Számítógépek alkalmazása 2 - A CAD alapjai (AutoCAD 2000)
2000/2001. év - II. félév

8. gyakorlat

Ha kérdésed van, ide írhatsz. Visszatérés az első lapra.

A feladat az alábbi ábrán látható lépcső rajzainak előállítása. A szerkesztési alapadatok: a szintkülönbség 3 méter, a fellépések száma 18, a lépcsőkar (fokok nélkül vett) vastagsága 15 cm, a pihenőké (az egyszerűség kedvéért) 20 cm. Fontos szempont, hogy a lépcsőkarok és pihenők ne lógjanak egymásba, a pihenők alsó éle ne törjön. Az egyéb adatok tekintetében a rajz az irányadó.

Megjegyzés: hogy azonos alapokról indulhassunk, javaslom, mindenki mentse le ezt az üres sablon-fájlt, melyben néhány beállítás és blokk már elő van készítve, és abban dolgozzon, hogy ezekkel a részletekkel ne kelljen mindenkinek külön megküzdeni.

Ebben a feladatban – kicsit összefoglaló jelleggel – előkerül sok eddig tanult (és egy-két új) "finomság": térbeli szerkesztés, papírtér, kótázás, perspektív kép, és renderelés. Természetesen az igazán örvendetes az lenne, ha a lépcső fölszerkesztéséhez nem is lenne már szükség segítségre! Aki úgy dönt, hogy egyedül próbálkozik, előreugorhat a perspektív kép beállításához...

• Lépcső-szerkesztés
A szerkesztésnél (a nagyobb élethűség kedvéért) ezúttal nem ragadunk le az egész méreteknél: mintafeldatunkban a 3 méteres szintkülönbséget 18 lépcsőfokkal hidaljuk át. Ez az osztás végtelen tizedes törtet eredményez, amely forma kevéssé alkalmas a méretek numerikus megadására... Kerülő út szerencsére azért itt is kínálkozik: a távolság megadására alkalmazhatjuk a törteket – vagyis az egész számolgatást, és kerekítgetést rábízhatjuk a programra (mert természetesen ilyen esetekben az is csak véges (azaz kerekített) értékekkel dolgozik – de a kerekítési hiba nagyságrendekkel kisebb, mint ami minket zavarhatna).

De induljunk az alapoktól! Remélhetőleg az alábbi állásig eljutni senkinek sem okoz problémát:

A következő lépés egy lépcsőfok megrajzolása (természetesen függőleges koordinátarendszerben). A lépcsőfokok méretére alkalmazandó ökölszabály szerint a fellépés kétszerese (300/18), és a belépés összege valahol 60 és 63 cm közt kell legyen. A fok vízszintes mérete tehát 27-29 cm környékére adódik. Mazochista alapállásúak természetesen ide is választhatnak tört méretet , én beértem az anyag-, és energia-takarékos 27 cm-rel.... de igazából ennek nincs jelentősége.

A fönti képen látható vízszintes vonal hossza tehát 0.27, a függőlegesé pedig egyszerűen 3/18 (már ha méter az alapegység). A lépcsőkar felső fele ezen lépcsőfok többszörözésével (9-szerezésével) innen már könnyen előállítható. De mi lesz a lemezvastagsággal? Nos, ehhez először tudnunk kellett a kar meredekségét, nem? Most már, hogy ez megvan, (pl. az első és utolsó fok összekötésével, majd a kapott vonalnak a fölső pihenő alsó éléhez mozgatásával) előállíthatjuk a kar alsó élét (l. a szaggatott vonalat).
Mivel az előírt 15 cm lemezvastagság értelemszerűen a lemez alsó síkjára merőlegesen értendő, a legegyszerűbb, ha az Offset paranccsal ebben a távolságban létrehozunk egy másolatot, és a korábban megrajzolt lépcsőfokok alsó pontjait (vízszintesen) ezen új szerkesztő-vonalra toljuk el. (Legegyszerűbb ezt két lépésre bontani: a lépcsőfokokat előbb addig mozgatni balra, míg biztosan (kiválasztható) lesz a vastagságot jelző vonallal való metszéspontjuk, majd a második menetben jobbra mozgatni, a végpontból a metszéspontba mutató vektorral.)

