Bµi 1
KiÕn thøc c¬ së vÒ m« h×nh 3D
 

I. Giíi thiÖu vÒ m« h×nh 3D

 B¶n vÏ 2D lµ tËp hîp c¸c ®o¹n th¼ng vµ ®­êng cong (®­êng trßn, cung trßn, elÝp, … ) n»m trong mÆt ph¼ng XY. Trong b¶n vÏ 3D ta thªm vµo trôc Z.

D÷ liÖu CAD

I.1 M« h×nh 21/2 chiÒu

 M« h×nh mÆt 21/2 chiÒu ®­îc t¹o theo nguyªn t¾c kÐo c¸c ®èi t­îng 2D theo truc Z thµnh c¸c mÆt 21/2 chiÒu.

I.2 M« h×nh khung d©y (Wireframe modeling)

 M« h×nh khung d©y ®­îc t¹o bao gåm c¸c ®iÓm trong kh«ng gian vµ c¸c ®­êng th¼ng, ®­êng cong nèi chóng l¹i víi nhau.

C¸c mÆt kh«ng ®­îc t¹o nªn mµ chØ cã c¸c ®­êng biªn, m« h×nh nµy chØ cã kÝch th­íc c¸c c¹nh nh­ng kh«ng cã thÓ tÝch (nh­ mÆt cong), hoÆc khèi l­îng nh­ solid. Toµn bé c¸c ®èi t­îng cña m« h×nh ®Òu ®­îc nh×n th©y.

I.3 M« h×nh mÆt cong (Surface modeling)

 M« h×nh mÆt cong biÓu diÔn ®èi t­îng tèt h¬n m« h×nh khung d©y v× c¸c c¹nh cña m« h×nh khung d©y ®­îc tr¶i b»ng c¸c mÆt ®­îc ®Þnh nghÜa b»ng c«ng thøc to¸n häc.

 M« h×nh mÆt cã thÓ tÝch nh­ng kh«ng cã khèi l­îng, m« h×nh d¹ng nµy cã thÓ che c¸c nÐt khuÊt vµ t« bãng.

I.4 M« h×nh Solid (Solid modeling)

 M« h×nh solid (khèi r¾n) lµ m« h×nh biÓu diÔn vËt thÓ ba chiÒu hoµn chØnh nhÊt, m« h×nh nµy bao gåm c¸c c¹nh, mÆt vµ c¸c ®Æc ®iÓm bªn trong, ®Ó nh×n thÊy toµn bé bªn trong m« h×nh ta cã thÓ dïng lÖnh c¾t solid. Nh÷ng m« h×nh solid ta cã thÓ tÝnh thÓ tÝch vµ ®Æc tÝnh vÒ khèi l­îng.

II. Mét sè lÖnh quan s¸t m« h×nh 3D c¬ b¶n

1. LÖnh Vpoint

- C«ng dông: Quan s¸t m« h×nh 3D, x¸c ®Þnh ®iÓm nh×n ®Õn m« h×nh 3D. §iÓm nh×n chØ x¸c ®Þnh h­íng nh×n, cßn kho¶ng c¸ch nh×n kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn sù quan s¸t

- C¸ch vµo lÖnh:

Command: Vpoint

Current view direction: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000

Specify a view point or [Rotate]

NÕu ta quan s¸t ®iÓm nh×n lµ 0,0,1 th× h×nh ch÷ nhËt nµy nh­ sau:

NÕu quan s¸t ®iÓm nh×n lµ 1,-1,1 th× h×nh ch÷ nhËt nµy thay ®æi kh¸c:

The Compass Blobe

 Khi thùc hiÖn lÖnh Vpoint t¹i dßng nh¾c ®Çu tiªn ta nhÊp Enter (hoÆc tõ View menu, môc 3D Views chän Viewpoint). Th× xuÊt hiÖn hÖ truc t¹o ®é ®éng trªn mµn h×nh.

 Phô thuéc vµo vÞ trÝ con ch¹y trªn hai ®­êng trßn ®ång t©m ta thÊy c¸c trôc X, Y, Z di chuyÓn vµ ta cã c¸c ®iÓm nh×n kh¸c nhau.

