Modelado sólido

Modelado sólido Geometría Computacional www.sc.ehu.es/ccwgamoa A. García-Alonso

Profesor • Página personal • www.sc.ehu.es/ccwgamoa/agalonso.htm • Despacho (cómo llegar), teléfono, etc • Material clases • www.sc.ehu.es/ccwgamoa/clases/GeometriaComputacional • Los avisos están en el fichero : novedades.txt • Descripción trabajos prácticos • Material asignatura: apuntes, exámenes, OpenGL, etc • www.sc.ehu.es/ccwgamoa/clases • Tutorías • Martes de 10.30 a 13.30, Jueves 9 a 12, tardes en curso • Evaluación: 50% trabajos clase, 50% examen A. García-Alonso

Alumnos • Encuesta • Ficha A. García-Alonso

Bibliography • A.A.G. Requicha, “Representations of Rigid Solids: Theory, Methods and Systems”, Computing Surveys, Vol. 12, No. 4, pp. 437-464, 1980 • K. Rule, “3D Graphics File Formats”, Addison-Wesley, 1996 • Foley, van Dam, Feiner, Hughes, “Computer Graphics. Principles and Practice”, Addison-Wesley, 1.996 • “The CAD/CAM Handbook”, Ed. C. MacHover, McGraw Hill, 1995 • C. McMahon, J. Browne, “CAD CAM form Principles to Practice”, Addison-Wesley, 1993 • Computer Graphics World A. García-Alonso

Web • IGES www.scra.org/uspro/stds/wh-iges.html • STEP www.nist.gov/sc4/www/stepdocs.htm A. García-Alonso

Áreas de trabajo • Producción • CAD : Computer Aided Design • CAE : Computer Aided Engineering • CAM : Computer Aided Manufacturing • CIM : Computer Integrated Manufacturing •  C4 • GIS : Geographic Information Systems • Arquitectura • Edificios • Urbanismo • Animación, etc A. García-Alonso

Temáticas actuales • Compartir/transportar información • Web3D • Sistemas de documentación integral A. García-Alonso

Compartir/transportar información • Interoperability (CGW 8/00, 43-48) • Standards • Formal • “de facto” • Proprietary converters (direct translators) • Geometric kernels (CGW 6/98, 19-20) • Acis • Parasolid • Use the program’s API • Visualization technology A. García-Alonso

Web3d • Estándares • Vrml • Universal Media : Texturas, sonidos, … • Examinar • Pasear • Mundos virtuales compartidos • Diálogo 3D A. García-Alonso

Representación de cuerpos • Tipos de cuerpos : • Sólidos • Rígidos • Deformables (plástico, elástico, …) • Fluidos • Líquidos • Gases • Modelos geométricos para sólidos rígidos • Volumen • Superficie • Viga • Representación o modelo: abstracto / concreto A. García-Alonso

Aspectos prácticos del modelado • Modelo abstracto vs. Formato alfanumérico • Almacenamiento en fichero • Formatos propietarios • Estándares oficiales o de hecho • Conversiones entre ficheros • K. Rule “3D graphics file formats”, Addison Wesley, 1996 • J.D. Murray “Eencyclopaedia of graphics file formats” O’Reilly, 2ª ed., 1996 • Edición • Editor de texto (pov, vrml, obj, …) • Programa CAD : múltiples formatos (“empaquetar”) • Geometría, materiales, texturas A. García-Alonso

Representaciones : repaso • Geometría constructiva de sólidos (CSG) • Replicado de primitivas (Primitive instancing) • Modelos de fronteras (Boundary Representations) • Poliedros y otras representaciones de caras planas • Superficies curvas • Barrido • Representaciones de partición espacial • Descomposición en celdas • Enumeración de ocupación espacial • Árboles A. García-Alonso

... • Árboles • Octrees • Binarios • Binarios de partición espacial • Octrees modificados • Ordenación espacial • Características (Features) • Modelos paramétricos • Modelos variacionales (restricciones) A. García-Alonso