Ezután már csak annyi a teendőnk, hogy az egész lépcsőkart egyetlen, (zárt!) Pline elemmé kapcsoljuk (Pedit +Join, vagy BPoly). Az alsó pihenő (1.2×1.2 m) létrehozása, majd a lépcsőkar lemásolása és elforgatása után tulajdonképpen kész is vagyunk a lépcső szerkesztésével... (A lépcsőkarok kihúzása, és a lépcső egyesítése ráér – hátha még módosítanunk kell valamin...)
• Korlát-szerkesztés
A korlátot most csak sematikusan jelezzük (persze akinek kedve van, cizellálhat is).

Korlát-tengely: először érdemes a pihenők fölső élére, illetve a lépcsőkarok járóvonalára egy-egy vonalat rajzolni, majd ezeket 1 méterrel fölemelni (l. az ábrán), és (függőleges UCS-ben) végeiket egymáshoz igazítani (pl. Fillet). A formailag kész korláttengely vonalait sajnos nem egyesíthetjük, így a meglévő végpontokra rajzoljunk egy új 3D polyline (3dPoly) elemet.

Korlát-profil: a korláttengely fölső, vízszintes szakaszán, az arra merőleges (függőleges) síkban rajzoljuk meg a korlát profilját (én beértem egy egyszerű körrel).

Korlát: a korlátprofilt "húzzuk ki": az Extrude () parancs kiadása (és a korlát-profil kijelölése) után válasszuk a path opciót, majd kihúzási útvonalként mutassuk meg a korlát-tengelyt.

Ha eddig még nem tettük meg, húzzuk ki a lépcsőkarokat is (magasság: 1.2 m), és egyesítsük őket (Union ) a pihenőkkel.

• Perspektív kép

Az eddig használt axonometrikus nézetek mellett perspektívában is meg tudjuk jeleníteni a kész modellt (szerkesztésre a perspektív kép nem igazán alkalmas, mivel ekkor nem használható a tárgyraszter mód).

A perspektíva beállításának indítására talán legalkalmasabb az alaprajzi nézet. Állítsuk be az alaprajzi nézetet (Plan), sőt, kicsinyítsük is le a képet, hogy legyen hely mellette bőségesen. Adjuk ki a DView (=dynamic view) parancsot, a megjelenő kérdésre jelöljük ki az összes rajzelemet, majd nyomjunk [Enter]-t.

Megjegyzés: ha nagyobb modellel dolgoznánk, fontos lenne, milyen rajzelemeket (milyen sorrendben) jelölünk itt ki, mivel a parancs futása alatt (nyilván a perspektív kép kiszámításának számítás-igényessége miatt) csak az ekkor kiválasztott elemek fognak megjelenni.

Ha már alaprajzban vagyunk, használjuk ki a lehetőséget, hogy egész pontosan beállíthassuk, honnan is akarjuk nézni a modellünket: válasszuk a POints opciót!
• Először a célt (target point) kell megadjuk (ezt célszerű valahol a rajz súlypontjában felvenni, hogy a nézet-irány esetleges megváltoztatásakor ne tűnjön el szemünk elől a modell, ezért): legyen mondjuk a 2.7,2.7,1.7 pont.
• Másodikként a képet szemlélő "kamera" helyzetét (camera point) kéri a parancs (itt (legalább elsőre) érdemes a célponttal azonos z magasságot (vízszintes nézet-irányt) megadni, hisz ha később távolodni lennénk kénytelenek, nézőpontunk esetleg az alapsík alá süllyedne...): legyen a kamerapont most a -2.4,-6.0,1.7 pont.