Viewpoint Presets

 Khi thùc hiÖn lÖnh DdVpoint sÏ xuÊt hiÖn hép tho¹i Viewpoint Presets, h×nh bªn tr¸i lµ vÞ trÝ cña ®iÓm nh×n trong mÆt ph¼ng XY so víi truc X. H×nh bªn ph¶i lµ vÞ trÝ ®iÓm nh×n so víi mÆt ph¼ng XY, ta cã thÓ chän WCS hoÆc UCS.

C¸c lùa chän tõ Toolbars vµ View menu

Viewpoint Presets… XuÊt hiÖn hép tho¹i Viewpoint Presets

Viewpoint   Compass Globe

Plan View>  H×nh chiÕu b»ng theo trôc Current UCS, UCS vµ WCS

Top   §iÓm nh×n (0,0,1), h×nh chiÕu b»ng

Bottom   §iÓm nh×n (0,0,-1), h×nh chiÕu tõ ®¸y

Left   §iÓm nh×n (1,0,0), h×nh chiÕu c¹nh tr¸i

Right   §iÓm nh×n (-1,0,0), h×nh chiÕu c¹nh ph¶i

Front   §iÓm nh×n (0,-1,0), h×nh chiÕu ®øng

Back   §iÓm nh×n (0,1,0), h×nh chiÕu tõ mÆt sau

SW Isometric  §iÓm nh×n (-1,-1,1), h×nh chiÕu trôc ®o

SE Isometric  §iÓm nh×n (1,-1,1), h×nh chiÕu trôc ®o

NE Isometric  §iÓm nh×n (1,1,1), h×nh chiÕu trôc ®o

SW Isometric  §iÓm nh×n (-1,1,1), h×nh chiÕu trôc ®o

SW: H­íng t©y nam, SE: H­íng ®«ng nam, NE: H­íng ®«ng b¾c, NW: H­íng t©y b¾c.

1. LÖnh Vports

-  C«ng dông: T¹o c¸c khung nh×n tÜnh, b»ng c¸ch ph©n chia mµn h×nh thµnh nhiÒu khung nh×n, c¸c khung nh×n nµy cã kÝch th­íc cè ®Þnh.

-  C¸ch vµo lÖnh

Command: -Vports

Enter an option [Save/Retore/Delete/Join/SIngle/?/2/3/4]<3>:(Lùa chän hoÆc nhËp Enter)

Tèi ®a ta t¹o ®­îc 16 khung nh×n, trong c¸c khung nh×n ®­îc t¹o chØ cã mét khung nh×n hiÖn hµnh, c¸c lÖnh CAD chØ thùc hiÖn ®­îc trong khung nh×n hiÖn hµnh.

H×nh sau miªu t¶ c¸c lo¹i khung nh×n:

2. LÖnh Plan

- C«ng dông: Quan s¸t h×nh chiÕu b»ng, khi thùc hiÖn lÖnh Plan sÏ hiÖn lªn h×nh chiÕu b»ng theo ®iÓm nh×n (0, 0, 1) c¸c ®èi t­îng cña b¶n vÏ theo mét hÖ to¹ ®é mµ ta ®Þnh.

- C¸ch vµo lÖnh

Command: Plan

Enter an option [Current ucs/Ucs/World]

      Current Ucs : HÖ to¹ ®é hiÖn hµnh

      Ucs: HÖ to¹ ®é ®· ghi trong b¶n vÏ

      Wcs: HÖ to¹ ®é gèc

1. LÖnh View

-          C«ng dông: Dïng lÖnh nµy ®Ó t¹o c¸c phÇn h×nh ¶nh cña b¶n vÏ hiÖn hµnh.

-          C¸ch vµo lÖnh

CommandL View

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

2. LÖnh Hide

- C«ng dông: Che c¸c nÐt khuÊt cña cña m« h×nh 3D d¹ng mÆt cong hoÆc solid

- C¸ch vµo lÖnh

Command: Hide

NÕu biÕn INTERSECTIONDISPLAY g¸n ON th× giao tuyÕn gi÷a c¸c mÆt cong sÏ ®­îc hiÓn thÞ lµ c¸c Pline

NÕu biÕn HIDETEXT g¸n lµ OFF th× khi thùc hiÖn lÖnh Hide bá qua c¸c dßng text vµ c¸c dßng nµy vÉn hiÓn thÞ trªn mµn h×nh.

1. LÖnh Regen, Regenall, Redraw, Redrawall

-  C«ng dông: §èi víi  Redraw, Redrawall th× vÏ l¹i c¸c ®èi t­îng trong khung nh×n hiÖn hµnh, lÖnh nµy dïng ®Ó xo¸ c¸c dÊu céng trªn mµn h×nh. LÖnh Regen, Regenall tÝnh to¸n vµ t¸i t¹o l¹i toµn bé c¸c ®èi t­îng trªn khung nh×n hiÖn hµnh ®èi víi Regen vµ tÊt c¶ c¸c khung nh×n hiÖn hµnh víi Regenall.

-  C¸ch vµo lÖnh:

III. N¨m ph­¬ng ph¸p nhËp to¹ ®é ®iÓm trong kh«ng gian ba chiÒu

• Trùc tiÕp dïng phÝm chän cña chuét
• To¹ ®é tuyÖt ®èi X, Y, Z.  Ph­¬ng ph¸t nµy ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch  nhËp to¹ ®é tuyÖt so víi trôc to¹ ®é gèc (0,0,0)
• To¹ ®é t­¬ng ®èi @X, Y, Z. NhËp to¹ ®é so víi ®iÓm ®­îc x¸c ®Þnh cuèi cïng nhÊt.
• To¹ ®é trô t­¬ng ®èi @Dist
• To¹ ®é cÇu t­¬ng ®èi @Dist

Bµi 2
C¸c hÖ to¹ ®é vµ c¸c ph­¬ng ph¸p nhËp ®iÓm chÝnh x¸c

I.                   C¸c hÖ to¹ ®é trong b¶n vÏ AutoCAD

Trong b¶n vÏ AutoCAD tån t¹i hai hÖ truc to¹ ®é

-  WCS (World Coordinate System). Lµ hÖ to¹ ®é mÆc ®Þnh trong b¶n vÏ AutoCAD cã thÓ gäi lµ hÖ to¹ ®é gèc. BiÓu t­îng (icon) cña WCS n»m ë gãc tr¸i phÝa d­íi b¶n  vÏ vµ cã ch÷ W xuÊt hiÖn trong biÓu t­îng nµy. Tuú vµo tr¹ng th¸i ON hoÆc OF mµ biÓu t­îng nµy cã xuÊt hiÖn hay kh«ng. HÖ to¹ ®é nµy cè ®Þnh vµ kh«ng thÓ dÞch chuyÓn.

-  UCS (User Coordnate System). Lµ hÖ to¹ ®é mµ ta tù ®Þnh nghÜa vµ cã thÓ ®Æt ë vÞ trÝ bÊt kú vµ tuú vµo ®iÓm nh×n (viewpoint) biÓu t­îng cña chóng sÏ ®­îc hiÖn lªn kh¸c nhau. Sè l­îng UCS hiÖn lªn trong b¶n vÏ kh«ng h¹n chÕ, mÆt ph¼ng XY trong hÖ to¹ ®é lµ hÖ to¹ ®é vÏ

2. §iÒu khiÓn biÓu t­îng hÖ to¹ ®é (UCSICON)

-  C«ng dông: §iÒu khiÓn sù hiÓn thÞ cña biÓu t­îng hÖ to¹ ®é, nÕu biÓu t­îng trïng víi gèc to¹ ®é  t¹i ®iÓm (0, 0, 0) th× trªn biÓu t­îng xuÊt hiÖn dÊu céng (+).

-  C¸ch vµo lÖnh.

Command: UCS

Enter an option [ON/OFF/All/Noorigin/ORigin/Properties]

1. T¹o hÖ to¹ ®é míi (UCS)

- C«ng dông: T¹o hÖ to¹ ®é míi b»ng c¸ch thay ®æi vÞ trÝ gèc to¹ ®é (0, 0, 0), h­íng mÆt ph¼ng XY vµ trôc Z,  ta cã thÓ t¹o UCS míi t¹i bÊt k× vÞ trÝ trong kh«ng gian b¶n vÏ.

-  C¸ch vµo lÖnh

Command: UCS

Enter an option [New/Move/orthoGraphic/Prev/Restore/Save/Del/Apply/?/World]

2. Ph­¬ng ph¸p läc ®iÓm (Point Filters)

- C«ng dông: X¸c ®Þnh to¹ ®é mét ®iÓm b»ng c¸ch kÕt hîp to¹ ®é cña hai ®iÓm kh¸c, ta chän hai trong 6 sù kÕt hîp sau: .X cïng hoµnh ®é X víi ®iÓm; .Y cïng tung ®é Y víi ®iÓm; .Z cïng cao ®é Z víi ®iÓm; .XY cïng hoµnh ®é X vµ tung ®é Y víi ®iÓm; .YZ cïng tung ®é Y vµ cao ®é Z so víi ®iÓm; .ZX cïng cao ®é Z vµ hoµnh ®é X so víi ®iÓm.

