3D modellestiriw usılları

3D modellestiriw usılları

Úsh olshemli modellestiriw usılları 3 ge bolinedi:

1. 
   Karkaslı (sımlı) modellestiriw.
   
2. 
   Maydanlı (kópmúyeshli) modellestiriw.
   
3. 
   Qattı deneni (qattı, olshemli) modellestiriw.
   

Sımlardi modellew. Sım torinin modeli noqatlar menen sızıqlar arqali toliq sıpatlangan (1-súwret). Bul modellew en tomengi darejede bolıp, bir qatar jiddiy sheklewlerge iye, olardin kopshiligi sızıqlar arasında jaylasqan qırlar haqqında maǵlıwmattıń jetispewshiliginen hámde qattı deneli deneniń ishki hám sırtqı aymaqların tańlawı múmkin emesliginen kelip shıǵadı.

1-súwret–sımlı hám bekkem modeller

Biraq, sımlı model az yad (xotira) talap etedi hám ápiwayı máselelerdi sheshiwge júdá qolaylı. Sımlı ramka kóbinese modellew ushın emes, al viziuallastırıw usıllarınan biri sıpatında modellerdi kórsetiw ushın qollanıladı5.

En kop qollanilatin sımlı modellew 2.5 yamasa 3 osta ápiwayı operaciyalardı orınlaytuǵın quraldıń jolın imitaciyalaw bolıp esaplanadı. 2.5 os túsinigi ápiwayıraq sistemalar tek turaqlı kese kesim (поперечное сечение) menen maǵlıwmatlardı basqarıwı múmkinliginen kelip shıǵadı. Bunday formanı kelesindey qurıwǵa boladı – birinshi XY kórinisi jaratiladi, sonnan keyin hár bir noqatqa keskinniń tereńligin sıpatlaytuǵın eki Z koordinataları beriledi6.

Sımlı modeldiń kemshilikeri:

1. 
   Anıqsızlıq – modeldi sımlı ramkada kórsetiw ushın bárshe qırları usınılıwı kerek (bul effekt kútilmegen nátiyjelerge alıp keliwi múmkin. Kórinbeytuǵın qırlardan kórinetuǵındı ajıratıp bolmaydı. Kórinbeytuǵın sızıqlardı óshirip taslaw operaciyası hár bir jeke sızıqlardı redaktorlaw buyrıqları járdeminde tek qolda orınlanadı, biraq bul istiń nátiyjesi pútkil qurılǵan sımlı ramkalardıń buzılıwına teń, sebebi sızıqlar bir túrde kórinbeydi hám basqasında kórinedi).
   
2. 
   Qıysıq qırlardı tanıy almaw – qıyalıy qabırǵalar (súwrette qaptal maydanın shekleytuǵın qıyalıy qabırǵalardıń kórinisi bolsa da cilindrlıq formanıń júzesinde qabırǵalar joq. Bul qıyalıy qabırǵalardıń jaylasıwı kórinis baǵıtına qaray ózgeredi. Sonıń ushın bul siluetler sımlı ramka retinde tanılmaydı hám olarda kórsetilmeydi).
   
3. 
   Komponentlerdiń ózara tásirin anıqlay almaslıq (sımlı model formalardı baylanıstıratuǵın maydanlar haqqında maǵlıwmatqa iye emes, bul obyekttiń qırlar arasında bolatuǵın kerek emes bolǵan ózara tásirlerdi anıqlawdı múmkin emes qıladı hámde quraldıń traektoriyasın imitaciyalaytuǵın yamasa robottıń jumsın imitaciyalaytuǵın paketlerde sımlı modeldi paydalanıwdı aytarlıqtay shekleydi, sebebi bunday modellew mexanikalıq qurastırıw gezinde payda bolatuǵın kóplegen toqnasıwlardı jobalaw gezinde anıqlaw múmkin emes).
   
4. 
   Fizikalıq qásiyetlerdi esaplaw menen baylanıslı bolǵan qıyınshılıqlar.
   
5. 
   Tonallı kórinislerdi orınlaw ushın ásbaplardıń jetispewshiligi (Tonnalı kórinislerdi orınlaw texnikasınıń, yaǵnıy hár túrli reńlerdiń tegis ótiwin támiyinlew hám jaqtılıq penen sayanı qollanıwdıń negizgi principi qırlardıń emes bálkim qabırǵalardıń sayalanıwı bolıp esaplanadı)7.
   

Maydanlı modellew. Maydanlı modellew noqatlar, sızıqlar hám maydanlar boyınsha anıqlanadı. Maydanlı modeldi qurıwda texnikaliq obyektler olardı qorshaǵan ortadan bóletuǵın maydanlar menen sheklengen dep boljaw etiledi. Bunday qabıq grafikalıq maydanlar menen belgilenedi. Texnikaliq obyekttiń beti jane konturlenedi, biraq bul konturlar 2-x tiyisiw yamasa kesisken maydanlardıń nátiyjesi. Obyektlerdin noqatları – shoqqılar, úsh maydanlardıń kesilisiwi menen belgileniwi múmkin8.