REPASAR EL TEMA DE MODELADO A. García-Alonso

Propiedades • Eficiente • Compacto file / application / network • Precisión adecuada • Dominio amplio • No ambiguo 2 cuerpos no puedan tener id. representación • Único un sólido sólo tenga una representación posible • Válido • No toda región definible matemáticamente es válida • Que sea imposible crear una representación no válida • Operaciones cerradas rotación, traslación, … A. García-Alonso

Eficiencia : operaciones sobre el modelo • Creación • Crear ó editar : escultor / “insertar” • Coste de uso (interfaz de usuario) • Coste de operación (generar el modelo concreto pedido por el usuario) • Transformar • De un modelo (abstracto) a otro • Dentro de un modelo abstracto, cambios de formato • Mantenimiento simultaneo de varias representaciones • A nivel de aplicación (programa) • A nivel de ficheros (neutro o estándar, análisis, prototipado rápido, fabricación,simulación, …) A. García-Alonso

... • Análisis • Propiedades geométricas: momento de inercia, cdg, volumen (masa) • Propiedades topológicas: búsqueda de elementos próximos • Representación gráfica • MEF (método de los elementos finitos …) • Térmicos • Deformaciones / tensiones • Estructuras • Arquitectura / urbanismo • Proyección de sombras A. García-Alonso

... • Posición • Interferencia geométrica (colisión) • Simulación (vehículos, mecanismos, factory layout, mecanizado, ) • Path planning (robótica) • Redes de tuberías (plantas, barcos, urbanismo, … ) • Prevenir choque en sistemas en funcionamiento • Distancia • Colisiones • Compactar sistemas (tolerancia) • Montaje • Mantenimiento A. García-Alonso

Precisión : aproximaciones • Dibujar • Polígonos • Píxeles • Fabricar • Máquina herramienta • Tolerancias de ajuste • Acabados superficiales • Volumen finito de la herramienta de corte • Calderería : deformaciones • Fundición : dilatación • Estampación A. García-Alonso

... • Calcular • Masa • Gradientes temperaturas • Tensiones, … • Modelos geométricos • Dominio de objetos • Cuerda • Nº caras en una esfera de radio 10cm y cota 1mm • Tamaño voxel A. García-Alonso

Criterio de selección • No siempre las representaciones tienen que corresponderse con un modelo sólido • Mecanismos (masa y momento de inercia) • Estructura pilares y vigas (sección, problema nudos) • Redes tuberías (transiciones, bifurcaciones, elementos) • Carreteras • Etc A. García-Alonso

... • Que resuelva el problema • Superar la calidad/precisión mínima aceptable • Coste razonable • Tiempo • Preparación (creación) • Mantenimiento (modificación) • Cálculo (uso) • Requisitos de equipo y software • Almacenamiento • Transmisión • Optimizar calidad/coste • No optimizar para ahorrar en el chocolate del loro A. García-Alonso

Ficheros • Book : Rule • 3DS, DXF, COB, OBJ, POV, RAW, VRML, NFF-WTK • “group”, “tree”, indices, … • Stereolitography STL .stl • Wavefront .obj • Alias / Wavefront (Maya) • index 1 • DXF .dxf • Autodesk • POV Ray • NURBS & CSG A. García-Alonso

... • Virtual reality modeling language (VRML) .wrl • ISO VRML’97 • www.web3d.org • index 0 • IGES • muy amplio • acotaciones, referencias, • NURBS • STEP • modular • en desarrollo A. García-Alonso

Representaciones : aplicación • B-reps : operar, dibujar, transmitir • Barrido : casos particulares, colisiones • CSG : interfaz de usuario, historia • Instancias : estandarizar piezas, montajes, ¿web? • Descomposición celdas : análisis MEF, modular • Voxels : medicina, continuo, spatial sorting (búsquedas), ¿dibujar? • Árboles : ordenación A. García-Alonso

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