-  C¸ch thùc hiÖn

Bµi 3
M« h×nh khung d©y (Wierframe)

I. Giíi thiÖu

M« h×nh khung d©y lµ m« h×nh chØ cã c¸c c¹nh, m« h×nh khung d©y t¹o bëi c¸c ®­êng vµ ®iÓm. C¸c lÖnh t¹o m« h×nh 3D khung d©y lµ Line, 3dpoly, Arc, Circle… LÖnh Line vÏ trong 3D t­¬ng tù nh­ trong mÆt ph¼ng hai chiÒu, nh­ng ta thªm vµo cao ®é trôc Z. Ta cã thÓ sö dông c¸c lÖnh hiÖu chØnh ®èi t­îng hai chiÒu ®Ó hiÖu chØnh c¸c ®­êng cong vµ ®­êng th¼ng nµy.  Do kh«ng cã c¸c mÆt lªn ta kh«ng thÓ dù ®o¸n ®­îc m« h×nh khung d©y mét c¸ch chÝnh x¸c.

C¸c c¹nh cña m« h×nh khung d©y cã thÓ lµ c¹nh th¼ng hoÆc c¹nh cong, c¸c c¹nh vµ ®Ønh cña m« h×nh khung d©y ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau:

-          Mçi ®Ønh cã mét to¹ ®é duy nhÊt

-          Mçi ®Ønh ®­îc nèi Ýt nhÊt víi 3 c¹nh

-          Mçi c¹nh chØ cã hai ®Ønh

-          Mçi mÆt cã Ýt nhÊt 3 c¹nh vµ t¹o thµnh mét vïng kÝn

II. VÏ c¸c ®­êng 3D lÖnh (Line, 3Dpoly, Spline)

1. Dïng lÖnh Line

VÝ dô t¹o m« h×nh khung d©y sau:

Command: Line

Specify first point: 0,0,0

Specify next point or [Undo]: 100,0,0

Specify next point or [Undo]: 100,50,0

Specify next point or [Undo]: 0,50,0

Specify next point or [Undo]: 0,0,0

Specify next point or [Undo]: 0,0,60

Specify next point or [Undo]: 0,50,60

Specify next point or [Undo]: 0,50,0

Specify next point or [Undo]: 

Command: Line

Specify first point: 0,0,60

Specify next point or [Undo]: 50,0,60

Specify next point or [Undo]: 50,50,60

Specify next point or [Undo]: 0,50,60

Specify next point or [Undo]: 

Command: Line

Specify first point: 0,0,60

Specify next point or [Undo]: 50,0,60

Specify next point or [Undo]: 100,0,0

Specify next point or [Undo]: 

Command: Line

Specify first point: 50,50,60

Specify next point or [Undo]: 100,50,0

Specify next point or [Undo]: 

(Tr×nh tù t¹o m« h×nh Wireframe b»ng lÖnh Line)

1. Dïng lÖnh 3Dpoly

-  C«ng dông: lÖnh 3D poly t¹o c¸c ®a tuyÕn ba chiÒu bao gåm c¸c ph©n ®o¹n lµ c¸c ®o¹n th¼ng.

-  C¸ch vµo lÖnh

Command: 3Dpoly

Specify Start point of polyline: (§iÓm ®Çu tiªn cña ®a tuyÕn)

Specify endpoint of line or [Undo]: (NhËp ®iÓm cuèi cña mét ph©n ®o¹n)

Specify endpoint of line or [Undo]: (NhËp ®iÓm cuèi cña mét ph©n ®o¹n)

Specify endpoint of line or [Undo]: (NhËp ®iÓm hoÆc Enter ®Ó kÕt thóc)

 NÕu lùa chän Close th× ®ãng ®a tuyÕn, lùa chän Undo gièng nh­ Pline kh«i phôc l¹i lÖnh tr­íc ®ã.

2. LÖnh Spline

- C«ng dông: VÏ c¸c ®­êng cong NURBS trong mÆt ph¼ng 2D vµ trong vµ trong kh«ng gian ba chiÒu

-  C¸ch vµo lÖnh