2-súwret– Maydanlı(kópmúyeshli) modellestiriw

Maydanlı modellew sımlıga qaraganda kelesi artıqshalıqlarǵa iye:

1. 
   Quramalı qıysıq qırlardı tanıp alıw hám kórsetiw múmkinligi
   
2. 
   Tonnalıq kórinislerdi alıw ushın shetki kórinisi
   
3. 
   Maydandaǵı arnawlı konstruktsiyalar (tesikler)
   
4. 
   Joqarı sapalı kórinisti alıw múmkinshiligi
   
5. 
   Robotlardıń jumsın imitaciya qılıwı ushın jáne de nátiyjeli zatlardı prezentaciya etiw
   

Maydanlı model eki negizgi matematikalıq qaǵıydaǵa tiykarlanadı:

1. 
   Qálegen maydandı, onıń hár bir sheti ápiwayı jalpaq kópmúyesh bolǵan, kópmúyesh penen jaqınlastırıwǵa boladı.
   
2. 
   Modelde jalpaq kópmúyeshler menen qatar ekinshi darejeli maydanlarǵa da hám analitikalıq sıpatlawǵa bolmaytuǵın maydanlarǵa ruxsat etiledi, olardıń formaların hár túrli aproksimaciya hámde interpolyaciya usılları járdeminde anıqlawǵa boladı9.
   

Sımlı modelden tısqarı hár bir obyekt ishki hám sırtqı kórinisine iye.

Qattı deneli modellew. Qattı deneli modellew ol anıqlaytuǵın deneniń úsh ólshemli kólemi boyınsha xarakteristiklanadı.(tafsiflanadi). Qattı deneli modellew haqiqiy obyekttiń nusxasın jaratıwda eń ilegerimeli hám isenimli usıl bolıp esaplanadı.

Qattı deneli modellerdiń artıqmashılıqları:

1. 
   Komponentlerdiń óz ara tásiri ushın zárúr bolǵan obyekttiń ishki hám sırtqı aymaqların sheklew múmkinligi menen kólemli formanı tolıq anıqlaw.
   
2. 
   Jasırın sızıqlardı avtomatlı túrde óshirip taslawdı támiyinleydi.
   
3. 
   Komponentlerdiń 3D bolimlerin avtomatlı túrde jaratıw, bul quramalı qurastırıw ónimlerin analiz qılǵanda óte áhmiyetli.
   
4. 
   Shekli elementler usılı menen anıq awırlıq xarakteristikasın avomatlı túrde súwretlew menen analiz usılların qollanıw.
   
5. 
   Tonlı effektlerge erisiw, jaqtılıq derekleri menen manipulyaciya qılıwı10.
   

3D qattı modellerdi jaratıw usıllarınıń eki klası bar:

–Konstruktiv wákillik usılı (C-Rep);

–Shegaranı kórsetiw usılı (B-Rep).

Konstruktiv súwretlew usılı qattı alǵashqı dep atalatuǵın hám forması, ólshemleri, biriktiriwshi noqatı hám jónelisi menen anıqlanǵan tiykarǵı quramlıq elementlerden qattı modellerdi qurıwdan ibarat.

Konatruktiv geometriya modeli ekilik daraq grafigi G=(V,U), bul jerde V–shoqqılar toplamı–formanıń tiykarǵı elementleri – obyekt qurılǵan alǵashqılar hám U–qırlardıń toplamıdır. Mas keletuǵın tiykarǵı forma elementlerinde orınlanatuǵın toplam-teoriyalıq ámeller.

Hár bir alǵashqı model bir qatar atributlar menen anıqlanadı:

A=X,Y,Z,Lx,Ly,Lz,Sx,Sy….Sn,

Bul jerde X, Y, Z – jergilikli CS nıń láńger noqatınıń pútkil obyekt sistemasına koordinataları; Lx,Ly,Lz – burılıw múyeshleri, Sx,Sy….Sn – obyekttiń metrik parametrleri.

Logikalıq operaciylar qońsı primitivler ortasındaǵı múnásibetlerdi anıqlawda c-rep modelin jaratıw ushın bar bolǵan zatlar toplamıdır. Logikalıq ámeller algebralıq toplam teoriyası túsiniklerine tiykarlanadı hám qattı denelerge qarata qollanılǵanda ádettegi mánige iye boladı. Eń keń tarqalǵan operaciyalar: kesilisiw, birlesiw hám parıq11.

Shegara súwreti – obyekt shegaralarınıń xarakteristikası(tafsifi) yáki deneni xarakteristikalawshı(tafsiflovchi) maydanlardıń anıq analitikalıq táriypi. Bul geometriyalıq deneniń shamalıq emes, bálki anıq kórinisin jaratıwǵa imkán beriwshi jalǵız usıl. Usı jantasıw(yondashuv)járdeminde paydalanıwshı obyekttiń konturların yáki shegaraların, sonday-aq, hár qıylı túrdegi obyektlerdiń eskizlerin ornatıwı hám óz ara muwapıqlıq ornatılıwı ushın usı kórinisler arasındaǵı baylanıs sızıqların kórsetiwi talap qılınadı12.