Introdução ao MicroStation Ambiente 3D

Introdução ao

MicroStation

Ambiente 3D

Roberto Scalco

2003

Autor

• Roberto Scalco

• Mestrando em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP); • Engenheiro Eletricista com ênfase em Eletrônica pela Escola de Engenharia Mauá (EEM).

roberto.scalco@maua.br

Software

MicroStaion® V8 é marca registrada da

Agradecimentos

ÍNDICE

Introdução ... 5

Capítulo 9: Um Novo Ambiente de Trabalho ... 6

1. Introdução... 6

2. Criando um Arquivo no Espaço 3D ... 6

3. Ambiente de Trabalho 3D ... 6

4. AccuDraw ... 7

5. Menu 3D Main ... 10

Capítulo 10: Desenhando no Espaço Tridimensional ... 11

1. Introdução... 11

2. Criação e Exclusão de Retas e Circunferências no Espaço ... 11

3. Modificando Elementos no Espaço ... 12

4. Manipulando Elementos no Espaço ... 12

5. Comandos de Visualização no Espaço ... 13

Capítulo 11: Primitivos e Operações Booleanas ... 21

1. Introdução... 21

2. Comando de Sólidos Primitivos... 21

3. Comando de Operações Booleanas ... 30

Capítulo 12: Modificando Sólidos ... 37

1. Introdução... 37

2. Comandos de Agrupamentos ... 37

3. Comandos de Modificação ... 39

Capítulo 13: Extrusão e Revolução ... 48

1. Introdução... 48

2. Comandos de Extrusão e Revolução ... 48

Capítulo 14: Extração de Informações de um Modelo ... 52

1. Introdução... 52

2. Criando Modelos de Ambiente ... 52

3. Comandos de Referência... 54

Capítulo 15: Documentação do Projeto ... 58

1. Introdução... 58

2. Comando de Seleção Temporária ... 58

3. Imprimindo Projetos ... 59

Glossário ... 61

Introdução

Este é o segundo volume do guia de referência ao aplicativo gráfico MicroStation. Sua estrutura é semelhante à do primeiro volume, pois os detalhes do software que serão apresentados possuem características muito próximas às do antigo ambiente de trabalho.

O aplicativo disponibiliza ferramentas que fazem sua condição de prancheta eletrônica do ambiente bidimensional estar elevada a um ambiente semiHimersivo de manipulação espacial.

Será inicialmente apresentado o ambiente de trabalho tridimensional, comparando sua estrutura à do ambiente bidimensional. Cada capítulo do primeiro volume relacionado à criação, exclusão, modificação e manipulação de elementos foi descrito de maneira sucinta para que o usuário possa migrar de um ambiente para o outro relembrando as ferramentas e conceitos envolvidos.

Para começar a desenhar no espaço tridimensional, os comandos apresentados no primeiro volume serão novamente utilizados para construir estruturas que, embora sejam tridimensionais, não possuem volume. Esta técnica de construção é denominada wireframe por utilizar apenas elementos primitivos unidimensionais (retas) e bidimensionais (circunferências e polígonos).

O conceito de modelo é introduzido de forma que o usuário possa elaborar um projeto mais complexo utilizando uma abordagem construtiva de estruturas. O usuário poderá construir seus modelos compostos por elementos sólidos primitivos que poderão ser somados, subtraídos ou definidos pela intersecção destes elementos.

Além disso, serão utilizadas ferramentas que permitirão alterar as características destes elementos, bem como produzir detalhes (como o chanfro ou arredondamento de cantos vivos).

Com o intuito de permitir uma melhor visualização do projeto em si, bem como sua localização em um ambiente físico, o MicroStation permite que o usuário visualize o modelo utilizando diversas técnicas da computação gráfica. Dentre elas, destacamHse a estrutura de arames (wireframe) e a tonalização que utiliza o modelo de iluminação de Phong. Esta última permite resultados com alto grau de fotoHrealismo, pois permite que texturas de diferentes materiais sejam aplicadas sobre os modelos. A iluminação ambiente pode ser definida, bem como fontes de luz podem ser posicionadas em uma cena da mesma maneira que outros elementos primitivos.

Informações do modelo serão extraídas para finalizar o projeto. Vistas ortográficas poderão estar corretamente posicionadas em uma folha de papel, de qualquer tamanho comercial, que poderá ser impressa por um dispositivo de saída raster ou vetorial. Seguindo o caminho da documentação do projeto, o usuário poderá desenvolver relatórios técnicos em um processador de textos. Este relatório pode conter imagens do modelo ou suas vistas ortográficas.

Capítulo 9: Um Novo Ambiente de Trabalho

1. Introdução

Embora o novo ambiente de trabalho permita ao usuário criar modelos tridimensionais, as diferenças em relação ao ambiente 2D são relativamente pequenas quando comparadas à mudança do paradigma.

Um usuário adaptado ao uso do MicroStation em um ambiente bidimensional poderá notar que o ambiente 3D é, na verdade, uma combinação de três planos ortonormais. Cada um destes planos possui funcionamento idêntico ao plano da tela utilizado no ambiente 2D. Uma vez definido o plano de trabalho, o usuário irá trabalhar da maneira a que está acostumado.

Da mesma maneira, as barras de ferramentas utilizadas possuem funcionamento idêntico ao anteriormente apresentado. Apenas um novo grupo de barras de ferramentas será introduzido: 3D Main. Estas ferramentas permitem ao usuário criar e modificar elementos sólidos por união, subtração e intersecção.

Como resultado final de um projeto, as vistas ortográficas, cortes e detalhes poderão ser aprestados sob a forma de uma única imagem vetorial bidimensional que pode ser entregue ao cliente (folha impressa por uma plotter).

2. Criando um Arquivo no Espaço 3D

Os passos para a criação de um novo arquivo de projeto foram descritos no “Capítulo 1: Novos e Antigos Projetos”. Este arquivo pode representar um espaço bidimensional ou tridimensional, dependendo exclusivamente do arquivo base escolhido.

DeveHse salientar que alguns dos arquivos que contêm as configurações e as características do ambiente 3D são:

Nome Descrição

3dMetricGeneral.dgn Ambiente 3D para projetos que utilizam o Sistema Internacional de Unidades (SI).

Seed3d.dgn Ambiente 3D para projetos que utilizam o Sistema Imperial Britânico. Cabe ao usuário definir qual escolha se enquadra melhor ao sistema de unidades utilizado no projeto ou o destino do mesmo.

3. Ambiente de Trabalho 3D

Este novo ambiente assemelhaHse muito ao ambiente 2D, uma vez que além da barra de ferramentas 3D Main, as demais barras de ferramentas são as mesmas já apresentadas.

PodeHse notar que os eixos que aparecem no canto inferior esquerdo formam a base do sistema de coordenadas 3D (XYZ).

A figura a seguir mostra o ambiente de trabalho com todas as barras de ferramentas que serão utilizadas. Caso não estejam disponíveis, o usuário deverá proceder como descrito no “Capítulo 2: O Ambiente de Trabalho”.

4. AccuDraw

Quando um arquivo é criado ou um projeto em desenvolvimento é aberto, o usuário deverá configurar o AccuDraw da forma que o vetor normal ao plano que representa coincida com um dos eixos da base ortonormal. A posição inicial do AccuDraw é coincidente com o plano da tela e seu vetor normal aponta para o usuário.

AccuDraw em coordenadas cartesianas AccuDraw em coordenadas polares

O MicroStation atribui o nome de Front ao plano XZ, Side ao plano YZ e Top ao plano XY. Para alterar o plano desejado, o usuário deve inicialmente selecionar o AccuDraw clicando sobre a barra.

Esta seleção tornaHse desnecessária, caso algum comando de construção de elementos esteja ativo (Plane Line, Place Circle, Place Torus, etc.).

Uma vez ativo o AccuDraw, o usuário deve pressionar uma das teclas que o rotacionam:

Nome do plano Front Side Top

Alinhamento

com o plano XZ YZ XY

Tecla F S T

Situação do AccuDraw

Os nomes Front e Side não representam necessariamente as vistas frontal e lateral do modelo que está sendo criado, devido à escolha da vista frontal descrita no enunciado do problema.

O modo polar não possui alterações em relação ao ambiente 2D. Entretanto, no modo cartesiano, o AccuDraw possui uma nova componente: o eixo Z. DeveHse lembrar que a troca entre os sistemas de coordenadas ocorre quando o usuário pressiona a tecla ESPAÇO.

AccuDraw em coordenadas cartesianas AccuDraw em coordenadas polares

Devido à familiaridade do usuário com um AccuDraw bidimensional, não é aconselhável alterar o valor Z=0 deste campo. Para um usuário sem habilidade no uso do software, este recurso associado à posição do observador em relação ao objeto pode causar a ilusão de que elementos posicionados em um local estejam em outra posição e com uma dimensão diferente.

Rotacionando o AccuDraw

Caso seja necessário rotacionar o AccuDraw, existe a possibilidade do comando Rotate

Auxiliary Coordinate System (Rotate ACS ou RA). Este comando foi apresentado no “Capítulo 4: Criação e Exclusão de Retas e Circunferências”, onde a rotação do plano de trabalho ocorria apenas em torno do eixo Z. Neste caso o usuário utilizará um axioma da geometria que postula: um plano é definido por três pontos.

Para utilizar o RA o usuário deverá seguir os seguintes passos: Clicar na barra do AccuDraw para selecionáHlo;

Pressionar a tecla R para que uma janela, com vários comandos, seja ativada;

Pressionar a tecla A;

Definir com o mouse a nova origem do sistema de referência com um clique no ponto desejado (uma Tentativa pode ser utilizada);

Definir com o mouse a direção do novo eixo X.

Para aceitar a direção do novo eixo X, uma Tentativa deve ser aplicada sobre um ponto de um elemento.

RepeteHse o procedimento acima para definir o terceiro ponto.

Com o RA ativo, todos os comandos realizados serão referenciados à nova rotação do AccuDraw. O usuário pode pressionar as teclas F, S ou T para retornar o AccuDraw para um plano coincidente com a base original.

5. Menu 3D Main

A barra de ferramentas 3D Main possui os principais comandos que envolvem a modelagem de sólidos. Estes comandos serão detalhados em capítulos vindouros. Caso esta barra não esteja disponível, o usuário deverá clicar sobre o menu Tools, como segue o exemplo:

Tools →→→→ 3D Main →→→→ 3D Main

Da mesma maneira que ocorre na barra Main, quando o usuário mantiver o botão esquerdo do mouse pressionado sobre um ícone da barra de ferramentas, uma barra de ferramentas especifica é exibida. Mantendo o botão pressionado, moveHse o mouse até o comando desejado e então soltaHse o botão, selecionando um novo comando.

Caso seja necessário manter a barra específica aberta no ambiente de trabalho, deveHse manter pressionado o botão esquerdo do mouse e movêHla até a área de desenho. Quando a barra estiver na posição desejada, soltaHse o botão do mouse.

Capítulo 10: Desenhando no Espaço Tridimensional

1. Introdução

Existem dois diferentes conceitos relativos à criação de elementos no espaço. O primeiro caso consiste na criação de objetos utilizando elementos unidimensionais (retas) e bidimensionais (circunferências). Esta técnica é denominada Wireframe (estrutura de arame), uma vez que todas as arestas e intersecções devem ser representadas com os elementos primários e as faces formadas apenas pelos contornos. Como o interior das faces não é definido, todas as arestas e interseções tornamHse visíveis sob qualquer ponto de vista.

Cabe ao usuário criar TODAS as arestas e intersecções existentes, não importando se estas serão ou não visíveis ao observador.

A segunda técnica utiliza modelos de primitivos sólidos. Estes primitivos podem sofrer alterações em seu formato inicial por meio da utilização de comandos específicos ou pela interferência de outros primitivos sólidos.

Como os primitivos são elementos materiais, apenas a região mais próxima ao observador é considerada como visível. Todas as arestas e intersecções ocultas por algum elemento ou objeto serão consideradas invisíveis, sendo permitido ao usuário escolher se estas regiões serão representadas por linhas tracejadas ou não serão representadas. Esta técnica será apresentada a partir do próximo capítulo.

2. Criação e Exclusão de Retas e Circunferências no Espaço

A utilização de retas e circunferências está diretamente ligado ao paradigma Wireframe. O primeiro passo para a criação de elementos no espaço consiste na definição do plano de trabalho do AccuDraw. Para definir um plano ortogonal aos eixos XYZ ou atribuir uma nova orientação para o AccuDraw, o usuário deve seguir os passos descritos no “Capítulo 9: Um Novo Ambiente de Trabalho”.

Com a orientação do AccuDraw definida, o usuário deve seguir os passos descritos no “Capítulo 4: Criação e Exclusão de Retas de Circunferências” para criar todas as arestas e intersecções necessárias à representação tridimensional do objeto. Todas as diferentes técnicas apresentadas no plano podem ser aplicadas no espaço.

Place Line no plano XZ Place Circle no plano XZ

A troca entre os planos do AccuDraw (Front, Side e Top) pode ser realizada a qualquer momento, pressionando as teclas F, S ou T. A troca é possível desde que este o AccuDraw esteja ativo.

3. Modificando Elementos no Espaço

Os comandos Extend Line, Extend 2 Elements to Intersection, Extend Element to Intersection, Trim Element, Construct Circular Fillet e Construct Chamfer apresentados no “Capítulo 5: Modificando Elementos” não sofrem nenhuma alteração em sua execução, bem como em seus parâmetros definidos pelo usuário, quando aplicados no ambiente de trabalho tridimensional.

O alinhamento do AccuDraw não interfere na execução destes comandos. Segue um exemplo do comando Trim Element:

PréHseleção dos elementos limitantes para a execução do comando Trim Element

Objeto após a execução do comando Trim Element

4. Manipulando Elementos no Espaço

Transformações lineares podem ser definidas em um espaço de N dimensões, desta maneira as mudanças nas matrizes de transformação linear (incremento na ordem) são transparentes ao usuário, bastando que este apenas informe os parâmetros de deslocamento, ângulo ou escala de maneira equivalente àquela do ambiente de trabalho bidimensional.

Como se utiliza o plano do AccuDraw para trabalhar no ambiente tridimensional, este deve ser constantemente rotacionado. Os parâmetros das matrizes de manipulação dos elementos são influenciados diretamente pela posição do AccuDraw.

Translação

São entendidos como comandos de translação os comandos Copy e Move.

Os métodos apresentados no “Capítulo 6: Manipulando Elementos” podem ser aplicados da mesma forma no espaço 3D. Um único cuidado consiste na direção de translação que deve ser informada via mouse. Esta direção de translação deve pertencer ao plano do AccuDraw, mantendo o valor do eixo Z nulo para evitar acidentes causados pela ilusão da transformação

Escala

Na caixa de diálogo do comando Scale, o usuário deve informar qual é o fator de escala para cada uma das direções da base ortonormal (X, Y e Z). Como esta transformação não considera a posição do objeto no espaço, a posição do AccuDraw não terá influência direta no objeto final, principalmente se o campo About Element Center estiver selecionado.

Um caso particular da escala consiste no espelhamento dos elementos e pode ser utilizado pelo comando Mirror. Neste comando, o usuário deve informar no campo Mirror About a direção do espelho. A marca vermelha do AccuDraw é considerada como Horizontal, ou seja, o eixo X. O espelho na Vertical está na direção verde (eixo Y).

Rotação

Da mesma forma que ocorre no ambiente de trabalho 2D, o eixo de rotação é definido pelo produto vetorial entre os eixos principais do plano do AccuDraw, ou seja, o vetor normal do AccuDraw, independente de sua orientação.

Continua válido o uso de valores de ângulos positivos para rotações que ocorrem do eixo X para o eixo Y. Esta técnica está diretamente associada à regra da mão direita definida no sistema destrógeno.

5. Comandos de Visualização no Espaço

Quando um projeto é desenvolvido em uma região tridimensional, alguns pontos de interesse podem ser de difícil visualização, seja por estarem mais distantes ou até mesmo pelo fato de existirem vários elementos em sua proximidade que dificultam a aplicação de uma Tentativa. DeveHse lembrar que estes comandos não alteram a construção do modelo pois tratam apenas da relação da cena com o observador.

Os comandos da barra 3D View Control estão localizados no canto inferior esquerdo da área de desenho. Os comando já descritos funcionam da mesma maneira e apenas alguns novos comandos serão detalhados devido ao seu uso mais freqüente:

Rotate View

Permite ao usuário rotacionar o modelo 3D para melhor visualização. Change View

Perspective _{Altera o tipo de projeção utilizado: paralela ou perspectiva.}

Set View Display

Mode Exibe o modelo no modo aramado ou com linhas invisíveis tracejadas. Pode exibir os elementos com diferentes tipos de tonalização.

Rotate View

O comando Rotate View permite ao usuário rotacionar todo o ambiente de trabalho tridimensional sem alterar as relações entre os elementos desenhados.

Quando o comando é selecionado, uma caixa de diálogo solicita ao usuário a vista que deverá ser exibida ou se o usuário posicionará os elementos manualmente.

DeveHse lembrar que os nomes apresentados nesta caixa de diálogo não representam necessariamente o mesmo nome das vistas do modelo. É permitido ao usuário visualizar as seis vistas ortográficas principais, além de duas isométricas.

Com um clique do botão esquerdo sobre o nome de uma vista, a área destinada ao desenho do projeto apresenta a imagem dos elementos com o observador posicionado perpendicularmente ao plano escolhido.

Com o método Dynamic ativo, o usuário deve clicar sobre a área de desenho com o botão Aceita e movimentar o mouse livremente até que a nova posição do observador satisfaça suas condições de visualização. Com a nova posição definida, um novo clique sobre o botão Aceita confirma a vista.

Existe uma opção que permite ao usuário visualizar um cubo de referência enquanto está rotacionando o sistema ou, se selecionado o campo Dynamic Display, visualizar a rotação dos próprios elementos.

Change View Perspective

Na maioria das aplicações da engenharia utilizamHse projeções paralelas para representar os elementos. Não somente pelo fato de que estas independem da posição do observador, mas também por não existirem distorções nas dimensões do objeto.

Há casos que uma percepção mais real do que se está projetando tornaHse necessária, uma vez que aos olhos do ser humano, os elementos que estão mais afastados, na direção do raio de visão, são menores do que os elementos mais próximos.

Computacionalmente os elementos são modelados e normalizados para que existam apenas dentro de um volume específico, denominado Volume de Visão. Nas projeções paralelas, o volume de visão é representado por um cubo, normalmente unitário. O volume de visão da

projeção também é uma matriz que pode ou não distorcer o volume de visão normalizado e o projeta para o plano da tela do monitor.

O comando Change View Perspective permite ao usuário desenvolver seus projetos utilizando qualquer uma dos dois tipos de projeção. Uma vez selecionado o comando, o usuário pode movimentar o mouse pela tela até que o resultado da posição dos pontos de fuga seja satisfatório.

Caso a opção Dynamic Display não esteja selecionada, um cubo de referência será exibido, permitindo ao usuário examinar os resultados da deformação do volume de visão.

A figura abaixo mostra que movimentando o mouse na região interna do volume de visão a projeção é mantida paralela, enquanto que na periferia do volume de visão a transformação perspectiva é habilitada.

Quanto mais longe do centro do cubo, mais deformado tornaHse o volume de visão. A figura abaixo representa os dois casos extremos obtidos pelo software:

Uma vez que o volume de visão esteja apropriado, o usuário deve clicar com o botão Aceita na área de desenho para confirmar o novo formato do volume de visão.

Caso a opção Dynamic Display esteja selecionada, o cubo que representa o volume de visão não será exibido. As distorções serão aplicadas diretamente nos elementos criados pelo projetista.

Set View Display Mode

O uso do último comando de visualização que será apresentado é desnecessário quando o usuário está criando seus projetos utilizando o paradigma Wireframe. Entretanto, é extremamente útil para a concepção do resultado final quando modelos sólidos são manipulados. Existem diferentes maneiras de exibir um sólido, dependendo do interesse do usuário em visualizar os elementos como uma imagem foto realista ou analisar as arestas, intersecções e interferências entre os primitivos. Quando o comando Set View Display Mode é utilizado, somente a intensidade luminosa definida por raios que incidem diretamente sobre o objeto é calculada. Desta maneira, efeitos de refração (objetos translúcidos) e reflexão (espelho ou metal) não são exibidos.

Quando o comando é selecionado, uma caixa de diálogo é exibida e solicita ao usuário informar qual é o modo de visualização utilizado para representar os sólidos.

Um clique sobre o campo Display Mode exibe uma lista contendo as diferentes possibilidades para visualização dos sólidos. MovendoHse o cursor do mouse sobre os itens da lista, a cor do fundo da opção selecionada é alterada. Um clique com o botão esquerdo deve ser aplicado sobre o item desejado da lista.

Quando a opção Graphics Acceleration está ativa, apenas uma parte dos algoritmos de visibilidade e de tonalização são aplicados. Estas simplificações permitem que os elementos da cena possam ser rotacionados de maneira mais rápida, uma vez que os cálculos envolvidos possuem uma complexidade computacional muito grande.

Caso a opção Graphics Acceleration esteja ativa, as opções Display Edge e Display Hidden Edges podem ser utilizadas nos modos de visualização que exibem superfícies.

A opção Display Edge exibe uma linha mais espessa nas arestas e intersecções visíveis para o usuário.

Para visualizar as arestas e intersecções que estão ocultas sob um determinado ponto de vista, a opção Display Hidden Edges deve ser habilitada. Para seu funcionamento correto, a opção Display Edge é automaticamente habilitada. As arestas e intersecções até agora ocultas, serão representadas com linhas tracejadas, com espessura menor que as linhas do contorno visível.

Segue uma descrição e exemplo de cada modo de exibição.

Wireframe

Quando selecionada esta opção permite ao usuário visualizar somente as arestas e intersecções dos elementos, não exibindo superfícies.

Como somente arestas são exibidas como em uma estrutura feita de arames, todas as arestas e intersecções são exibidas da mesma maneira, não importando se estão ocultas ou não por um determinado ponto de vista.

No caso de elementos não planos são exibidas, linhas de referência que representam a conectividade entre os elementos que os compõe, embora estas arestas não possuam nenhuma característica sobre a forma real do sólido.

Wiremesh

Algoritmos de subdivisão de superfície são aplicados às superfícies não planas, gerando uma malha composta por facetas poligonais. Esta malha é constituída de linhas, ou seja, não existe a definição da região interna às linhas, da mesma maneira que ocorre no modo wireframe.

Como existe uma grande quantidade de linhas, este modo deixa a cena muito mais carregada em termos de visibilidade.

Hidden Line

No modo Hidden Line, apenas as arestas e intersecções visíveis para o usuário são representadas. A subdivisão das superfícies não é necessária, mas são exibidas arestas que dividem diferentes elementos e facilitam a quantidade excessiva de cálculos aplicados pelos algoritmos de visibilidade executados pelo software.

