3D-Konstruktion und -Verwaltung

Die 3D-Ansicht kann Ihnen das aktuelle Verbundmodell (das aus allen derzeit sichtbaren 3D-Komponenten und Ebenenerstellt wird) und die Werkzeugwegvorschau (eine hochpräzise 3D-Simulation des resultierenden physischen Objekts, das sich aus Ihren Werkzeugwegen ergibt, die sogenannte Vorschau) anzeigen Materialblock). Welche davon derzeit angezeigt wird, hängt davon ab, ob Sie ein Teil haben, das 3D-Komponenten und Werkzeugwege enthält, oder ob Sie nur an etwas arbeiten, das nur 2D-Daten enthält.

Immer wenn Sie das Formular Werkzeugpfad-Vorschau auf der Registerkarte Werkzeugwege geöffnet haben, zeigt die 3D-Ansicht den Vorschau-Materialblock anstelle des Verbundmodells an. Wenn dieser geschlossen ist und Sie an einem Teil arbeiten, das nur 2D-Daten und 2D- oder 2,5D-Werkzeugwege enthält, wird weiterhin der Vorschau-Materialblock angezeigt. Wenn Ihr Teil sichtbare 3D-Komponenten enthält, wird nach dem Schließen des Formulars „Vorschau der Werkzeugwege“ wieder das zusammengesetzte Modell in der 3D-Ansicht angezeigt und die Simulation ausgeblendet. Zusätzlich zu diesen Elementen können Sie in der 3D-Ansicht Strichzeichnungen aller berechneten Werkzeugwege sehen. Die Sichtbarkeit dieser berechneten Werkzeugwege kann über die Werkzeugwegliste auf der Registerkarte „Werkzeugwege“ mithilfe der Kontrollkästchen neben dem Namen des Werkzeugwegs gesteuert werden. Wenn Sie in einer 2-seitigen Umgebung arbeiten, können Sie mit der Option Mehrseitige Ansicht beide Seiten eines Projekts in der 3D-Ansicht anzeigen.

Aspire wurde so konzipiert, dass der Benutzer problemlos auch sehr komplexe Projekte erstellen kann. In jeder Situation besteht der beste Ansatz, etwas Kompliziertes zu produzieren, darin, es in kleinere Teile zu zerlegen, bis ein Grad an Einfachheit erreicht ist, der verstanden und verwaltet werden kann. In Aspire wird dies erreicht, indem der Benutzer mit Teilen des Designs arbeiten lässt, die zu einem fertigen Teil kombiniert werden. In der Terminologie der Software werden diese Teile als Komponenten bezeichnet. Um die Organisation der Komponenten zu erleichtern, werden sie Ebenen zugewiesen. Schritt für Schritt können Komponenten und Ebenen erstellt und geändert werden, bis Sie über alle benötigten Elemente verfügen. In den Bildern unten sehen Sie ein Beispiel, wie dies funktionieren könnte. Auf der linken Seite sehen Sie die einzelnen Komponenten für ein Modell einer Weintraube und auf der rechten Seite können Sie sehen, wie diese so positioniert sind, dass sie das komplette Teil ergeben – wir nennen diese resultierende Kombination das zusammengesetzte Modell.

Es gibt keine Begrenzung dafür, wie einfach oder komplex eine Komponente oder die Komponenten auf einer Ebene sein können (dies ist die Entscheidung des Benutzers). Im gezeigten Beispiel sehen Sie, dass ein Modell einer ganzen Weintraube aus kleineren Einzelkomponenten bestehen kann, diese aber auch zu einer einzigen Komponente (der zusammengesetzten Weintraube) kombiniert werden könnten, die dann verwendet werden könnte Legen Sie einen komplexeren Teil mit mehreren Weintrauben an. Sie könnten auch so angeordnet werden, dass sich alle Trauben auf einer Ebene und Blätter und Stiele auf einer anderen Ebene befinden, um eine andere Art der Verwaltung und Manipulation der Formen zu ermöglichen. Jeder Benutzer findet eine Ebene für die Verwendung von Komponenten und Ebenen, mit der er vertraut ist. Diese kann von der jeweiligen Aufgabe oder dem Kenntnisstand im Umgang mit den Modellierungswerkzeugen abhängen.

Eine vorhandene Komponente kann als Objekt kopiert, skaliert und anderweitig bearbeitet werden. Der Benutzer kann auch die Art und Weise ändern, in der es sich auf die anderen Komponenten bezieht, beispielsweise ob es oben sitzt oder in einen überlappenden Bereich einer anderen Komponente übergeht. Die Form, Lage und Beziehung dieser Teile bestimmen das Aussehen des endgültigen Teils. Im weiteren Verlauf der Arbeit muss der Benutzer brandneue Komponenten erstellen oder vorhandene bearbeiten, indem er neue Formen hinzufügt, sie mit anderen kombiniert oder formt.

Komponenten können erstellt und bearbeitet werden durch:

1. Verwenden Sie ein Modellierungswerkzeug, um Formen aus 2D-Vektoren zu erstellen.
2. Importieren Sie ein vorab erstelltes 3D-Modell – entweder ein zuvor in Aspire erstelltes Modell oder aus einer anderen Quelle, beispielsweise einer Clipart-Bibliothek oder einem anderen Modellierungspaket.
3. Erstellen Sie eine „Textur“-Komponente aus einem Bitmap-Bild.
4. Verwenden Sie das Werkzeug „Komponenten teilen“, um eine vorhandene Komponente in mehrere Teile zu zerlegen.

Alle diese Methoden werden im gesamten Schulungsmaterial ausführlich behandelt.

Jede Komponente verfügt nicht nur über ihre zugrunde liegende 3D-Form, sondern auch über eine Reihe dynamischer Eigenschaften, die frei geändert werden können, ohne ihre wahre Form dauerhaft zu verändern. Dazu gehören die Skalierung der Höhe der Komponente, die Möglichkeit, sie zu neigen oder eine abgestufte Überblendung darauf anzuwenden.

Diese dynamischen Eigenschaften können jederzeit während Ihres Modellierungsprozesses zurückgesetzt oder geändert werden, was sie zu einer besonders nützlichen Möglichkeit macht, Ihre Komponenten zu „optimieren“, während Sie sie zu Ihrem endgültigen Verbundmodell kombinieren.

Der Kombinationsmodus ist ein sehr wichtiges Konzept beim Arbeiten mit 3D-Formen in Aspire. Die Optionen für den Kombinationsmodus werden beim Erstellen neuer Formen und auch bei der Entscheidung, wie Komponenten und Ebenen in der Komponentenliste interagieren, angezeigt. Anstatt dies in jedem Abschnitt zu behandeln, in dem es anwendbar ist, lohnt es sich, die Optionen hier zusammenzufassen, damit das allgemeine Konzept verstanden werden kann.

Wenn Sie mehr als eine 3D-Form haben, z. B. die Komponententeile des Entwurfs oder wenn Sie eine vorhandene Form haben und eine neue erstellen, müssen Sie der Software mitteilen können, wie die zusätzlichen Elemente mit der interagieren Erste. Dies kann ein abstraktes Konzept für Benutzer sein, die neu in 3D sind, es ist jedoch wichtig, es so früh wie möglich zu verstehen. Beim Aspire wird dies durch eine Auswahl namens „Combine Mode“ gesteuert.

Hierfür gibt es vier Optionen: Addieren, Subtrahieren, Hoch zusammenführen, Niedrig zusammenführen.

Da es sich beim Modellieren um einen künstlerischen und kreativen Prozess handelt, gibt es keine allgemeine Regel, die beschreibt, wann jeder einzelne Prozess anzuwenden ist. Als Richtlinie können Sie jedoch davon ausgehen, dass Sie wahrscheinlich addieren oder subtrahieren werden, wenn die Fläche der zweiten Form vollständig innerhalb der ursprünglichen Fläche liegt, und wenn sich die Formen nur teilweise überlappen, verwenden Sie wahrscheinlich „Zusammenführen“ oder in sehr seltenen Fällen „Niedrig“.

Die vier Möglichkeiten und ihre konkreten Auswirkungen werden auf den folgenden Seiten beschrieben. Um die verschiedenen Effekte zu veranschaulichen, wird eine Kombination aus einem überlappenden, abgeschrägten Quadrat und einer Kuppel verwendet. Im Bild oben rechts sehen Sie, wie diese in der 2D-Ansicht angeordnet sind und wie sie sich überlappen. Dann können Sie jede einzelne Form in den Bildern unten in der Mitte und rechts sehen. Diese Formen werden verwendet, um die verschiedenen Kombinationsmodi zu demonstrieren. In jedem Fall wird die Kuppel als primäre Form betrachtet und das Quadrat als sekundäre Form, die mit der ersten kombiniert wird. Zusätzlich zum Kuppel-/Quadratbeispiel werden auch einige Bilder von Teilen aus der „realen Welt“ enthalten sein, um zu verstehen, wie diese in tatsächlichen Projekten verwendet werden können.

Neben der Bearbeitung einzelner Formen sind die Kombinationsmodi auch Ebenen zugeordnet. Diese regeln, wie die Kombination aller einzelnen Komponenten auf einer Ebene mit dem Ergebnis aller Komponenten auf der darunter liegenden Ebene im Komponentenbaum interagiert

Wenn „Hinzufügen“ ausgewählt ist, wird die erste Form übernommen und dann einfach die Höhe der zweiten Form direkt über der ersten hinzugefügt. Alle überlappenden Bereiche erzeugen eine Form, die genau der Höhe jeder Form an diesem Punkt entspricht, addiert (siehe unten).

Typischerweise wird die Option „Hinzufügen“ hauptsächlich verwendet, wenn die hinzuzufügende Form vollständig in der ursprünglichen Form liegt. Dadurch wird sichergestellt, dass der ungleichmäßige Übergang, bei dem sich die Teile nur teilweise überlappen (wie im Beispiel gezeigt), nicht auftritt.

Das obige Beispiel zeigt, wie die Maple Leaf- und Randextrusionskomponenten zur Kuppelkomponente im Schildbeispiel aus dem Dokument „Einführung in die Modellierung“ hinzugefügt werden.

Wenn „Subtrahieren“ ausgewählt ist, wird die erste Form übernommen und dann die Höhe der zweiten Form von der ersten entfernt. Alle überlappenden Bereiche sind eine Kombination aus der ursprünglichen Höhe/Form abzüglich der zweiten Form. Bereiche, in denen die Form in den Hintergrund tritt, werden zu negativen Bereichen. Wie das aussieht, können Sie anhand der Kuppel und des Quadrats im Bild unten sehen:

Typischerweise wird das Subtrahieren wie auch die Option „Addieren“ hauptsächlich verwendet, wenn die zu entfernende Form vollständig in der ursprünglichen Form liegt. Dadurch wird sichergestellt, dass der ungleichmäßige Übergang, bei dem sich die Teile nur teilweise überlappen (wie im Beispiel gezeigt), nicht auftritt.

Das oben gezeigte Bild weist einige „Falten“ auf, um die Muskeln der Löwin deutlicher hervorzuheben. Die Formen zum Erstellen dieser Aussparungen wurden mithilfe der Option „Subtrahieren“ mit dem Werkzeug „Form erstellen“ auf den Vektoren erstellt, die diese Aussparungen darstellen.

Wenn die Option „Zusammenführen“ ausgewählt ist, bleiben alle Bereiche der Formen, die sich nicht überlappen, gleich. Die überlappenden Bereiche gehen ineinander über, sodass die jeweils höchsten Bereiche sichtbar bleiben. Dadurch sieht es so aus, als würde eine Form in die andere übergehen, und es handelt sich tatsächlich um eine boolesche Vereinigungsoperation. Wie das aussieht, können Sie anhand der Kuppel und des Quadrats im Bild unten sehen:

Normalerweise wird die Zusammenführungsoption verwendet, wenn die zu kombinierende Form die ursprüngliche Form teilweise überlappt. Dies ermöglicht einen sinnvollen Übergang zwischen ihnen.

Das Bild oben zeigt zwei Reiher, eine Seilumrandung und Bannerkomponenten. Jedes davon überschneidet sich mit den anderen und ist daher in diesen Bereichen auf „Zusammenführen“ eingestellt. Der höhere der beiden zusammengelegten Bereiche ist der hervorstechende. In diesem Fall ist das Seil niedriger als alles andere und das Banner höher als die Reiher, sodass der gewünschte Effekt erzielt werden kann.

Die Option „Niedrig“ ist nur beim Kombinieren von Komponenten verfügbar (nicht in den Modellierungswerkzeugen). Wenn dieser Modus ausgewählt ist, bleiben alle Bereiche, die sich nicht überlappen, so, wie sie in den beiden ursprünglichen Formen waren. Alle Bereiche, die sich überlappen, erzeugen eine neue Form, die aus den tiefsten Punkten jeder Form besteht. Dies ist praktisch eine boolesche Schnittoperation. Wie das aussieht, können Sie anhand der Kuppel und des Quadrats im Bild unten sehen:

Die Option „Niedrig“ wird zum Vertiefen einer Form in eine erhabene Form verwendet. Ein Beispiel hierfür ist im Bild oben dargestellt.

Das oben rechts gezeigte Beispiel verwendet die Option „Niedrig“, um die „Knopf“-Komponente mit flacher Oberseite auf der linken Seite mit der gekrümmten Oberseitenkomponente mit dem Buchstaben „A“ auf der rechten Seite zu kombinieren. Wenn Sie beide Komponenten mit der Option „Niedrig zusammenführen“ kombinieren, erhalten Sie die Tastaturtaste mit der gebogenen Oberseite, die Sie in der unteren Reihe sehen.

Wenn Sie im Komponentenbaum mit der rechten Maustaste auf Ebenen klicken, wird ein Popup-Menü mit Befehlen und Vorgängen geöffnet, die sich auf die angeklickte Ebene beziehen. Auf diese Weise können Spiegelmodi festgelegt werden. Wenn ein Spiegelmodus auf einer Ebene eingestellt ist, werden alle die darin enthaltenen Komponenten kontinuierlich dynamisch gespiegelt, wenn sie verschoben, transformiert oder bearbeitet werden. Die Spiegelung ist zerstörungsfrei, das heißt, sie kann jederzeit ein- oder ausgeschaltet werden und verändert die zugrunde liegenden Komponenten nicht dauerhaft. Das Arbeiten innerhalb einer Ebene im Spiegelmodus ist eine einfache Möglichkeit, ein kompliziertes symmetrisches Muster zu erstellen, indem nur eine Hälfte (oder ein Viertel, siehe unten) des Designs bearbeitet wird.

Die verfügbaren Spiegelmodi sind grob in zwei Gruppen unterteilt. Die erste Gruppe wendet eine Symmetrieebene an:

• Von links nach rechts
• Rechts nach links
• Oben nach unten
• Von unten nach oben

Mit diesen Modi können Sie in einer Hälfte Ihres Jobs arbeiten und die andere Hälfte wird automatisch und dynamisch für Sie generiert. Im Modus „Von links nach rechts“ würden Sie Ihre Komponenten beispielsweise in der linken Hälfte Ihres Auftrags platzieren und in der anderen Hälfte des Auftrags würde jeweils ein gespiegeltes Äquivalent erstellt. Diese „Reflexion“ wird während Ihrer Arbeit dynamisch aktualisiert.

Die andere Gruppe bietet zwei Symmetrieebenen (horizontal und vertikal):

• Oberer linker Quadrant
• Oberer rechter Quadrant
• Unterer linker Quadrant
• Unterer rechter Quadrant

Wenn Sie diese Modi verwenden, sollten sich Ihre Komponenten alle im Quadranten (Viertel) des Auftrags befinden. In den anderen Quadranten des Auftrags werden für Sie gespiegelte Spiegelungen horizontal und vertikal erstellt.

Wenn Sie in einer 2-seitigen Umgebung arbeiten, können Sie Komponenten für jede Seite unabhängig erstellen oder mit der Rechtsklick-Option eine Komponente auf die gegenüberliegende Seite kopieren oder verschieben. Wenn Sie die Option „Mehrseitige Ansicht“ auswählen, können Sie Komponenten, die sich möglicherweise auf der Ober- und Unterseite befinden, in der 3D-Ansicht anzeigen. Im Formular „Werkzeugwegvorschau“ eines Projekts, das Werkzeugwege für die Ober- und Unterseite enthält, stellt die mehrseitige Ansicht die Simulation der Werkzeugwegvorschau auf beiden Seiten dar. Wenn die mehrseitige Ansicht nicht ausgewählt ist, können Sie die Option „Vorschau aller Seiten“ verwenden. Option im Formular „Werkzeugwegvorschau“, um die oberen und unteren Werkzeugwege in der 3D-Ansicht anzuzeigen. Die 2-seitige Einrichtung wird später im entsprechenden Abschnitt dieses Handbuchs ausführlich beschrieben.