Ezzel még csak a nézet irányát állítottuk be, ezért egyelőre még mindig axonometriát látunk. Ez rögtön megváltozik, ha a Distance opciót választjuk: ekkor nagyjából a mellékelt ábra jelenik meg: az egeret mozgatva a fölső csúszkán a távolságot állíthatjuk, és az épp aktuális értéket kattintással fogadhatjuk el. Fontos, hogy ha az [Enter]-t nyomjuk le, azzal nem az épp látható képet, hanem a parancssorban olvasható értéket fogadjuk el! Tegyünk most így! Ezzel most tényleg azt a képet látjuk, ami az előzőleg beállított (kamera-)pontba állva szemünk elé tárulna! Csepp üröm az örömben, hogy a modell "kilóg" a képből... de van megoldás!

A Zoom opció perspektívában az eddig megszokott nagyítási funkciója helyett a kameránk lencsetávolságát (s ezzel látószögét) állítja. Vegyük a Zoom értékét 35-re – és máris megoldottuk a problémát! (Azért ez sem csodaszer: ha a Zoom-ot túl kicsire vesszük, a kép nagyon torz lesz!)

Innen mindenki a saját útját járhatja!

A nézet további módosítására jól jöhet még a CAmera, ill. a TArget opció; ezekkel (nevüknek megfelelően) a kamera-, ill. a célpontot forgathatjuk egymás körül (azaz a kamerát a cél, vagy a célpontot a kamera körül).

Ha megtaláltuk az ideális kép-beállítást, [Enter]-rel lépjünk ki a parancsból!

• Nézetek elmentése
Az ily módon fáradságos munkával előállított nézet(ek)et kár lenne veszni hagyni, egy-egy jobb beállítást érdemes elmenteni a hálás utókor számára. Ez igen egyszerűen megtehető a View parancs segítségével: csak annyi a dolgunk, hogy az aktuális (Current) nézet nevét átírjuk.

Mostantól, ha a modell (további) módosításának örömteli kötelessége passzív szemlélői mivoltunk feladására is kényszerít bennünket, mindig elkísér a tudat, hogy van egy hely, ahová bármikor visszatérhetünk: csak újra ki kell adnunk a View parancsot, majd az elmentett nézetek listáján duplán kattintani a visszaállítani kívánt nézet nevére, és [OK].

• Árnyékolt kép
Az Möbius-szalagról már készítettünk renderelt képet, most ezt kiegészítjük vetett árnyékok ábrázolásával.

Vetett árnyék természetesen nem létezhet fényforrás nélkül – így nekünk is meg kell adnunk legalább egyet: mondjuk legyen ez a Nap.

Fények definiálására a View • Render • Light menüpont párbeszédpaneljét használhatjuk. A panel jobb oldalán a felületeket egyenletesen megvilágító szórt fény (Ambient Light) tulajdonságait (intenzitását és színét) állíthatjuk.

További, már iránnyal rendelkező fényforrásokat a [New] gombra kattintva hozhatunk létre. Először azonban meg kell választanunk a fényforrás típusát: lehet pontszerű fény (Point Light: egy pontból sugárirányban minden irányban szétterjedő, a forrástól mért távolsággal gyöngülő fény), távoli fény (Distant Light: adott irányú párhuzamos fénysugarak) ill. spot-fény (Spotlight: adott irányú fénykúp). A napfény hatását természetesen a távoli fény (Distant Light) hivatott utánozni.

Megjegyzés: a nap-irány megadásához szükségés északi irány meghatározására a [North Location] gombbal megnyitható panel szolgál. Alapértelmezésben a program a világ koordináta-rendszer Y tengelyének irányát tekinti északnak.

A [New] gomb hatására megjelenő panelen először is nevezzük el a fényforrást (mondjuk Nap-nak). Ehhez is rendelhetünk színt, és intenzitást (0-1).

Ahhoz, hogy a fényforrásunk valóban előidézzen árnyékot, be kell kapcsolnunk a megfelelő (ţShadow On) kapcsolót. Ezután kattintsunk a [Shadow Options] gombra, majd a megjelenő panelen kapcsoljuk be a ţShadow Volumes/Ray Traced Shadows opciót (+[OK]).

