Каркасная модель

Каркасная модель , также каркасная модель , представляет собой визуальное представление трехмерного ( 3D) физического объекта, используемого в трехмерной компьютерной графике . Он создается путем указания каждого края объекта физического объекта, где встречаются две математически непрерывные гладкие поверхности, или путем соединения составляющих вершин с помощью (прямых) линий или кривых . Объект проецируется в пространство экрана и визуализируется путем рисования линий в месте каждого края. Термин «проволочный каркас» исходит от дизайнеров, использующих металлическую проволоку для представления трехмерной формы твердых объектов. Компьютерные трехмерные каркасные модели позволяют строить твердые тела и твердые поверхности и манипулировать ими. Трехмерное твердотельное моделирование позволяет эффективно создавать изображения твердых тел более высокого качества, чем при обычном рисовании линий .

Использование каркасной модели позволяет визуализировать базовую структуру проекта 3D-модели. Традиционные двухмерные виды и рисунки/визуализации могут быть созданы путем соответствующего вращения объекта и выбора удаления скрытых линий с помощью секущих плоскостей .

Поскольку каркасные рендеринги относительно просты и быстры в расчете, их часто используют в тех случаях, когда необходима относительно высокая частота кадров экрана (например, при работе с особо сложной 3D-моделью или в системах реального времени , моделирующих экстерьер) . явления). Если требуется большая графическая детализация, текстуры поверхности могут быть добавлены автоматически после завершения первоначальной визуализации каркаса. Это позволяет дизайнеру быстро просматривать твердые тела или поворачивать объекты в разные виды без длительных задержек, связанных с более реалистичным рендерингом , или даже с обработкой граней и простой плоской штриховкой .

Каркасный формат также хорошо подходит и широко используется при программировании траекторий инструментов для с прямым числовым программным управлением (ЧПУ) станков .

Нарисованные от руки иллюстрации в виде каркасов восходят к эпохе итальянского Возрождения . ^[2]Каркасные модели также широко использовались в видеоиграх для представления трехмерных объектов в 1980-х и начале 1990-х годов, когда «правильно» заполненные трехмерные объекты были слишком сложны для расчета и рисования на компьютерах того времени. Каркасные модели также используются в качестве входных данных для автоматизированного производства (CAM).

Существует три основных типа моделей трехмерного компьютерного проектирования (САПР); Проволочный каркас — самый абстрактный и наименее реалистичный. Остальные типы — поверхностные и твердые . Каркасный метод моделирования состоит только из линий и кривых, которые соединяют точки или вершины и тем самым определяют края объекта.

Простой пример каркасной модели [ править ]

Объект задается двумя таблицами: (1) Таблица вершин и (2) Таблица ребер.

Таблица вершин состоит из трехмерных значений координат для каждой вершины относительно начала координат.

Вертекс	Икс	И	С
1	1	1	1
2	1	-1	1
3	-1	-1	1
4	-1	1	1
5	1	1	-1
6	1	-1	-1
7	-1	-1	-1
8	-1	1	-1

Таблица ребер определяет начальные и конечные вершины для каждого ребра.

Край	Стартовая вершина	Конечная вершина
1	1	2
2	2	3
3	3	4
4	4	1
5	5	6
6	6	7
7	7	8
8	8	5
9	1	5
10	2	6
11	3	7
12	4	8

Наивная интерпретация могла бы создать каркасное представление, просто рисуя прямые линии между экранными координатами соответствующих вершин с помощью списка ребер.

В отличие от представлений, предназначенных для более детальной визуализации, информация о лице не указывается (она должна быть рассчитана, если это необходимо для сплошной визуализации).

необходимо выполнить соответствующие вычисления Для преобразования 3D-координат вершин в 2D-экранные координаты .

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ «Каркасная визуализация 3D-моделей — CG Elves» . 26 декабря 2015 г.
^ Насифоглу, Йелда (7 ноября 2012 г.). «Каркас Ренессанса» . Архитектурные замыслы от Витрувия до проекта студии Renaissance для ARCH 531 . Университет Макгилла . Проверено 11 марта 2013 г.

Принципы инженерной графики Максвелла Макмиллана International Editions
Справочник инженера ASME Клиффорда Мэтьюза
Инженерный рисунок Н.Д. Бхатта
Текстурирование и моделирование Дэвиса С. Эберта.
3D компьютерная графика Алана Ватта

[1] «Каркасная визуализация 3D-моделей — CG Elves» . 26 декабря 2015 г.

[2] Насифоглу, Йелда (7 ноября 2012 г.). «Каркас Ренессанса» . Архитектурные замыслы от Витрувия до проекта студии Renaissance для ARCH 531 . Университет Макгилла . Проверено 11 марта 2013 г.

[1]

[2]