BU51 Systémy CAD

1. BU51Systémy CAD RNDr. Helena Novotná

2. Obsah přednášek • Co potřebujeme z teorie • Ovládání a přizpůsobení AutoCADu(profily, šablony, pracovní prostory, karty, vlastní zkratky...) • Poznámkové objekty, vlastní čáry a šrafy • Tisk z modelu a rozvržení • Spolupráce mezi výkresy a s jinými programy • 3D modelování a vizualizace • Souřadné systémy, pohledy na model, zobrazení modelu • Způsoby a možnosti modelování v AutoCADu • Ukázky dalších CAD programů (Revit, Civil 3D...) Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

3. Obsah cvičení • Rozšíření znalostí o kreslení v rovině (6 týdnů) • Kreslení a editace • Popis výkresu a kótování • Bloky, externí reference • Výstup výkresu • Základy 3D modelování a vizualizace (5 týdnů) • Prostředí pro modelování • Modelování z těles, tělesa generovaná z řídících křivek • Základy vizualizace (materiály, pohledy, světla, render) • Zápočtový test Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

4. Učební texty • učební texty pro rovinuhttp://www.fce.vutbr.cz/studium/materialy/autocad/acad_I_CZ/defaultCE.html • e-learningové materiály (podle cvičení) Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

5. CAD systémy • CAD – ComputerAided Designpočítačová podpora projektování, návrh pomocí počítače • vektorové editory (kreslení = tvorba objektů) • přesné zadávání bodů, velikostí apod. • základní geometrické tvary (čáry, oblouky, křivky) • úpravy existujících objektů • popisy, kóty • výkresová dokumentace • univerzální × specializované • 2D kreslení, 3D modeláře Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

6. Zadávání bodů • Možnosti zadávání bodů: • myší • kreslící pomůcky • mřížka a krok, • kolmé kreslení, • trasování, • uchopovací režimy • Typy souřadnic • kartézské (2D i 3D) • polární (2D) • sférické (3D) • válcové (3D) • absolutní G relativní Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

7. yB B dy y yA A dx 0 xA xB 0 x Kartézské souřadnice • pravoúhlý souřadný systém (většinou pravotočivý) • absolutní souřadnice x, y, z(vzdálenost od počátku) • relativní souřadnice dx, dy, dz(vzdálenost od předchozího bodu) AutoCAD x,y,z @dx,dy,dz Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

8. JTSK × AutoCAD • JTSK je levotočivý systém • Nelze zadat přímo do AutoCADu, je třeba upravit předem data:xAutoCAD= –yJTSKyAutoCAD = –xJTSK • následná úprava překlopit, otočit JTSK y y y AutoCAD AutoCAD AutoCAD x x x Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

9. B r φ A y r φ 0 0 x Polární souřadnice • směr a jednotky pro zadání úhlu • absolutní: vzdálenost od počátku, úhel od osy x • relativní: vzdálenost od předchozího, úhel od osy xněkde vzdálenost od předchozího, úhel od předchozího směru • x = r cos(φ), y = r sin(φ) AutoCAD vzd<úhel @vzd<úhel Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

10. Sférické souřadnice • vzdálenost od počátkuúhel v rovině xyúhel „nad obzorem“ • x = r cos(a) cos(b)y = r sin(a) cos(b)z = r sin(b) r b a AutoCAD vzd<a<b @vzd<a<b Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

11. v r a x Válcové souřadnice • vzdálenost od počátku v rovině xyúhel od osy xvýška • x = r cos(a)y = r sin(a)z = v AutoCAD vzd<a,výška @vzd<a,výška Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

12. Souřadné systémy uživatelské souřadné systémy použití v rovině a v prostoru

13. Souřadné systémy • USS[UCS] (k. Pohled, m. Zobrazit) • globální [World] • předdefinované (doleva, doprava,...) • ViewCube (náhledová krychle) • určované uživatelem poSunZOsa 3body obJektPLochapoHled X Y Z • Souřadné systémy lze pojmenovat a tím uložit. • Všechny zadávané hodnoty (souřadnic, posunů…) se berou vůči aktuálnímu souřadnému systému. • půdorys – aktuální, globální, pojmenovanýpříkaz PŮDORYS [plan] nebo menu Zobrazit / 3D pohledy / půdorys Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

14. Y Y B X X A P[2,1] Q[2,1] [0,0] Souřadné systémy • K čemu to je v rovině? • Dočasná změna počátku souřadnic. • Reálná data změřená od různých počátků. globální souřadný systém = [0,0] uživatelský souřadný systém Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

15. Souřadné systémy • K čemu to je v prostoru? • Posun počátku kvůli lepšímu zadávání souřadnic. • Kreslení a modelování vůči „šikmým“ plochám. Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

16. Geometrické objekty v rovině • úsečka • koncové body • vykreslení = rasterizace • kružnice (kruhový oblouk) • střed, poloměr (konc. body nebo bod a sevřený úhel)(bez ohledu na zadávání) • vykreslení přes úsečky • křivky (polyčára, kuželosečky, splajny...) • různé způsoby tvaru segmentů a výpočtu tvaru • body, kterými prochází (interpolační křivky) • řídící body (aproximační křivky) • vykreslení přes úsečky Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

17. Geometrické objekty v rovině NURBS křivky (technické křivky) • NURBS = NonUniform Rational B-Spline • hladké tvary • jednotný popis všech typů křivek (pomocí lineární kombinace polynomů) • (úsečka, oblouk, elipsa...)  křivka • rychlé výpočty (Hornerovo schéma) • snadná diferencovatelnost Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

18. Trocha teorie – definice Mějme dáno m kontrolních bodů Pi, m reálných čísel wi (váhy), stupeň křivky n a uzlový vektor t=(t0, t1,...tm+n+1). NURBS křivka je definována jako Bázové funkce N(t) jsou definovány rekurentně: Nechť t=(t0, t1,...ts) je uzlový vektor. B-splajn funkce stupně n je definována: Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

19. Kružnice jako NURBS křivka • Kružnice: střed [0,0] poloměr 1. • NURBS křivka • stupeň 2 • kontrolní body (9) [1,0], [1,1], [0,1], [-1,1], [-1,0], ... • váhový vektor (1, 2/2, 1, 2/2, 1 2/2, 1 2/2, 1) • uzlový vektor (0, 0, 0, ¼, ¼, ½, ½, ¾, ¾, 1, 1, 1) Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

20. P Q Geometrické transformace • Posun • vektor posunutí (2 body P, Q) • pro úsečku: APx = Ax + (Qx – Px); APy = Ay + (Qy – Py); BPx = Bx + (Qx – Px); BPy = By + (Qy – Py); • pro kružnici: SPx = SPx + (Qx – Px); rP= r B y BP r A rP S SP AP x 0 Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014

21. y Q‘ r φ Q r a S 0 x Geometrické transformace • Otočení • pro bod • pro úsečku (konc. body) • pro kružnici (střed) Systémy CAD, Helena Novotná, jaro 2014