As linhas possuem as cores dos elementos originas, enquanto o preenchimento interno das superfícies é feito com a cor branca para todos os elementos.

Filled Hidden Line

Semelhante ao modo Hidden Line, apenas as arestas e intersecções visíveis são exibidas. Para o preenchimento interno das superfícies, as cores originais de cada elemento são utilizadas de maneira constante.

Constant

Neste algoritmo, o modelo de iluminação é aplicado apenas nos vértices dos polígonos gerados pela subdivisão das superfícies. Uma vez calculada a brilhância dos vértices, a tonalização é feita de maneira constante, para todos os pontos da faceta.

NotaHse que quando este modo está ativo, uma possível texturização que estiver associada aos elementos constituintes da cena pode ser observada.

Smooth

O algoritmo de preenchimento das superfícies utilizado no modo Smooth é a tonalização de Gouraud. Neste algoritmo, o modelo de iluminação é aplicado apenas nos vértices das facetas geradas pela subdivisão das superfícies do sólido.

Uma vez calculada a brilhância dos vértices, um algoritmo de interpolação bilinear é aplicado, determinando a brilhância de todos os pontos das facetas da superfície. Como não existe uma tonalização constante em cada faceta, as diferenças entre as intensidades não são percebidas nas intersecções dos polígonos gerados pela subdivisão das superfícies.

Phong

Este método calcula os vetores normais dos vértices de cada polígono gerado pela subdivisão das superfícies. Uma vez calculados esses vetores são interpolados para cada ponto da imagem, ou seja, o modelo de iluminação de Phong é calculado para todos os pixels da imagem.

Para cada pixel de coordenada (u,v), a intensidade luminosa refletida I é calculada pela combinação linear de três fatores: iluminação ambiente Ia, iluminação difusa Id e iluminação

especular Is. O modelo considera que existem nf fontes de luz.

As constantes ka, kd e ks representam as frações da energia luminosa que será refletida

(

)

_∑

(

)

_∑

( )

Como existe uma quantidade muito grande de pontos em uma imagem, este método é extremamente lento, se comparado aos outros. Caso o usuário deseje utilizar o comando Rotate View, haverá uma descontinuidade (tela vazia) nas imagens.

Dentre os modos de tonalização apresentados, a aplicação do modelo de iluminação de Phong apresenta resultados com maior grau de fotoHrealismo.

Capítulo 11: Primitivos e Operações Booleanas

1. Introdução

A partir deste ponto, o paradigma wireframe será deixado de lado para a apresentação da Geometria Sólida Construtiva (Constructive Solid Geometry – CSG).

Esta técnica é caracterizada pela criação de novos elementos a partir de blocos geométricos básicos, denominados primitivos geométricos. O usuário do MicroStation possui os seguintes primitivos: paralelepípedo, esfera, cilindro, cone, toro e cunha.

Escolhidos os blocos primitivos que serão utilizados, operadores booleanos serão responsáveis pela definição das relações de interferência entre estes blocos. Estes operadores booleanos garantem que o resultado da operação sempre será um sólido. Caso não seja possível, o software indicará uma mensagem informando a impossibilidade da operação. Os operadores booleanos disponíveis são: união, subtração e intersecção entre dois elementos.

2. Comando de Sólidos Primitivos

A barra de ferramentas que contem os primitivos sólidos pode ser acessada pelo primeiro ícone da barra 3D Main:

Place Slab

Permite ao usuário a construção de paralelepípedos. Place Sphere

Permite ao usuário a construção de esferas. Place Cylinder

Permite ao usuário a construção de cilindros. Place Cone

Permite ao usuário a construção de cones. Place Torus

Permite ao usuário a construção de toros. Place Wedge

Place Slab

O comando Place Slab cria blocos com formato de paralelepípedo com as três dimensões principais (comprimento, largura e altura) informadas pelo usuário.

Quando o comando é selecionado, uma caixa de diálogo é apresentada e solicita ao usuário as dimensões do bloco paralelepípedo.

Caso a opção Orthogonal esteja selecionada, o sólido possuirá todos os ângulos internos iguais a 90°. Para os casos mais usuais do comando Place Slab, esta opção deve permanecer ativa. Existem dois métodos para criar o paralelepípedo. O primeiro consiste na informação das dimensões do sólido diretamente na caixa de diálogo Place Slab. As opções Length, Width e Height devem estar selecionadas para que os valores possam ser digitados nos respectivos campos. Após a inserção de cada valor a tecla ENTER deve ser pressionada.

Quando os campos estiverem preenchidos, o usuário deverá posicionar o sólido com o cursor do mouse. Para confirmar a posição do sólido, o usuário deverá clicar sobre o botão Aceita em um ponto qualquer da área de desenho ou aplicar uma Tentativa sobre um elemento existente.

Independente da orientação do AccuDraw, a primeira dimensão cuja direção será definida é o comprimento (campo Length). Uma vez definida a direção da dimensão, o usuário deverá clicar sobre o botão Aceita.

Uma vez definida a direção do comprimento o usuário deve movimentar o cursor do mouse para definir a nova direção: a largura (campo Width). O processo anterior deve ser repetido.

A terceira dimensão é a altura (campo Height). Novamente a direção da dimensão deve ser definida pelo cursor do mouse e um clique sobre o botão Aceita e outro sobre o botão Rejeita encerram o processo, definindo e posicionando o paralelepípedo.

O segundo método não utiliza a caixa de diálogo . Desta maneira as opções Length, Width e Height devem estar desabilitadas, impedindo que valores sejam digitados nos campos.

A origem do bloco deve ser definida pela posição do cursor do mouse quando o usuário clica sobre o botão Aceita ou pela aplicação de uma Tentativa sobre um elemento.

Rotacionando o AccuDraw de maneira livre, o usuário deve alinhar o cursor do mouse com a origem do AccuDraw e digitar a primeira dimensão, não importando se é comprimento, largura ou altura. DeveHse lembrar que quando um valor é inserido em um campo do MicroStation a tecla ENTER deve ser pressionada para sua validação.

Esta dimensão pode ser definida pela aplicação de uma Tentativa sobre um elemento já existente.

Para confirmar o segundo ponto, não importando se foi definido por uma distância digitada no AccuDraw ou pela Tentativa, o usuário deve clicar sobre o botão Aceita.

Estes passos devem ser repetidos para definir a segunda e terceira dimensões do bloco. Ao final do processo, um clique sobre o botão Rejeita encerra o escopo do comando.

Não importando o método utilizado, a direção de orientação do paralelepípedo deve ser definida pelos dois primeiros pontos informados pelo usuário. A reta definida por estes dois pontos normalmente é definida pela aplicação de Tentativas sobre outros elementos previamente posicionados, que servirão como guia para definir a rotação do bloco.

Place Sphere

Uma vez acionado o ícone do comando Place Sphere, uma caixa de diálogo será exibida e irá solicitar que o raio da esfera seja informado.

Para digitar o valor do raio no campo, deveHse clicar sobre a opção Radius. Uma vez digitado o valor, a tecla ENTER deve ser pressionada para confirmar a inserção de uma nova informação na caixa de diálogo .

O próximo passo consiste em posicionar a esfera, pelo centro, no ambiente de desenho. Um clique com o botão Aceita em um ponto qualquer ou a aplicação de uma Tentativa sobre um elemento definem a posição da esfera. A orientação das linhas guias da esfera deve ser definida alinhandoHse o cursor do mouse com a origem do AccuDraw. Para confirmar o comando o usuário deve clicar sobre o botão Aceita e depois sobre o botão Rejeita.

Um segundo método para a criação de uma esfera consiste no uso direto do AccuDraw, sem a necessidade informações na caixa de diálogo .

