao desenho é definido pela posição do cursor (mira) em relação ao centro do alvo. Pode-se imaginar o alvo como sendo uma exibição esquemática do desenho, com o cursor sendo a posição do observador em relação ao plano, conforme ilustra a figura abaixo. As seis vistas ortográficas principais: superior, inferior, esquerda, direita, frontal e posterior. Vistas Isométricas diferentes de acordo com as Vistas Ortogonais, SW, SE, NW e NE 5. OBJETOS 2D PERFILADOS Uma das maneiras de se criar superfícies tridimensionais no AutoCAD é atribuir elevação e espessura a objetos bidimensionais, sendo que ambas estarão sempre na direção do eixo Z. Para Z=0, o desenho está no plano XY; quando atribuímos uma determinada elevação a superfície do desenho está acima (Z>0) ou abaixo (Z<0) do plano XY; a espessura segue o mesmo critério. A figura a seguir ilustra dois objetos idênticos com diferentes elevações. 4
A elevação e a espessura podem ser definidos inicialmente antes de começar um desenho ou pode-se modificar estas propriedades em um desenho já feito (2D ou 3D). 5.1 Definição de elevação/espessura antes de começar um desenho Format>Thickness: permite a definição de uma nova espessura (Thickness); Elev (digitar): permite a definição de uma nova elevação (elevation) e espessura (thickness). 5.2 Modificação de elevação/espessura Elevação: a modificação da elevação é feita através da opção Properties (Modify) alterando-se a coordenada z dos objetos ou do comando Move (Modify); Espessura: a modificação da espessura é feita através da opção Properties (Modify), escolhendo-se a nova espessura na opção Thickness do Quadro de Diálogo; se houver objetos com diferentes espessuras, deve-se modificar um de cada vez. 5
6. SUPERFÍCIE 3D DEFINIDA POR 4 VÉRTICES Pode-se produzir uma superfícies 3D definindo-se cada canto por suas coordenadas x, y,z através do comando 3Dface. 3DFace (Draw/Surfaces): desenha uma superfície a partir da definição dos seus quatro vértices em seqüência. O comando permite a definição de várias superfícies que sejam adjacentes, uma vez que utiliza os dois últimos vértices da primeira superfície como os dois primeiros da superfície seguinte. O comando 3DFace cria arestas unindo os vértices que definem a superfície. A opção default é que estas arestas sejam visíveis; para torná-las invisíveis deve-se digitar a letra I (invisível) antes do primeiro vértice que define a aresta. Pode-se também alterar a visibilidade das arestas modificando-se as propriedades dos objetos (Modify>properties>edge). 7. EXIBIÇÃO DE UM MODELO 3D Apesar de estarmos usando a modelagem de superfície, o modelo aparece como uma exibição de fios, mostrando as linhas que representam a interseção das superfícies. Para se ter uma idéia clara do modelo 3D sob determinado ponto de vista, pode-se retirar as linhas ocultas ou definir as superfícies. O AutoCAD oferece três comandos de exibição que facilitam a visualização do modelo 3D: Hide, Shade e Render. Hide (View): mostra o desenho com as linhas ocultas removidas. Hide é uma opção de plotagem. Shade (View): causa impressão de solidez na imagem, atribuindo cor à superfície com igual iluminação; não é opção de plotagem, mas pode ser armazenado para ser impresso através de outro programa. Render (View/Render): semelhante ao comando Shade, porém oferece ferramentas de produção artística como por exemplo, adicionar materiais (opção View/Render/Materials), controlar a iluminação (opção View/Render/Lights ou ) e até mesmo incluir cenas de fundo (opção View/Render/Background), panoramas e pessoas (opção View/Render/Landscape New) nos desenhos, para gerar imagens artísticas estáticas do modelo. 6