1.3. Giới thiệu về các mô hình 3D

          Bản vẽ 2D là tập hợp các đoạn thẳng và đường cong (đường tròn, cung tròn, elip,…) nằm trong mặt phẳng XY. Trong bản vẽ 3D ta thêm vào trục Z.

            Lịch sử phát triển mô hình 3D gồm 4 thế hệ dữ liệu CAD bắt đầu từ việc tạo mặt 2 ½ chiều, sau đó là dạng khung dây (wireframe), mặt cong (surface) và cuối cùng là mô hình khối rắn (solid).

Mô hình 2 ½ chiều

            Mô hình 2 ½ chiều được tạo theo nguyên tắc kéo các đối tượng 2D theo trục Z thành các mặt 2 ½ chiều.

Mô hình khung dây (wireframe modeling)

Hình 1.5. Khung dây 12 lines

            Mô hình dạng khung dây bao gồm các điểm trong không gian và các đường thẳng hoặc cong nối chúng lại với nhau. Mô hình dạng khung dây như hình 1.5 bao gồm 12 cạnh (edge – còn gọi là đường sườn hay đường biên). Các mặt không được tạo nên và chỉ có các đường biên, mô hình này chỉ có kích thước các cạnh nhưng không có thể tích (như mặt cong), hoặc khối lượng (như solid). Toàn bộ các đối tượng của mô hình đều được nhìn thấy (hình 1.5).

Mô hình mặt cong (surface modeling)

            Mô hình mặt cong biểu diễn đối tượng tốt hơn mô hình khung dây vì các cạnh của mô hình khung dây được trải bằng mặt được định nghĩa bằng các công thức toán học.

Hình 1.6. Mô hình mặt cong

            Mô hình mặt của hộp chữ nhật giống như một hộp rỗng, có các cạnh và các mặt nhưng bên trong thì rỗng. Mô hình mặt có thể tích nhưng không có khối lượng. Mô hình dạng này có thể che các đường khuất và tô bóng (hình 1.6).

Mô hình solid (solid modeling)

            Mô hình solid (khối rắn) là mô hình biểu diễn vật thể ba chiều hoàn chỉnh nhất. Mô hình này bao gồm các cạnh, mặt và các đặc điểm bên trong. Dùng các lệnh cắt solid ta có thể nhìn thấy toàn bộ bên trong mô hình. Mô hình dạng này có thể tính thể tích và tính các đặc tính về khối lượng.

            Mô hình solid của AutoCAD có cấu trúc CSG (Constructive Solid Geometry). Trong AutoCAD các solid là các đối tượng của AutoCAD và có cấu trúc gọi là ACIS. Solid có cấu trúc ACIS còn gọi là mô hình lai (Hybrid modeler) vì nó duy trì hai dạng dữ liệu chủ yếu để mô tả hình là: dữ liệu không gian hình học (Geometric spatial data) và dữ liệu liên kết topo (Topographic data). xem thêm >>> hoc thiet ke do hoa

            Dữ liệu không gian hình học mô tả mô hình theo giới hạn của kết cấu solid, giống như tạo các solid đa hợp cấu trúc CSG của AutoCAD. Dữ liệu liên kết topo hay còn gọi là biểu diễn biên  (B-rep) dùng để tạo các mặt lưới đa giác. Mô hình dạng khối đa hợp (complex solid) là sự kết hợp các solid cơ sở (như box, cylinder, wedge, sphere…) bằng các phép đại số boole (cộng, trừ, giao).

            Mô hình 3D dạng mặt cong và solid có thể che các mặt khuất bằng lệnh Hide và tạo ảnh thật bằng cách tô bóng bằng lệnh Render hoặc Shademode (hình 1.7).

a) Sau khi Hide

b) Sau khi Render
Hình 1.7. Hình chiếu song song

            Trong AutoCAD có thể quan sát hình chiếu song song (hình 1.7) và hình chiếu phối cảnh mô hình 3D với vật liệu và hình ảnh.