A fényforrás paneljára visszatérve kattintsunk ezúttal a [Sun Angle Calculator] gombra, hogy megadhassuk, a renderelt kép megvilágítására milyen napfény-szögeket használjon a program. Itt (a valós körülmények bemutatásához), megadhatjuk a képen ábrázolni kívánt árnyékok dátumát és idejét (ehhez az időzónát, és hogy a nyári időszámítást használjuk-e), illetve a helyszín (földrajzi hosszúság és szélesség szerinti) koordinátáit. Ha valakinek ez nem elég segítség, kattintson a [Geographic Location] gombra...
.

itt Európa térképén kattintva, vagy a megjelenő város-listáról választva, adhatjuk meg a helyszín koordinátáit.

Megjegyzés: bár mi most beérjük ennyivel, azért ez még nem a csúcs: pl. több (más típusú) fényforrás definiálásával, illetve anyagoknak a modellhez rendelésével (sokkal) valósághűbbé lehet tenni a modellt...

Az árnyékolt kép kiszámítása a már ismert Render paranccsal (View • Render • Render menüpont) történik.
  • A Rendering Type listáról válasszuk a Photo Real, vagy a Photo Raytrace módot. Árnyékolt kép készítéséhez (meglepetés!) be kell kapcsolnunk a ţShadows kapcsolót.
  • A Rendering options rovat [More Options] gombjával megjeleníthető panelen, a Face Controls részen megadhatjuk, hogy a felületek "hátlapját" ne színezze a program (ezzel megfelezhetjük a kép kiszámításánal figyelembe veendő felületek számát):
Tehetjük, mert a testmodell minden felületének normálisa ugyanarra mutat, de pl. 3dFace elemekből alkotott felületmodell esetén ez egyes felületek eltűnését eredményezheti!
  • Ahogy már láttuk, a [Background] gombbal juthatunk a panelre, melyen megadható a kép háttér-színe, vagy háttér-képe.
  • Ha minden beállítás megfelelő (és ezt a képernyőn ellenőriztük is), az eredményt fájlba is menthetjük: a Destination rovat [More Options] gombjával megjeleníthető panelen adjuk meg az elmenteni kívánt fájl méretét (pixelben), és formátumát (compressed TGA, 24 bit-es színmélység).

Az elmentett képet pl. a (magáncélra) ingyenes IrfanVIEW programmal megnézhetjük, szükség esetén "méretre szabhatjuk" – és célszerűen át is konvertálhatjuk (Ctrl+S). Javasolt a PNG formátum használata, mivel ez a formátum jóval tömörebb, mint a TGA, és egyesíti a két legnépszerűbb formátum előnyeit: veszteségmentes tömörítést használ (mint a GIF), és használható truecolor képekhez (mint a JPG). (De támogatja a szűkebb (1, 4, 8 bites) paletták használatát is.)

Természetesen nem ez "a" legjobb formátum: természetes tárgyak/élőlények képeinek tömörítésére a JPG formátum alkalmasabb (és jóval tömörebb), részben átlátszó (esetleg mozgó-)képeknél pedig a GIF a nyerő... legalábbis manapság. De az erős kontúrú renderelt képeken (szerintem) igen zavaró a JPG formátumba való konvertáláskor megjelenő füst-szerűség – a GIF formátumúvá konvertáláshoz pedig (max.)256-ra kell csökkenteni a színmélységet... szóval akkor ártunk a képnek a legkevesebbet (azaz semmit), ha PNG formátumba konvertáljuk.

Megjegyzés: a kész képet (papírtérben!) illesszük is be a rajzba: legegyszerűbben az Insert • Raster Image menüponttal. A beilleszteni kívánt kép kiválasztása után megjelenő panelen (a [Details»] gombbal megjeleníthető részen) leolvasható (ha már nem emlékeznénk) a kép mérete pixelekben (pl.600×450), illetve rajzi egységben (1×0.75). A Scale rubrikában (a blokkok beillesztéséhez hasonlóan) megadhatjuk a nagyítási faktort. Ha azt akarjuk, hogy a kép nyomtatásban 5 cm-es legyen, 50-et kell ideírnunk (ugyebár papírtérben milliméter az alapegység), ha viszont a képet pl.300 dpi felbontásban akarjuk nyomtatni, akkor: nos akkor is 50-et. A nyomtatási minőség jellemzőjeként használt dpi (dot per inch) ugyanis azt jelzi, egy inch hosszon hány pontot képes a nyomtató megjeleníteni (minél többet, értelemszerűen annál finomabb a kép): 300 dpi-s felbontásban tehát (vízszintesen) 600 képpontból álló képünk két inch széles lesz – ami közelítőleg 50 mm. De azért nem kell mindig minden képet 50-es nagyítással beilleszteni!

• Papírtér
Ha már úgyis előkerült a téma, az előző gyakorlatnál látott módon állítsuk össze a lépcső papírtéri nézeteit: ezúttal az alaprajzi, és az oldalnézet legyen M=1:50-es léptékben (Zoom 20xp), és legyen legalább egy perspektív kép is (természetesen takartvonalas nyomtatásra beállítva).

• Kótázás
Végére maradt a java: ezúttal ne hagyjuk el a rajz bekótázását! Elsőre ez talán alkalmatlan tárgyon elkövetett erőszaknak tűnhet: miért pont egy 3D rajzot kell bekótázni?! Nos, épp azért, hogy lássuk, ez sem kerül (szinte) semmi pluszmunkába!

Mint a gyakorlat elején jeleztem, a kiadott mintarajzban már be lett állítva néhány dolog: ezek közül a legfontosabb épp a kótázási stílus. Nem hiszem, hogy lenne értelme elmerülni a kótázás stílus-beállítási részleteiben: ha egyszer (mint most) szert tett valaki egy olyan fájlra, amiben az már be van állítva, elég ha használni megtanulja...

Csapjunk a közepébe, és rajzoljunk be egy kótát, mondjuk az ajtó függőleges méretét (papírtérben!). E célra használjuk a DimLinear parancsot (Dimension • Linear menüpont): ezzel két pont távolságának x, ill. y irányú vetületét kótázhatjuk be. A parancs kiadása után meg kell adnunk a kótázni kívánt két pontot (ENDpoint), majd egy harmadikat, amely megadja, hová kerüljön a kótavonal. A kóta irányát a program aszerint veszi föl, hogy az elsőként megadott két pont x, vagy y irányú távolsága nagyobb – ez azonban szükség esetén fölülbírálható: a H, ill. a V opcióval megszabhatjuk, hogy (az épp aktuális UCS szerint!) horizontális, vagy vertikális kótát kívánunk-e rajzolni éppen.

• Kótázási stílus-gyakorlat
A kótára ezek után automatikusan kiíródó 42-es szám talán kissé illúzióromboló – de lássuk be, igaz: M=1:50-es méretarányban a 2.10-es ajtó pont 42 mm magas. De hát talán nem mindenki tolerálná, ha erre való hivatkozással egy ily módon kótázott rajz alapján kéne házat építenie... úgyhogy azért mégis meg kell valamelyest ismernünk a kótázási beállításokat. Adjuk hát ki a DDIM parancsot (Format • Dimension Style menüpont). A megjelenő panel bal oldalán kerül fölsorolásra a rajzban definiált összes (jelenleg: 1) kótázási stílus. Új stílust (a meglévő alapján) a [New] gombra kattintva bármikor létrehozhatunk: ekkor a program intelligens módon csak a két stílus különbségeit jegyzi meg. De most érjük be a meglévő stílus módosításával ([Modify] gomb). A megjelenő panel a maga hat lapjával, és rengeteg állítási lehetőségével még csak nem is tartalmaz minden kótázási paramétert... úgyhogy most csak a leglényegesebbekre térek ki.

A Fit lapon található Use overall scale of rubrikába írt szám egy olyan szorzószám, amivel az összes többi helyen beírt arány és méret beszorzódik. Ha pl. egy M=1:100-as vázlattervet M=1:50-es kiviteli tervvé alakítunk (a már meglévő kóták megtartásával) mindössze ezt az egy számot kell (felére) módosítanunk, és máris biztosítottuk, hogy az új rajzon (nyomtatásban) a kóták az előzővel megegyező méretűek legyenek.

