Библиографическое описание:

Землянов Г. С., Ермолаева В. В. 3D-моделирование // Молодой ученый. — 2015. — №11. — С. 186-189.

Современный мир находится в постоянном движении и развитии. Изменению подвергается всё, начиная от проектирования дизайна обычных телефонов и заканчивая методами строительства космических станций. И то, и другое требует некоторых навыков, способов и знаний в области построения изображений и чтения чертежей. Старые 2-D методы постепенно уходят в прошлое, на смену им приходят 3-D построения моделей в специальных программах.

Что такое 3D-моделирование?

3D-моделирование состоит в процессе создания трёхмерного графического объекта, с целью его дальнейшего использования. 3D-модель может стать опорой для создания какого-либо предмета или копирование уже имеющегося. Им может быть промышленный кран, карданный вал, микроволновая печь или что-то более простое, как например модель игрушки детского кораблика.

В ходе выполнения 3D-модели следуют по следующему плану:

1)      Моделирование (создание математической базы);

2)      Текстурирование (введение свойств объектов);

3)      Симуляция динамики (используется лишь в некоторых случаях, например, когда нужно рассмотреть взаимодействие частиц или каких-либо объектов);

4)      Рендеринг (проекционное построение);

5)      Компоновка (завершающий этап, на котором полученная модель корректируется).

Где используется 3D-графика?

3D-графика широко используется для киносъёмки, телевидения, книгопечатания, издания еженедельных журналов, проектирования сооружений и конструкций, изготовления каких-либо деталей и сборочных единиц, в системах автоматизации проектных работ (САПР) и т. д.

Какие программы осуществляют 3D-моделирование?

Лидирующими в этой области являются коммерческие продукты: Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, Autodesk Softimage, Blender и многие другие.

Среди открытых продуктов, распространяемых свободно, числится пакет Blender, K-3D и Wings3D.

Наиболее популярными российскими программными продуктами в этой области являются T-FLEX CAD 7.0 фирмы «Топ Системы» и «КОМПАС» (сокращение от «комплекс автоматизированных систем») от компании «Аскон», с возможностями оформления проектной и конструкторской документации.

Несколько примеров работ в «КОМПАСЕ»:

Рис. 1. Ведомый вал

 

Рис. 2. Трёхмерная модель фена в разобранном состоянии

 

В данном программном обеспечении может осуществляться не только инженерная идея, но и творческая мысль:

Рис. 3. Кубик Рубика

 

Рис. 4. Трёхмерная модель корабля XVII-XVIII веков

 

Недостатки двумерных методов:

1)      Труднодоступность элементарного анализа.

2D-изображения дают достаточный объём информации о конструкции и её деталях, но отсутствует представление об трехмерных взаимодействиях и связях с другими объектами, о взаимосвязи собственных компонентов конструкции.

2)      Трудоемкость проверки.

Вследствие ограничений 2-D изображений проверка чертежа может занять большой промежуток времени. К тому же тонкости оформления делают проверку весьма сложной, что даёт возможность «прохода» ошибки в конечный результат.

3)      Физические модели.

Исходя из пункта 1 «Труднодоступность элементарного анализа» вытекает вывод о том, что в некоторых случаях проектировщику приходится создавать физическую модель для понимания полной картины.

4)      Трудность построения изометрических видов, когда реальные размеры деталей не соответствуют плоскому представлению на чертеже.

Преимущества 3D-моделирования

1)      Более наглядное представление изделия, чем при двумерных методах.

2)      Отсутствие нужды в дополнительной физической модели.

3)      Относительно быстрое получение чертежей и макетов изделий.

Благодаря трёхмерным методам, можно избавиться от трудоёмких и рутинных занятий. Все построения чертежей происходят автоматически (по желанию пользователя).

4)      Функциональность.

Возможность использования 3D-моделей в различных программах и устройствах.

5)      Из 4-го пункта «Функциональность» вытекает возможность автоматизированного расчета различных свойств изделия, таких как расчет распределения тепла, масс-инерционные характеристики и т. д. А так же ускорение процесса разработки.

6)      Гибкость изменения модели.

Значительно упрощённое корректирование чертежа или модели.

Итоги

Исходя из написанного выше следует очевидное превосходство трёхмерной графики над двумерной. В скором будущем 3D-моделирование полностью вытеснит 2D-методы.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle