الرسم ثلاثي الأبعاد :أساسيات الرسم ثلاثي الأبعاد

الرسم ثلاثي الأبعاد

أساسيات الرسم ثلاثي الأبعاد

تحويل الواجهة للتناسب مع رسم المجسمات

يحتوي برنامج Auto CAD علي ثلاثة واجهات للتعامل مع أوامر البرنامج ، وقد قمنا من خلال الفصول السابقة ، بالتعامل مع الواجهة التقليدية (Classic View) ، وكذلك مع الواجهة الحديثة المخصصة لرسم الأشكال ثنائية الأبعاد (2D Drafting & Annotation) ، لكننا لم نتعامل بعد مع الواجهة الأخيرة المخصصة للتعامل مع الرسم ثلاثي الأبعاد (3D Modeling) ، وقد حان وقتها الآن ... فدعنا نقوم أولا بالتحويل إليها، وذلك وفقا للخطوات التالية :

1 – انقر فوق الأداة الموجودة بشريط الحالة ، لتظهر لك القائمة الموضحة بالشكل التالي ، والتي تحتوي علي خيارات تحويل الواجهة :

2 – اختر 3D Modeling : للتحويل إلي الواجهة الحديثة التي تحتوي علي خيارات الرسم ثلاثي الأبعاد .

ولاحظ .... ظهور الواجهة بعد أن احتوت علي الخيارات والأدوات الخاصة بالرسم الثلاثي الأبعاد ، مع ملاحظة أن هناك العديد من الأدوات التي استخدمناها سابقا ما زالت موجودة بالقائمة ، حيث تستخدم تلك الأدوات للتعامل مع رسم المجسمات أيضا:

 

تجهيز منفذ الرؤية

تسمي المحاور الافتراضية في برنامج AutoCAD بـ Wcs ، وهي اختصار عبارة World Coordinates System ، وهي عبارة عن ثلاثة محاور :

1 – المحور (x) X-axis .

2 – المحور axis (Y) Y-

3 – المحور (Z) Z – axis .

ويمكن تحديد إحداثيات النقاط في الرسم ذي الأبعاد الثلاثية 3D Modeling بثلاث طرق مختلفة ، وهي :

1 – باستخدام الإحداثيات الكارتيزية .

2 – باستخدام الإحداثيات الإسطوانية .

3 – باستخدام الإحداثيات الكروية .

كما أن كل نوع من الأنواع الثلاثة يمكن استخدامها في صورة إحداثيات مطلقة ، أو إحداثيات نسبية ، كما سيتضح من السطور التالية . وقبل أن نسترسل في شرح المهام الأساسية للرسم لرسم ثلاثي الأبعاد يجب اختيار منفذ الرؤية المناسب ، ويمكنك ذلك بالنقر فوق الأداة ، الموجودة بالتبويب View حيث تظهر لك القائمة الموضحة بالشكل التالي:

وتتيح لك الخيارات الستة (Top , Left , Bottom , Right , Back , Front) عرض الرسم الثلاثي من مناظير أو مساقط مختلفة ( كما ذكرت لك من قبل ) أما الخيارات الأربعة المكتوبة بجانبها كلمة Isometric ، فهي تستخدم لعرض الرسم الثلاثي وفق النظام الأيزومتري، ويعتبر نظام العرض الأيزومتري هو النظام الذي تشاهد فيه العناصر من الأعلي ، ولكن من ارتفاع منخفض وكأنك تنظر إلي الرسم من طائرة هليكوبتر منفضة الارتفاع ، حيث :

SW Isometric : عرض أمامي أيسر .

Isometric SE : عرض أمامي أيمن .

Isometric NE : عرض خلفي أيمن .

Isometric NW : عرض خلفي أيسر .

فاختر Isometric SW ( علي سبيل المثال ) وستري أن لوحة الرسم قد أصبحت مهيأة تماما لاستقبال الرسم ثلاثي الأبعاد .