A origem da esfera deve ser definida com um clique sobre o botão Aceita em um ponto qualquer da área de desenho ou pela aplicação de uma Tentativa sobre um elemento existente. AlinhandoHse o cursor do mouse com a origem do AccuDraw, o usuário deverá digitar o valor do raio no campo ativo do AccuDraw e pressionar a tecla ENTER.

Para confirmar o tamanho da esfera, deveHse clicar sobre o botão Aceita e depois sobre o botão Rejeita.

Um parêntese fazHse necessário para comentar o uso direto do comando Set View Display Mode, apresentado no “Capítulo 10: Desenhado no Espaço Tridimensional”. A figura acima não se parece muito com uma esfera, embora se for examinada com um pouco mais de cuidado, percebeHse que são representadas três circunferências posicionadas nos planos XY, XZ e YZ. A tabela abaixo mostra as diferentes representações para a esfera:

Wireframe Wiremesh Hidden Line

Filled Hidden

Line

Place Cylinder

Quando o usuário clica com o botão esquerdo do mouse sobre o ícone do comando Place Cylinder, uma caixa de diálogo contendo os atributos geométricos do sólido que será criado é exibida.

Caso a opção Orthogonal esteja selecionada, a geratriz do cilindro possuirá a mesma direção do vetor normal das circunferências da base e do topo. Para os casos mais usuais do comando Place Cylinder, esta opção deve permanecer ativa.

Assim como os comandos dos primitivos apresentados até o momento, existem duas maneiras de criar um cilindro.

O primeiro método utiliza a caixa de diálogo do comando. As opções Radius e Height devem estar ativas para que os valores do raio e da altura possam ser digitados nos seus respectivos campos. Para cada valor digitado a tecla ENTER deve ser pressionada para confirmar o valor no campo.

Com os parâmetros geométricos definidos, a posição e a orientação do cilindro devem ser definidas. O usuário deve movimentar o cursor do mouse até a posição desejada e então clicar sobre o botão Aceita. Uma alternativa consiste na aplicação de uma Tentativa para definir a posição do centro da base.

MovimentandoHse a direção do AccuDraw livremente, o usuário deve alinhar o cursor do mouse com a origem do AccuDraw. Esta é a direção do vetor normal da circunferência da base.

Para confirmar a localização e orientação do cilindro, deveHse clicar sobre o botão Aceita e depois sobre o botão Rejeita.

O segundo método consiste no uso direto do AccuDraw. Com um clique com o botão Aceita ou uma Tentativa deveHse definir a posição do centro da base do cilindro.

O próximo passo consiste na definição do valor do raio. O usuário deverá digitar um valor no campo do AccuDraw que estiver com o cursor de texto e depois pressionar a tecla

Para definir a altura do cilindro, moveHse o cursor do mouse para a direção desejada e digitaHse o valor da altura diretamente no campo ativo do AccuDraw. Para aceitar o valor da altura, pressionaHse a tecla ENTER.

Para encerrar o comando, o usuário deve clicar sobre o botão Aceita e depois sobre o botão Rejeita.

Place Cone

O comando Place Cone é muito semelhante com o comando Place Cylinder, uma vez que estes sólidos pertencem a uma mesma classe de primitivos.

Para que a caixa de diálogo do comando seja exibida, o usuário deve clicar sobre o ícone do comando, na barra 3D Primitives.

Para desenhar um cone com os atributos geométricos previamente definidos, o usuário deve ativar as opções Top Radius, Base Radius e Height. Para cada valor digitado, a tecla

ENTER deve ser pressionada para a validação da dimensão.

Caso o usuário queira criar um cone, o valor do campo Top Radius deve ser zero. Caso contrario o software irá criar um tronco de cone.

O posicionamento da base do cone é realizado quando o usuário clica sobre um ponto qualquer da área de desenho ou aplica uma Tentativa sobre um elemento do desenho.

Para definir a orientação do cone, deveHse mover o AccuDraw e o mouse de tal maneira que o vetor formado pela posição do cursor do mouse e o centro do AccuDraw determine a

Para encerrar o comando deveHse clicar sobre o botão Aceita e depois sobre o botão Rejeita.

Uma alternativa para a criação de cones consiste em um método que não utiliza a caixa de diálogo. O primeiro passo consiste na definição da posição do centro da base com um clique sobre o botão Aceita ou uma Tentativa.

De maneira semelhante ao comando Place Cylinder, o raio deve ser digitado no campo ativo do AccuDraw e a tecla ENTER deve confirmar a ação. O uso da Tentativa é valido.

Para confirmar o primeiro raio, deveHse clicar sobre o botão Aceita.

Repetindo o passo anterior, deveHse digitar o valor da altura e pressionar a tecla

ENTER. Para definir a direção do vetor normal da circunferência, deveHse mover o cursor de mouse até que o cone esteja corretamente orientado. Com um clique no botão Aceita a direção é definida.

O último parâmetro geométrico que será definido é o raio do topo. Caso o usuário queira construir um cone, o botão Rejeita deve ser pressionado, impondo o valor zero. Caso contrário, um valor deve ser digitado no campo ativo do AccuDraw e a tecla ENTER pressionada.

Para confirmar este parâmetro, basta clicar sobre o botão Aceita e logo após clicar sobre o botão Rejeita para encerrar o comando.

Place Torus

Quando o usuário clica sobre o ícone do comando Place Torus, a seguinte caixa de diálogo é exibida.

Embora seja permitido ao usuário criar um toro por diferentes métodos, será apresentado apenas o método que utiliza a caixa de diálogo , uma vez que a outra maneira necessita de que alguns valores sejam calculados durante o processo.

Para digitar os atributos geométricos do toro nos campos da caixa de diálogo , a opções Primary Radius, Secondary Radius e Angle devem estar ativas.

O primeiro valor do raio indica a distância do centro do toro ao centro da circunferência que sofreu revolução, definido pelo segundo raio. O ângulo deve pertencer ao intervalo de 0° até 360°.

Uma vez digitado os valores dos atributos geométricos, o usuário deve definir a posição do centro da circunferência que irá sofrer a revolução. Esta posição deve ser definida por um clique no botão Aceita ou pela aplicação de uma Tentativa sobre um elemento existente no desenho.

A reta tracejada deve ser movimentada livremente, juntamente com o AccuDraw, para que sua outra extremidade seja definida como o centro do toro (posição do eixo de revolução). Uma vez definida a posição do centro, um clique sobre o botão Aceita define este atributo geométrico. DeveHse lembrar que esta operação pode ser definida pela aplicação de uma

O último passo consiste na definição da orientação do toro que deve ser realizada pela movimentação do cursor do mouse em torno do AccuDraw, como mostra o exemplo abaixo:

Quando o toro estiver na posição correta, um clique sobre o botão Aceita e outro sobre o botão Rejeita confirmam a posição e encerram o comando.

Place Wedge

O último primitivo disponibilizado pelo MicroStation é a cunha, que pode ser criada pelo comando Place Wedge.

Para criar a cunha são necessários três parâmetros: o raio, o ângulo e a altura do primitivo. Os valores destes atributos geométricos podem ser digitados nos respectivos campos desde que as opções Radius, Angle e Height estejam habilitadas.

O processo de inserção dos dados é idêntico ao dos outros primitivos.

Por intermédio do mouse o primeiro ponto que será definido com o botão Aceita ou Tentativa, pertencerá à região curva do primitivo.

Uma reta que possui a dimensão do raio da cunha deverá ser direcionada de tal maneira que a sua extremidade livre defina a posição do centro da circunferência.

O próximo passo consiste no posicionamento da área da base da cunha, movimentando o cursor do mouse em relação à reta definida pelo primeiro ponto informado e o centro do arco.

Uma vez escolhida a posição, um clique sobre o botão Aceita confirma a posição da área. O último passo consiste na repetição do processo anterior, definindo a direção da extrusão em relação ao plano do AccuDraw.

3. Comando de Operações Booleanas

Uma vez definidos os primitivos que compõem o modelo que está sendo criado, as relações de interferência entre estes sólidos devem ser obtidas por meio de operadores booleanos.

A álgebra criada por George Boole (1815–1864) foi adotada para definir as relações entre objetos sólidos descritos matematicamente. Esta matemática utiliza apenas dois símbolos, que no caso da CSG podem ser considerados como uma região que pertence a um sólido ( ) ou uma região que não pertence a um sólido ( ). Sob o ponto de vista computacional estes símbolos são representados por variáveis lógicas (tipo Boolean), assumindo os valores True ou False.

Além dos símbolos apresentados existem três conectores, que são comparáveis a funções definidas dentro desta álgebra. Estas funções possuem um ou dois argumentos. As tabelas verdade abaixo representam os valores das variáveis A e B, que podem ser considerados como elementos de volume pertencentes a sólidos primitivos, bem como o valor de cada função para o escopo das variáveis.

Operador OU Operador E Operador NÃO A B A or B A B A and B A not A

Assim como na matemática convencional existe uma precedência na aplicação dos operadores (multiplicação e divisão são realizadas antes da soma e subtração), na álgebra booleana os operadores devem ser aplicados na seguinte ordem: not, and e or.

A uso direto ou combinação destes operadores foram encapsulados no MicroStation sob a forma dos comandos Construct Union, Construct Intersection e Construct Difference e podem ser acessados pelo menu 3D Modify:

Construct Union

Determina a união entre dois ou mais elementos sólidos. Construct

Intersection

Determina a intersecção entre dois ou mais elementos sólidos. Construct

Difference Determina a diferença entre um elemento sólido e um conjunto de um ou mais elementos sólidos.

Construct Union

O comando Construct Union permite ao usuário gerar um novo elemento sólido composto pela sobreposição de dois ou mais elementos.

Utilizando a álgebra de Boole, percebeHse que a união

( )

O significado do resultado da tabela verdade indica que se um determinado elemento de volume existir em pelo menos um dos dois sólidos (A ou B), este deverá pertencer ao sólido resultante.

Selecionado o ícone do comando, o usuário deverá clicar com o botão Aceita sobre todos os elementos sólidos que irão compor o resultado final, um a um.

Como esta operação é comutativa

(

)

Ao final da seleção do último elemento, deveHse clicar com o botão Aceita sobre um ponto qualquer da área de desenho para confirmar a operação.

Um clique sobre o botão Rejeita encerra o escopo do comando.

Existe uma segunda maneira de aplicar a união entre diversos sólidos. Utilizando o comando Element Selection, apresentado no “Capítulo 5: Modificando Elementos”, deveHse criar uma janela ou selecionar elementos diversos com o auxilio da tecla CTRL.

Uma vez que os elementos estejam selecionados, um clique sobre o ícone do comando Construct Union e outro sobre qualquer aresta ou curva de um dos elementos selecionados aplica a operação booleana sobre o conjunto.

Construct Intersection

O comando Construct Intersection permite ao usuário criar um novo elemento sólido composto pela intersecção de dois ou mais elementos.

Pela matemática desenvolvida por Boole, a operação de intersecção

( )

A B A IB

Analisando a tabela verdade, percebeHse que um elemento de volume resultante em uma determinada região existe desde que, inicialmente, existissem mutuamente elementos dos dois sólidos naquela mesma região.

Selecionado o ícone do comando, o usuário deverá clicar com o botão Aceita sobre todos os elementos sólidos que irão compor o resultado final, um a um.

Como intersecção é uma operação comutativa

(

)

Após selecionar todos os elementos, deveHse clicar com o botão Aceita sobre um ponto qualquer da área de desenho para confirmar a operação.

Um clique sobre o botão Rejeita encerra o escopo do comando.

Um outro método para executar o comando consiste em selecionar todos os elementos utilizando o comando Element Selection.

Uma vez que os elementos estejam selecionados, um clique sobre o comando Construct Intersection ativa o comando e o usuário deve clicar com o botão Aceita sobre qualquer aresta ou curva que componha um dos elementos que sofrerão a operação de intersecção.

Construct Difference

O comando Construct Difference permite ao usuário criar um novo elemento sólido composto pela diferença entre um elemento e um conjunto de um ou mais elementos.

A – B B – A

Analisando a existência ou não de uma região pertencente aos sólidos para cada caso, podemHse construir as tabelas verdade da operação diferença, uma vez que nenhum dos operadores booleanos descreve os processos apresentados pela figura acima.

A B A −B

A B B −A

As tabelas verdade indicam que a solução da diferença entre dois elementos resulta na região que inicialmente estava contida somente no primeiro sólido que aparece na equação, desta forma a diferença pode ser descrita pela seguinte expressão:

1o _{operando – 2}o _{operando =}

(

)

(

)

Selecionado o ícone do comando, o usuário deverá clicar com o botão Aceita sobre o elemento sólido que representa o primeiro operando da equação. Este elemento sólido representa a estrutura principal do elemento que será gerado como resposta final.

Uma vez definido o primeiro operando, o usuário deve clicar sobre o botão Aceita em todos os elementos que serão retirados do primeiro.

Ao final da seleção do último elemento, deveHse clicar com o botão Aceita sobre um ponto qualquer da área de desenho para confirmar a operação. Para encerrar o comando deveHse clicar sobre o botão Rejeita.

Existe uma segunda maneira de aplicar a diferença entre elementos diversos. O usuário deve clicar sobre o ícone do comando Element Selection e, criando uma janela ou com o auxílio da tecla CTRL, deve selecionar todos os elementos que serão retirados do sólido principal.

Seguindo a modelagem do exemplo, a criação da janela é ineficiente, uma vez que o sólido principal (paralelepípedo maior) estaria totalmente dentro da janela de seleção. A seleção de elementos diversos será realizada pressionando a tecla CTRL, enquanto o botão Aceita é clicado sobre os elementos desejados.

Uma vez que os elementos do segundo operando estejam selecionados, um clique sobre o ícone do comando Construct Difference e outro sobre qualquer aresta ou curva do sólido que não foi selecionado (1o _{operando) irá realizar a operação sobre o conjunto.}

Capítulo 12: Modificando Sólidos

1. Introdução

Os comandos de modificação que serão apresentados permitirão ao usuário criar recortes, arredondamentos e chanfros ou alterar os valores dos atributos geométricos dos elementos primitivos.

Para a utilização da máxima capacidade de alguns comandos que serão apresentados a partir deste capítulo, um conceito que já poderia ter sido utilizado no ambiente 2D será apresentado de maneira sucinta.

2. Comandos de Agrupamentos

Os comandos Cut Solid, Extrude e Construct Revolution necessitam de elementos bidimensionais compostos ou elementos bidimensionais fechados como parâmetros para sua completa funcionalidade.

A criação de um grupo de elementos pode ser realizada com auxílio dos comandos alocados na barra Groups, pertencente à barra de ferramentas Main.

Create Complex Chain

Permite o agrupamento de elementos interligados por suas extremidades. Create Complex

Shape Permite a criação de um elemento fechado composto por elementos interligados por suas extremidades.

Create Complex Chain

O comando Create Complex Chain permite que um conjunto de elementos não fechados, interligados por suas extremidades, possam ser agrupados formando um elemento único.

A caixa de diálogo do comando apresenta dois métodos de utilização. O uso excessivo do comando mostra que um usuário inexperiente pode criar elementos indesejados se utilizar o método Automatic. É extremante recomendado que o campo Method permaneça na situação Manual.