A Primary Units lapon, a Decimal separator rubrikában választhatjuk az AutoCAD-ben alapértelmezésű tizedespont ('.' Period) helyett a magyar szemnek ismerősebb tizedesvesszőt (',' Comma). Ugyanitt található a megoldás a mi problémánkra is: ha a Measurement Scale rovat Scale factor rubrikájába 5-öt írunk, és az ţApply to layout dimensions only kapcsolót bekapcsoljuk, akkor a papírtéri kótákon az eredeti méretek (példánkban: 42) helyett az M=1:50-es léptéknek megfelelő valódi méretek (5×42=210) jelennek meg – anélkül, hogy a modelltérben (ha épp ott használnánk) félrevezető értéket jeleznének a kóták! Ha valaki elakadt volna az 5-ös értéknél: a Zoom (20xp), és a Scale factor (5) szorzata (100) adja, hogy a 2.1 rajzi egység (most: méter) 210-ként jelenik meg.

Lehet persze 2.10-re is alakítani a kiírást, de talán mégis jobb így, mert ekkor mód van még egy trükkre. Ha a Precision rubrikában "0.0"-át (azaz egy tizedesjegy pontosságú kijelzést) választunk, de a Zero Supession rovatban bekapcsoljuk a ţTrailing kapcsolót, akkor az egész centiméteres méretek ugyanúgy néznek majd ki, mint eddig (pl.210), de nem kerek cm-es méreteknél automatikusan megjelenik a mm is (pl.72.5).

Ha a beállított változásokat elfogadva kilépünk a kóta-formátumok paneljéről, az épp változtatott stílusra hivatkozó kóták automatikusan módosulnak. Ha egy rajzban több kótastílus létezik, a Dimension • Update menüponttal az épp aktuális stílust könnyen átvihetjük a kijelölt kótákra.

• Kótázási módok
A föntebb bemutatott DimLinear parancs hatékony – de nem univerzális, és nem mindig a leggyorsabb kótázási mód.

Kótázáskor a rajzban automatikusan létrejön egy új, nyomtatásra nem kerülő, DefPoints nevű fólia. Amikor berajzolunk egy kótát, annak definíciós pontjai erre a fóliára kerülnek.E pontok egyrészt ellenőrzést jelentenek, másrészt megkönnyítik az utólagos módosítást: ha egy kótára kattintunk, e pontok (is) aktívvá válnak (ezt jelzi a kék négyzet): ha ekkor rákattintunk valamelyikre, az (pirosra vált, és) szabadon áthelyezhető lesz. Mivel pedig a kóták asszociatívak, a definíciós pont(ok) áthelyezése után automatikusan az aktuális új értéket (távolságot, szöget...) jelzik ki – kivévé, ha valamiért módosítottuk a kijelzett értéket: ilyenkor továbbra is az általunk megadott érték/szöveg marad a kótára írva.

A kótára kattintással nemcsak a definíciós pontok módosíthatók: a szöveg beillesztési pontja értelemszerűen a kóta feliratának áthelyezését szolgálja (pl.egymást takaró feliratok esetén), az alapvonal két végpontja segítségével pedig a kóta helyét változtathatjuk. E módszer másolással is kombinálható! Az ajtónyílás alatti kóta pl. nem hozható létre az ajtó (függőleges) kótájának folytatásaként, lévén attól balra van. De ha rákattintunk az ajtó kótájára, majd annak fölső definíciós pontjára (az "rátapad" kurzorra, jelezve, hogy most szabadon áthelyezhető), végül a [Shift] billentyűt lenyomva tartva a lemez alsó síkjára, akkor ezzel a függőleges kóta másolatának definíciós pontja kerül a megadott pontba – az eredeti kóta változatlan marad.

Megjegyzés: bár mi most (hogy lássuk, ezt is lehet) papírtérben kótáztunk, ez természetesen nem az általános gyakorlat: 2D rajzok kótázására tökéletes a modelltér, ilyenkor a papírtér belekeverésével csak bonyolódik a helyzet: kínos pl. ha valamiért "elcsúszik" egymástól a modelltéri rajz, és a papírtéri kóta...

VÉGE!