ومن الآن وصاعدا لا يمكنك تجاهل الإحداثي (z) عند رسم العناصر المختلفة للرسم ثلاثي الأبعاد .

الإحداثيات الكارتيزية المطلقة

وفقا لهذا النظام من الإحداثيات ، تتم كتابة أى نقطة علي الصورة (X , Y , Z ) فالنقطة ( 3 , 4 , 2 ) علي سبيل المثال تبعد عن نقطة الأصل 3 وحدات فى اتجاه X الموجب ، و 4 وحدات فى اتجاه Y الموجب ، ووحدتان فى اتجاه Z الموجب :

الإحداثيات الكارتيزية النسبية

تخيل أن المحاور الأصلية (X , Y , Z ) قد انتقلت من موضعها الأساسي ، وهو نقطة الأصل (0 ,0 ,0 ) إلي نقطة أخري جديدة ، بحيث أصبحت إحداثيات أى نقطة تقاس بالنسبة إلي المحاور الجديدة .

ويعبر عن الإحداثيات الكارتيزية النسبية علي الصورة ( @ X , Y , Z ) حيث يعني الرمز @ أن يتم قياس الإحداثيات بالنسبة لآخر نقطة تم تحديدها قبل تنفيذ الأمر.

الإحداثيات الاسطوانية

حيث تكتب النقطة علي الصورة ، حيث D1 هي طول الخط الواصل بين نقطة الأصل وبين مسقطة النقطة علي المستوي (XY) بينما تعبر A ، عن الزاوية بين هذ الخط وبين الاتجاه الموجب للمحور X ، أما D2 فهو ارتفاع النقطة في الاتجاه الموجب لمحور Z والرسم التالي الذي يعبر عن النقطة التي لها الإحداثيات

 

لاحظ أننا فىي الإحداثيات الاسطوانية أدخلنا ثلاثة أبعاد لم يكن من بينها طول الخط الواصل بين نقطة الأصل والنقطة التي نحدد إحداثياتها ، وذلك علي العكس من الإحداثيات الكروية التي سيتم التعرف عليها في الفقرة التالية :

الإحداثيات الكروية

تكتب النقطة وفق هذا النظام علي الصورة ، حيث D هي طول الخط الواصل بين نقطة الأصل والنقطة التي تحدد إحداثياتها و A1 هي الزاوية بين الاتجاه الموجب لمحور X وبين مسقط هذا الخط علي المستوي (XY) ، والرسم التالي يعبر عن النقطة التي لها الإحداثيات .

الإحداثيات الاسطوانية والكروية النسبية

وفقا لهذا النظام يتم اتباع نفس ما اتبعناه في نظام الإحداثيات الكارتيزية النسبية حيث تنسب الإحداثيات إلي نقطة أخري غير نقطة الأصل ، وبالتالي تكتب بالطريقة نفسها التي تكتب بها مع إضافة الرمز @ قبلها مثلا تمثل إحداثيات اسطوانية نسبية بينما تمثل إحداث كروية نسبية .

تطبيق علي كيفية إتمام الرسم ثلاثي الأبعاد

تعال معي عبر هذه الفقرة نقوم بتطبيق عملي بسيط لنتعرف من خلاله علي كيفية البدء في إنشاء الرسوم الثلاثية الأبعاد ، وذلك التطبيق هو رسم دائرتين لهما القطر نفسه لكنهما مختلفتي الارتفاع ، فتابع معي الخطوات التالية :

1 –اكتب الأمر Circle أو حرف C بسطر الأوامر ، ثم اضغط علي ENTER .

ولاحظ .. ظهور الرسالة التالية ، التي يطلب البرنامج من خلالها إدخال إحداثيات نقطة المركز :

2 – اكتب إحداثيات المركز هكذا ثم اضغط ENTER .

ولاحظ .. ظهور الرسالة التالية ، التي يطلب البرنامج من خلالها إدخال طول نصف القطر :.

3 – اكتب طول نصف القطر ، وليكن 150 ثم اضغط ENTER .