Para a utilização correta do comando, o usuário deve ter absoluta certeza de que os elementos estejam realmente interligados entre si. No caso de um espaço entre os elementos, ou se um elemento ultrapassa o ponto de intersecção, o comando Create Complex Chain irá criar um elemento indesejado no agrupamento. A melhor garantia é a utilização consciente da ferramenta Tentativa durante a construção dos elementos.

Para agrupar os elementos, o usuário deve escolher um elemento pertencente à extremidade de um conjunto de outros elementos e clicar com o botão Aceita. Este passo deve ser repetido para o elemento que está imediatamente após aquele que foi selecionado anteriormente, até que o último elemento esteja na outra extremidade do agrupamento.

Em hipótese alguma um elemento deve ser clicado novamente, ignorado ou o sentido de seleção ser revertido.

Para encerrar o comando, o usuário deve clicar sobre o botão Aceita e depois sobre o botão Rejeita.

Create Complex Shape

O comando Create Complex Shape permite que um conjunto de elementos abertos, interligados por suas extremidades, possam ser agrupados formando um elemento único. A única diferença entre os comandos Create Complex Chain e Create Complex Shape consiste em que no segundo caso não devem existir extremidades livres entre os elementos, ou seja, os elementos devem formar uma figura geométrica plana fechada.

A caixa de diálogo do comando apresenta dois métodos de utilização. Um usuário inexperiente pode criar elementos indesejados se utilizar o método Automatic. É extremante recomendado que o campo Method permaneça na situação Manual.

Para a utilização correta do comando, o usuário deve ter absoluta certeza de que os elementos estejam realmente interligados entre si por suas extremidades.

imediatamente após aquele que foi selecionado anteriormente até que o último elemento seja o predecessor do primeiro, completando o ciclo.

Em hipótese alguma um elemento deve ser clicado novamente, ignorado ou o sentido de seleção ser revertido.

Para encerrar o comando, o usuário deve clicar sobre o botão Aceita e depois sobre o botão Rejeita.

Embora a escolha do primeiro elemento seja aleatória, o usuário deve considerar um fator importante quando escolher o segundo elemento, e conseqüentemente o sentido da seleção dos elementos. O sentido da criação da área determinará o sentido do vetor normal desta superfície e está diretamente associado à regra da mão direita definida no sistema destrógeno.

3. Comandos de Modificação

Da mesma maneira que as operações booleanas, os comandos de modificação podem ser encontrados na barra 3D Modify, presente na barra de ferramentas 3D Main:

Cut Solid Recorta um determinado volume do elemento sólido a partir de um elemento primitivo bidimensional fechado ou um agrupamento que pode ser aberto ou fechado.

Fillet Edges

Cria uma superfície circular tangente a dois elementos. Chamfer Edges

Cria um chanfro em relação a um plano e uma outra superfície.

Edit 3D Primitive _{Permite que o usuário altere os parâmetros geométricos de elementos} primitivos ou sólidos criados por extrusão ou revolução de um perfil.

Cut Solid

O comando Cut Solid permite que o usuário crie recortes em um elemento sólido qualquer utilizando como região limitante elementos bidimensionais que podem ser primitivos fechados (circunferência, elipse ou um polígono) ou um elemento definido pelo agrupamento de um conjunto de elementos não fechados (criados pelos comandos Create Complex Chain ou Create Complex Shape).

Quando selecionado, a caixa de diálogo do comando é exibida para que os parâmetros sejam definidos pelo usuário.

Dentre os parâmetros que deverão ser definidos, o primeiro (Cut Direction) considera qual será a região que sofrerá o corte em relação a um elemento cortante:

Cut Direction Sentido em relação ao vetor

normal do elemento cortante

Both Ambos

Forward Coincidente

Back Oposto

Neste ponto notaHse a importância da definição correta do vetor normal de um elemento agrupado, conforme visto no comando Create Complex Shape.

O campo Cut Mode possui duas possibilidades. Quando o modo Through é utilizado, a região será recortada até o extremo do sólido. Caso contrário (Define Depth) o campo Cut Depth estará ativo e o usuário poderá definir a extensão da região recortada a partir do elemento cortante. Quando o campo Cut Direction possuir o valor Both, o valor contido no campo Cut Depth será aplicado duas vezes, uma para frente do elemento cortante e outra no sentido oposto.

Para aplicar o comando em um modelo, o usuário deve clicar sobre uma região do elemento sólido que deverá permanecer após o comando, ou seja, não será excluída. O segundo clique deve ser aplicado sobre o elemento cortante.

De acordo com a configuração do campo Cut Direction, o sentido de corte será exibido por meio de uma ou duas setas. No exemplo a seguir, o campo Cut Direction possui o valor

Para confirmar a operação, o usuário deve clicar sobre o botão Aceita sobre um ponto qualquer da área de desenho e logo após clicar sobre o botão Rejeita.

Se a opção Split Solid estiver desabilitada, o comando exclui a região indesejada do sólido. Caso contrário irá apenas dividir o sólido em duas partes.

→

Fillet Edges

O comando Fillet Edges permite ao usuário arredondar cantos vivos de um elemento, seja primitivo ou um modelo qualquer.

Quando o usuário clica sobre o ícone do comando Filled Edges, a caixa de diálogo do comando é exibida e aguarda que o raio de arredondamento seja informado.

Para definir o raio, o usuário deve clicar com o botão Aceita sobre o campo Radius e digitar o valor do raio de arredondamento. Para validar a operação deveHse pressionar a tecla

ENTER. Um cuidado deve ser tomado: o valor digitado do raio deve ser menor ou igual do que a extensão da superfície que irá receber a modificação.

Para aplicar o comando, deveHse clicar com o botão Aceita sobre a aresta cuja direção coincida com a direção do vetor normal da circunferência de arredondamento que será criada. A aresta clicada será representada com uma linha mais espessa até que o comando seja encerrado.

Caso o usuário queira aplicar o mesmo comando sobre outras arestas, a tecla CTRL deve ser mantida pressionada enquanto o usuário clica com o botão Aceita sobre as arestas desejadas. Uma vez que todas as arestas estejam selecionadas a tecla CTRL deve ser liberada.

Com o elemento ou conjunto de elementos selecionados, o usuário deve clicar com o botão Aceita sobre um ponto qualquer da área de desenho para confirmar a operação. Um clique sobre o botão Rejeita encerra o escopo do comando.

Chamfer Edges

O comando Chamfer Edges permite ao usuário criar chanfros nos cantos vivos de um elemento sólido.

Quando comando está ativo, uma caixa de diálogo é exibida e aguarda que os parâmetros sejam informados.

Existe um símbolo de um cadeado interligando os campos destinados as distâncias. Quando o cadeado está fechado, os valores dos campos Distance 1 e Distance 2 serão os mesmos. Para abrir o cadeado, e conseqüentemente permitir que as distâncias sejam diferentes, deveHse clicar com o botão Aceita sobre o ícone do cadeado.

As distâncias devem ser digitadas nos respectivos campos e a tecla ENTER deve ser pressionada para confirmar cada novo valor de entrada.

Para aplicar o comando, deveHse clicar com o botão Aceita sobre a aresta cuja direção seja ortogonal ao vetor normal do plano que será criado. A aresta clicada será representada com uma linha mais espessa até que o comando seja encerrado.

Caso o usuário queira aplicar o mesmo comando sobre outras arestas, a tecla CTRL deve ser mantida pressionada enquanto o usuário clica com o botão Aceita sobre as arestas desejadas. Uma vez que todas as arestas estejam selecionadas a tecla CTRL deve ser liberada.

Com o elemento ou conjunto de elementos selecionados, o usuário deve clicar com o botão Aceita sobre um ponto qualquer da área de desenho para confirmar a operação. Um clique sobre o botão Rejeita encerra o escopo do comando.