ولاحظ ... ظهور الدائرة كما بالشكل التالي :

مع ملاحظة أنه بإمكانك استخدام الأمر Zoom (all) ، لإظهار لوحة الرسم بالكامل لتري الدائرة ، ومن الملاحظ أيضا أن الدائرة تبدو كقطع ناقص ، وذلك حسب المنظور الحالي للرؤية .

4 – كرر ما سبق لرسم دائرة أخري ، وعندما يسألك البرنامج عن إحداثيات المركز اكتب ، حتي تصبح الدائرة الثانية لهذا نفس الإحداثي الأفقي (X) والأحداثي الرأسي (Y) ولكنها تعلو الدائرة الأولي بمقدار 50 وحدة في اتجاه إحداثي البعد الثالث (Z) .

ولاحظ ... ظهور لوحة الرسم كما بالشكل التالي :

والآن لنلقي نظرة تطبيقية علي منافذ الرؤية

اختر منفذ الرؤية الخاص بالمسقط العلوي (TOP) ، واذلي يستخدم بشكل افتراضي عند رسم الأشكال ، وذلك باختيار الأداة ، الموجودة بالتبويب View ، ثم اختيار Top :

 

ولاحظ ....... ظهور لوحة الرسم كما بالشكل التالي :

ملاحظة ... أنك تري دائرة واحدة فقط ، والسبب أنك تري لوحة الرسم من أعلي (Top) ، وحيث إن الدائرتين متساويتين في نصف القطر ( والفرق فقط في الارتفاع) فإنك حين تراهما من أعلي يظهران منطبقتان علي بعضهما البعض، أما إن أردت رؤيتهما بشكل صحيح ، فعليك العودة مرة أخري إلي المنفذSW Isometric .

تابع معي الخطوات التالية ، لنقوم برسم مجموعة من الخطوط .

1 – قم بتنشيط الخيار Center من مجموعة الخيارات Osnap ، لنرتكز علي المركزين الخاصين بالدائرتين ، لرسم خط يصل بينها :

2 – اكتب الأمر Line ، أو حرف L بسطر الأوامر ، ثم اضغط علي مفتاح ENTER :

3 – انقر فوق النقطة التي تمثل مركز إحدي الدوائر لتحدد النقطة الأولي للخط :

4 – انقر فوق النقطة التي تمثل مركز الدائرة الثانية ، لتحدد النقطة الأخري للخط :

5 – اضغط مفتاح ENTER ، لتنهي الرسم .

ولاحظ ظهور خط يصل بين النقطتين ، اللذان يمثلان مركزي الدائرتين :

 

أكمل معي الخطوات التالية، لرسم خط من مركز إحدي الدوائر ، إلي أي نقطة علي محيطها :

6 – اكتب الأمر Line ، أو حرف L بسطر الأوامر ، ثم اضغط علي مفتاح ENTER

7 – انقر فوق النقطة التي تمثل مركز إحدي الدوائر، لتحديد النقطة الأولي للخط :

8 – عندما يسألك البرنامج عن النقطة الثانية ، اكتب الإحداثي الكروي النسبي ، وذلك حتي نخبر البرنامج أن النقطة الثانية تبعد عن النقطة الأولي بمقدار 150 وحدة (طول نصف القطر) ، وكذلك أن هذه النقطة تميل عن النقطة الاولي بزاوية 90 في المستوي XY ، أما الصفر الأخير (0) ، فهو يخبر البرنامج بأن النقطة تقع علي نفس المستوي من المحور (Z) للنقطة الأولي .

ولاحظ ... ظهور الخط كما بالشكل التالي :

استخدام عجلة القيادة

تستخدم عجلة القيادة (Steering Wheel) ، لتنفيذ مهارات التعامل مع منافذ الرؤية ثلاثية الأبعاد بطريقة سهلة ، ، ويمكنك إظهار تلك العجلة باختيار الأداة ، الموجود بالتبويب Home ، أو بالضغط فوق المفتاحين SHIFT + W من لوحة المفاتيح :

وسوف تظهر لك كما بالشكل التالي:

حيث ستجد أربعة أوامر تحيط العجلة من الخارج وهي:

الأمر Zoom : يستخدم لتكبير ( أو تصغير ) حيز الرؤية ، ويمكنك الضغط بمفتاح الماوس الأيسر مع التثبيت فوق ذلك الأمر ، لتتحول إشارة الماوس إلي عدسة ، ويمكنك استخدامها للتكبير ( أو التصغير ) .

الأمر Orbit : يستخدم الدلوران حول المجسمات الموجودة بالمشهد ، فإذا قمت بالضغط علي مفتاح الماوس الأيسر( مع التثبيت )فوق ذلك الأمر، سوف تتحول إشارة الماوس إلي الشكل ، ويمكنك أثناء الضغط فوق مفتاح الماوس الأيسر التحرك فى الاتجاهات المختلفة لتدوير زاوية الرؤية ، حسب اتجاه الحركة .

الأمر Pan : يستخدم لتحريك حيز الرؤية ، ويمكنك الضغط بمفتاح الماوس الأيسر مع التثبيت فوق ذلك الأمر، لتتحول إشارة الماوس إلي العلامة حيث يمكنك استخدامها لتحريك حيز الرؤية .

الأمر Rewing : يستخدم للتراجع عن أوامر الرؤية ، فإذا قمت بالضغط فوق ذلك الأمر بمفتاح الماوس الأيسر (مع التثبيت ) فسوف تظهر لك مجموعة من اللقطات المصغرة لما كان عليه منفذ الرؤية فيما سبق، حيث يمكنك التحرك بإشارة الماوس يمينا ويسارا ، لاختيار اللقطة التي تريد أن تعيد منفذ الرؤية إليها :

أما الأوامر الأربعة الموجودة داخل العجلة فهي :

الأمر Look : يستخدم لتدوير زاوية الرؤية ، وكأنك تقوم بتحريك رأسك في الاتجاهات المختلفة ، مع عدم التحرك من مكانك علي عكس الأمر Orbit اذلي يقوم بالدوران في الاتجاهات المختلفة داخل لوحة الرسم ، وكأنك تقوم بالدوران حول اللوحة بنفسك .

الأمر Center : يستخدم لجعل نقطة معينة تتوسط منفذ الرؤية ، فإذا قمت بالضغط فوق ذلك الأمر بمفتاح الماوس الأيسر ( مع التثبيت ) فسوف تظهر لك رسالة تحثك علي تحديد نقطة معينة بأحد عناصر لوحة الرسم ، وحيث تشير إلي أية نقطة بأى عنصر ، ثم تحرر مفتاح الماوس ، فسوف يتم ضبط حيز الرؤية بحيث تتوسط النقطة التي قمت باختيارها منفذ الرؤية .

الأمر Up/ Down /: يستخدم لتحريك زاوية الرؤية إلي أعلي ( أو إلي إسفل ) . فإذا قمت بالضغط فوق ذلك الأمر بمفتاح الماوس الأيسر مع التثبيت ،

فسوف يظهر لك شريط تمرير (Scroll Bar) ، يمكنك عن طريقة تحريك زاوية الرؤية :

الأمر Walk : يستخدم للتجول داخل لوحة الرسم ، فإذا قمت بالضغط فوق ذلك الأمر بمفتاح الماوس الأيسر ( مع التثبيت ) ، ثم قمت بالتحرك فى الاتجاهات المختلفة ، فسيتم تحريك حيز الرؤية بما يتناسب مع الموقف الجديد الذي تتحرك إليه ، وسوف يظهر لك سهما كدليل علي اتجاه الحركة :

هذا ... ويمكنك النقر فوق الأداة ، الموجودة بالتبويب View ، ثم اختيار منفذ العرض SW Isometric . في أي وقت لإرجاع زاوية الرؤية كما كانت عليه قبل استخدام عجلة القيادة :