Seguindo a recomendação do fabricante, caso as distâncias sejam posicionadas ao contrário, o usuário deve desfazer a operação utilizando o comando Undo <ação> apresentado no “Capítulo 2: O Ambiente de Trabalho”. Uma vez que o modelo esteja em seu estado antes da aplicação do comando, deveHse clicar sobre a opção Flip Direction da caixa de diálogo do comando Chamfer Edge.

O usuário deverá repetir os passos de seleção das arestas que serão chanfradas novamente.

Edit 3D Primitive

Caso seja necessário alterar os parâmetros geométricos dos elementos primitivos não é necessário que estes sejam excluídos e novamente reconstruídos com as dimensões corretas. O comando Edit 3D Primitive permite que os atributos geométricos dos elementos primitivos e sólidos gerados por extrusão ou revolução1 _{sejam alterados. Este comando não funciona em}

sólidos que já sofreram qualquer tipo de alteração, seja por operações booleanas ou pelas modificações apresentadas neste capítulo.

Para utilizar o comando Edit 3D Primitive, o usuário deve clicar sobre o ícone do comando e logo após clicar com o botão Aceita sobre uma aresta ou curva do primitivo que sofrerá alteração de algum parâmetro.

Uma caixa de diálogo personalizada para cada tipo de primitivo será exibida. Os parâmetros que serão permitidos alterar são apresentados na tabela abaixo:

Primitivo Atributos Geométricos Paralelepípedo Length Width Height

Esfera Radius Cilindro ou Cone Top Radius Base Radius Height Toro Primary Radius Secondary Radius Angle Cunha Radius Angle Height Sólido de Extrusão Distance Sólido de Revolução Angle

O usuário deve clicar sobre o campo do atributo geométrico desejado, digitar o novo valor e pressionar a tecla ENTER para confirmar a nova dimensão. No campo Angle deveHse digitar o ângulo em graus.

Após alterar os valores dos campos desejados, o usuário deve clicar sobre o botão OK para confirmar as alterações ou clicar sobre o botão Cancel para encerrar o comando sem alterar nenhum parâmetro.

Um detalhe importante do comando consiste em que os valores serão alterados em relação ao ponto de referência do primitivo, ou seja, o primeiro ponto informado pelo usuário durante a criação do elemento. A criação e alteração dos atributos geométricos de um paralelepípedo serão utilizadas como exemplo do comando Edit 3D Primitive.

DeveHse notar que o primeiro ponto definido pelo cursor do mouse será o ponto de referência do sólido e será mantido intacto quando o comando Edit 3D Primitive for utilizado.

Passo 1 (criar um elemento sólido): Com o cursor do mouse, o usuário deve clicar sobre um ponto que servirá como referência do primitivo.

Passo 2 (criar um elemento sólido): informar o software todos os parâmetros necessários para a definição do sólido.

Uma vez criado o bloco, o comando Edit 3D Primitive será utilizado para alterar os seguintes parâmetros:

Parâmetro Situação Atual Situação desejada

Length 1,0 1,5

Width 1,0 1,1

Height 0,7 0,3

Passo 1 (Modificação): Selecionado o comando de modificação, o usuário deverá clicar sobre o bloco recém criado. Uma caixa de diálogo será exibida com os valores dos atributos do paralelepípedo.

Passo 2 (Modificação): Os novos valores devem ser digitados nos respectivos campos.

Passo 3 (Modificação): O botão OK deve ser clicado para confirmar as alterações.

Os atributos Length, Width e Height foram aplicados respectivamente na mesma ordem em que as dimensões foram definidas.

Capítulo 13: Extrusão e Revolução

1. Introdução

Este capítulo é destinado a duas importantes classes de modelos geométricos: os sólidos de extrusão e revolução.

Para construir estes sólidos, o usuário deverá criar uma superfície fechada bidimensional e depois aplicar a extrusão ou a revolução em torno de um eixo. Estas superfícies deverão ser elementos primitivos bidimensionais (circunferências, elipses ou polígonos) ou segmentos planares criados pelos comandos de agrupamento vistos no “Capítulo 12: Modificando Sólidos”. Embora os elementos criados pelos dois comandos de agrupamento permitam gerar modelos de extrusão e revolução, somente os perfis criados pelo comando Create Complex Shape serão utilizados para criar modelos sólidos. Caso os comandos que serão apresentados neste capítulo sejam aplicados em curvas geradas pelo comando Create Complex Chain, serão criadas superfícies ao invés de sólidos.

2. Comandos de Extrusão e Revolução

Os comandos de extrusão e revolução pertencem à barra de ferramentas 3D Construct, que pode ser encontrada na barra 3D Main:

Extrude

Permite a criação de um prisma sólido a partir de um perfil planar. Construct

Revolution Permite a criação um sólido a partir da revolução de um perfil planar em torno de um eixo.

Extrude

O comando Extrude permite ao usuário criar um prisma sólido a partir de um perfil. Pela extrusão há criação de volume sobre um caminho qualquer. O perfil original é deslizado sobre o caminho, gerando o sólido.

No caso do comando Extrude, o caminho é obrigatoriamente uma reta cuja direção deve possuir uma componente paralela à direção do vetor normal da superfície original.

Uma vez ativo o ícone do comando Extrude, uma caixa de diálogo é exibida para que o usuário informe os parâmetros necessários ao comando.

Caso a opção Orthogonal esteja selecionada, o caminho será paralelo ao vetor normal do perfil. Para os casos mais usuais do comando Extrude, esta opção deve permanecer ativa.

Caso o campo Distance esteja ativo, o usuário poderá digitar a distância entre os dois perfis paralelos do prisma. Caso a opção esteja inativa, a informação da distância deverá ser informada via mouse.

O campo Spin Angle indica a rotação do perfil gerado em relação ao perfil original. Os campos X Scale e Y Scale indicam a relação de proporção entre o novo perfil e o existente.

Caso a opção Both Direction esteja ativa, todos os atributos anteriores serão aplicados no sentido coincidente ao vetor normal do perfil, bem como no sentido oposto.

Para aplicar o comando Extrude, o usuário deverá clicar sobre o botão Aceita no perfil e movimentar o cursor do mouse para definir o sentido da extrusão.

Caso a opção Distance esteja ativa, o tamanho do prisma não será alterado. Caso contrário, o usuário deverá digitar o valor no campo ativo do AccuDraw ou aplicar uma Tentativa sobre um elemento já existente.

Um clique sobre o botão Aceita confirma o sentido e dimensão do sólido e um clique sobre o botão Rejeita encerra o escopo do comando.

Construct Revolution

Os sólidos de revolução são criados quando um perfil percorre um caminho. Neste caso, o caminho é uma circunferência ou arco de circunferência.

Quando selecionado, o software exibe a caixa de diálogo que solicita o ângulo de rotação.

Uma vez digitado o ângulo, o usuário deverá clicar com o botão Aceita sobre o perfil para selecionáHlo.

O próximo passo consiste em definir o eixo de simetria do sólido. Aplicando uma Tentativa sobre cada um dos extremos de uma reta previamente criada, o software irá criar um sólido com um furo de simetria cilíndrica. O sentido do vetor formado pelos dois extremos do eixo de revolução define o sentido da rotação utilizando a regra da mão direita, definida pelo sistema destrógeno.

Caso não exista nenhum furo no centro do sólido, uma das arestas do perfil deve ser utilizada como eixo de rotação. O usuário deve aplicar uma Tentativa em cada extremidade da aresta.

Uma vez definido o eixo de simetria, o usuário deverá clicar sobre o botão Aceita e depois sobre o botão Rejeita.

NotaHse que a grande quantidade de circunferência do modo wireframe atrapalha a visualização de sólidos desta natureza. Abaixo segue a imagem com a tonalização de Phong: