VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ
JAN MÜLLER:
POČÍTAČOVÁ GRAFIKA M01 POČÍTAČOVÁ GRAFIKA
STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
© Ing. Jan Müller, Brno 2005
- 2 (87) -
Počítačová grafika
OBSAH 1 Úvod ................................................................................................................... 5 1.1 Cíle ............................................................................................................ 5 1.2 Požadované znalosti................................................................................. 5 2 Tvorba modelu – Rhinoceros 3D 3.0............................................................. 7 2.1 Uživatelské rozhraní programu............................................................... 7 2.1.1 Roletové menu........................................................................... 8 2.1.2 Příkazová oblast......................................................................... 8 2.1.3 Nástrojové palety..................................................................... 11 2.1.4 Grafická oblast......................................................................... 12 2.1.5 Stavový řádek .......................................................................... 13 2.1.6 Myš v Rhinu ............................................................................ 14 2.2 Základní nastavení programu................................................................ 15 2.2.1 Volba jednotek......................................................................... 15 2.2.2 Uchopovací režimy ................................................................. 16 2.2.3 Vlastnosti objektů.................................................................... 18 2.2.4 Vrstvy ....................................................................................... 19 2.2.5 Volby zobrazení objektů......................................................... 21 2.2.6 Práce s konstrukčními rovinami ............................................. 23 2.3 Tvorba čárových objektů ....................................................................... 24 2.4 Tvorba objektů z ploch .......................................................................... 28 2.5 Editace objektů....................................................................................... 34 2.6 Ukázka postupu při tvorbě modelu....................................................... 43 2.7 Export modelu z Rhina .......................................................................... 78 3 Jednoduchá vizualizace modelu ..................................................................81 3.1 Nastavení světel ..................................................................................... 81 3.2 Nastavení pohledů.................................................................................. 84 4 Studijní prameny ...........................................................................................87 4.1 Seznam použité literatury ...................................................................... 87 4.2 Odkazy na další studijní zdroje a prameny........................................... 87
- 3 (87) -
Počítačová grafika
1
Úvod
1.1
Cíle
Cílem této publikace je seznámit čtenáře s možnostmi využití počítačové grafiky v oblasti vizualizací stavebních děl. Tyto možnosti jsou velmi široké, některé z nich jsou například tyto: •
vytvoření hrubé (hmotové) studie objektu pro potřeby územního řízení, z důvodů urbanistických.
•
vizualizace návrhu stavby pro potřeby investora, který se v nich mnohdy orientuje lépe než v klasických půdorysech a řezech
•
zjištění „prostorových nesrovnalostí“ ještě dříve, než se objeví ve finálním projektu a tím pádem možnost jejich oprav
•
reklamní a propagační účely – vizualizace pomůže stavbu „prodat“, což bývá důležité zejména u objektů určených pro bydlení
•
vytvoření prostorových schémat složitějších detailů včetně jejich materiálového řešení
•
vizualizace interiérů s možností výběru materiálů a vybavení ve spolupráci s klientem bez nutnosti časově náročnějšího cestování po referenčních stavbách a vzorkovnách.
•
„zákresy“ budoucího objektu do pořízených fotografií
Není možno v daném rozsahu obsáhnout dokonale všechny možnosti počítačové grafiky. Pro výše uvedené činnosti je možno použít široké palety programů všech možných cenových i kvalitativních úrovní. Seznámíme se zde pouze se základy tvorby 3D modelu v programu Rhinoceros 3D 3.0 jeho následný jednoduchý render v tomto programu. POZN: Pro širší informace o možnostech programu Rhinoceros 3D je dobré si prostudovat dvoudílný manuál k tomuto programu (dodávaný s placenou verzí v papírové i elektronické podobě) a také nápovědu, která je součástí všech verzí programu.
1.2
Požadované znalosti
Pro dobré zvládnutí probíraných témat je třeba minimálně dobrá orientace a znalost ovládání operačního systému Windows. Dále je třeba dobrá orientace v prostoru a dobrá prostorová představivost. Výhodou při tvorbě modelu je pak znalost programu AutoCAD, kterému se Rhinoceros 3D co do ovládání velmi podobá, i když vzhledem ke svému rozsahu jde mnohem dále.
- 5 (87) -
Počítačová grafika
2
Tvorba modelu – Rhinoceros 3D 3.0
Program Rhinoceros 3D (dále jen Rhino) byl pro tvorbu modelu zvolen z několika důvodů. Pro potřeby studia má tu hlavní výhodu, že jeho zkušební verze je volně stažitelná ze stránek výrobce (www.rhino3d.com, české stránky programu jsou www.rhino3d.cz, distributor pro Českou republiku se nachází na adrese www.dimensio.cz ). Tato verze není omezena časově, pouze je omezen možný počet uložení souboru. Po vyčerpání dvaceti uložení je možno program dále použít jako prohlížeč mnoha vektorových 2D i 3D formátů. Placená verze programu je pak pro studenty také finančně poměrně dostupná. Další výhodou pro potřeby modelování ve stavebnictví je možnost přesného modelování v tomto programu přímým zadáváním rozměrů a souřadnic objektů (na rozdíl od jiných modelářů, které jsou spíše vhodnější pro tzv. organické modelování pomocí deformací základního tělesa). Rhino má i důležitou podporu mnoha vstupních i výstupních formátů souborů, která je velmi potřebná pro komunikaci s dalšími programy a případnými dalšími osobami angažovanými na projektu (specialisty, architekty a podobně).
2.1
Uživatelské rozhraní programu
Obrazovka Rhina je rozdělena na pět základních částí. •
Roletové menu slouží k vyvolávání příkazů a voleb nastavení a také k otvírání nápovědy.
•
Příkazová oblast zobrazuje zadávané příkazy, volby těchto příkazů a informace o probíhající operaci.
•
Nástrojové palety obsahují ikony nejpoužívanějších příkazu Rhina. Některé z těchto ikon mohou být „rozbalovací“.
•
Grafická oblast zobrazuje právě otevřený model. Standardně obsahuje čtyři pohledy (shora, zepředu, zprava a perspektivu), je možno ji však libovolně uspořádat dle vlastních zvyklostí.
•
Stavový řádek zobrazuje průběžně souřadnice kurzoru a další volby a přepínače.
V Rhinu je stále přítomna kontextová nápověda. Vyvoláme ji kdykoli stisknutím klávesy F1. Pokud stiskneme F1 během provádění příkazu, zobrazí se nápověda k právě prováděnému příkazu, včetně odkazů na podobná témata a ukázek použití příkazu včetně názorných obrázků.
- 7 (87) -
paleta standardní
historie příkazů
roletové menu
příkazový řádek titulek pohledu
symbol globálních os
palety hlavní1 a hlavní2
2.1.1
uchopovací režimy
grafická oblast
stavový řádek
Roletové menu
Většinu příkazů Rhina najdeme v roletovém menu. Toto menu je rozděleno dle obvyklých zvyklostí programů pro operační systém Windows a nemělo by nikomu činit obtíže jej používat. Jednotlivé části tohoto menu budou probrány postupně během výuky Rhina.
2.1.2
Příkazová oblast
Při práci s Rhinem je třeba sledovat hlavně příkazovou oblast, kde nám program sděluje co od nás v tu chvíli požaduje, případně jaké informace nám poskytuje. Do této oblasti je také možno ručně zadávat veškeré příkazy programu, podobně jako je tomu například v AutoCADu. Okno příkazové oblasti obsahuje příkazový řádek a historii příkazů. Historie obsahuje seznam 500 příkazových řádků z aktuálního sezení Rhina. Tento seznam můžeme vyvolat stisknutím klávesy F2.
- 8 (87) -
Standardně je okno příkazové oblasti ukotveno v horní části obrazovky Rhina, ale můžeme jej ukotvit i v dolní části nebo nechat plout nad ostatními oblastmi, stejně jako každou jinou paletu. Tato oblast je standardně tvořena třemi řádky, jejich počet je však možno také změnit tažením myší za dolní hranu okna.
- 9 (87) -
Zadávání příkazů do příkazové oblasti probíhá tak, že na klávesnici napíšeme daný příkaz a potvrdíme jej tlačítkem Enter, tlačítkem mezera, případně pravým tlačítkem myši. Rhino již v průběhu psaní příkazu nabízí možnosti příkazů k zadání, z tohoto seznamu je možno vybrat příkaz myší nebo kurzorovými tlačítky a potvrdit jej stejně jako běžný příkaz. Seznam naposledy použitých příkazů je pak možno zobrazit také tak, že klikneme pravým tlačítkem myši do příkazové oblasti a vybereme požadovaný příkaz.
Po zadání příkazu a jeho potvrzení se na příkazovém řádku objeví výzva Rhina na vstup. Vstupem může být ukázání bodu v grafické oblasti, zadání čísla značícího délku nebo souřadnice, případně další volby. Tyto volby zadáváme buď napsáním písmene z volby které je podtrženo, nebo kliknutím levým tlačítkem na danou volbu. Pokud je některá z voleb v lomených závorkách (< >), je tato volba implicitně zvolena a pokud nám vyhovuje, není třeba ji měnit. volby příkazu
Pokud chceme použít znovu příkaz, který byl zadáván jako poslední, nemusíme jej znovu vypisovat, stačí zmáčknout klávesu Enter nebo mezerník. Pokud chceme příkaz přerušit, můžeme v jakékoli jeho fázi zmáčknout klávesu Esc nebo zadat jiný příkaz pomocí roletového menu nebo nástrojové palety.
- 10 (87) -
2.1.3
Nástrojové palety
Při standardním nastavení jsou na obrazovce Rhina tři nástrojové palety. Pod roletovým menu se nachází vodorovná paleta, která obsahuje obecné příkazy, týkající se práce se soubory, schránkou, pohledy, nastavením kreslící roviny, vlastností objektů, vrstev, různé módy pohledu a podobně. Další dvě palety jsou umístěny svisle u levého okraje a obsahují příkazy pro vytváření, editaci a měření objektů. Příkazy z nástrojových palet se obvykle spouští kliknutím levým tlačítkem myši, existují však ikony, které mají funkci i na kliknutí pravým tlačítkem myši. Zvláštním případem jsou pak rozbalovací palety, kde se pod jednou ikonou skrývá více dalších ikon podobného určení. Polohu všech těchto palet je možno měnit. Standardně jsou palety ukotveny k okraji pracovní plochy, zmáčknutím levého tlačítka myši na čáře vlevo nebo nahoře každé palety a tažením je možno paletu odpoutat z ukotvení k okraji. Jakmile je paleta odpoutána, je možno měnit počet jejích řádků nebo sloupců tažením za její pravý dolní okraj. Pokud je paleta odpoutána, je možno ji také uzavřít, a to kliknutím na křížek v pravém horním rohu palety. POZN. Pokud si zavřeme jednu z hlavních palet, není třeba propadat panice, jednotlivé palety je možno otevírat a zavírat i přes roletové menu, konkrétně Nástroje → Rozvržení nástrojových palet. Standardně jsou otevřeny palety Hlavní1, Hlavní2 a Standardní. Některé ikony v rámci palety jsou tzv. rozbalovací. Poznáme je podle bílého trojúhelníku v pravém dolním rohu. Kliknutím levým tlačítkem myši na ikonu spustíme příkaz který je vybrán jako nejpoužívanější z dané skupiny, pokud chceme použít jiný příkaz skrytý pod danou ikonou, klikneme na ikonu levým tlačítkem a podržíme jej, dokud se nerozbalí další paleta ikon. Nyní uvolníme stisk tlačítka a standardně klikneme na jakoukoli ikonu z rozbalené palety. Příkaz se aktivuje a daná paleta se opět skryje. Pokud víme, že budeme ikony na dané paletě používat častěji, můžeme paletu trvale rozbalit a to tak, že po jejím rozbalení klikneme na modrý pruh nad ikonami dané palety. Takto rozbalenou paletu je možno umístit kdekoli na obrazovce, kotvit ke krajům a měnit její velikost (počet řad a sloupců ikon).
- 11 (87) -
trvale rozbalená paleta
dočasně rozbalená paleta
V začátcích, kdy ještě neznáme význam všech ikon, použijeme často tzv. bublinovou nápovědu. Podržíme-li kurzor myši nad některou ikonou, objeví se po chvíli v blízkosti ikony text, který nás informuje jaký příkaz daná ikona vyvolává a případně i jaký příkaz vyvolává na levé tlačítko myši a jaký na tlačítko pravé, má-li tuto možnost. příkaz na levé tlačítko myši
příkaz na pravé tlačítko myši
2.1.4
Grafická oblast
Po spuštění Rhina jsou okna v grafické oblasti uspořádána tak, že oblast je rozdělena na čtyři shodné pohledy, a to shora, zepředu, perspektiva a zprava. Název každého pohledu je zobrazen v jeho levém horním rohu. Kromě těchto pohledů má Rhino ještě další předdefinované pohledy, a to zespodu, zezadu a zleva. Pohled v dané části grafické oblasti můžeme měnit buď pomocí menu (Pohled → Nastavit pohled) nebo kliknutím pravým tlačítkem na název pohledu. Zde pak vybereme nabídku Nastavit pohled. Velikosti jednotlivých pohledů je možno měnit tažením levým tlačítkem myši za dělící příčku mezi pohledy. Uspořádání oken pohledů je také možno změnit z roletového menu Pohled → Rozvržení pohledů nebo opět kliknutím pravým tlačítkem myši na název pohledu a vybráním nabídky Rozvržení pohledů.
- 12 (87) -
Pokud provedeme dvojklik levým tlačítkem na název pohledu, daný pohled se zvětší přes celou obrazovku. Další dvojklik na název takto zvětšeného pohledu jej opět vrátí na původní místo a do původní velikosti.
2.1.5
Stavový řádek
Stavový řádek je rozdělen na několik oblastí Zleva jsou to: •
přepínač zobrazení globálních/lokálních (tj. dle aktuální konstrukční roviny) souřadnic
•
informace o souřadnicích x, y a z kurzoru.
•
informace o vzdálenosti mezi posledními dvěmi zadávanými body v rámci právě probíhajícího příkazu (tzn. délka právě vytvářené úsečky, poloměr právě zadávané kružnice, vzdálenost právě prováděného posunu a podobně)
•
rychlá paleta pro nastavování vlastností vrstev
•
Krok – zapnutí/vypnutí krokování kurzoru po daných vzdálenostech
•
Orto – zapnutí/vypnutí kreslení čar (a zadávání délek) pouze ve směru aktuálních os x a y
•
Rovinný – zapnutí/vypnutí zadávání následujících bodů se stejnou z-ovou souřadnicí (ve stejné rovině) jako první zadaný bod
•
Uchop – zapnutí/vypnutí zobrazení palety uchopovacích režimů. Pozor, zobrazení této palety nemá vliv na zapnutí/vypnutí samotných uchopovacích režimů
- 13 (87) -
2.1.6
Myš v Rhinu
Myš je v Rhinu jedním z hlavních prostředků k ovládání programu. Při práci využijeme levého i pravého tlačítka, každé z nich má však v různých situacích různé funkce. V příkazové oblasti: •
levé tlačítko slouží k zadávání parametrů právě probíhajícího příkazu, pokud tento příkaz parametry má
•
pravé tlačítko slouží k vyvolání seznamu naposled použitých příkazů spolu s příkazy na ovládání schránky Windows (ovšem pouze pro práci s textem v rámci příkazového řádku)
V nástrojové oblasti: Každá ikona má funkci na kliknutí levým tlačítkem, mnoho jich má ovšem funkci i na pravé tlačítko. Kterým tlačítkem na ikonu kliknout se dozvíme, když podržíme kurzor nad danou ikonou. Další funkce myši byly již popsány v části věnované nástrojovým paletám. V grafické oblasti: Hlavní oblastí práce, a tím i využití myši, je grafická oblast. Je velmi důležité ovládnout možnosti myši v této oblasti, výrazně to urychlí práci s programem. •
levé tlačítko o levé tlačítko myši slouží obecně k zadávání bodů kliknutím do libovolného pohledu grafické oblasti. V průběhu příkazu je možno ukazovat dané body v libovolném okně, to znamená například že při kreslení kvádru můžeme jeho podstavu určit v pohledu Shora, ale jeho výšku můžeme určit graficky třeba v pohledu Zepředu. o V době, kdy neprobíhá žádný příkaz nebo kdy v rámci příkazu vybíráme objekt (objekty), označujeme pomocí levého tlačítka jednotlivé objekty. Objekt se označuje tak, že klikneme na jeho hranu nebo libovolnou tvořící křivku. V případě, že na místě kliknutí se nachází více objektů, dá nám Rhino pomocí dialogového okna na výběr, který z objektů si přejeme vybrat spolu s možností Žádný, pokud si nepřejeme vybrat žádný z nabízených objektů. Vybraný objekt se vybarví žlutě (respektive hrany a tvořící čáry vybraného objektu). Více objektů je možno vybrat tím způsobem, že po vybrání prvního objektu stiskneme klávesu Shift a vybereme další objekt. Za současného držení klávesy Shift můžeme objekty levým tlačítkem také odznačovat. Označení všech objektů zrušíme tak, že klikneme do volné plochy mezi objekty.
- 14 (87) -
o Pokud levé tlačítko myši podržíme nad místem kde se nenachází žádné objekty a táhneme, provádíme výběr pomocí okna obdélníkového tvaru (tažením vlastně udáváme úhlopříčku tohoto výběrového obdélníku). Objekty budou vybrány po uvolnění levého tlačítka myši. Které objekty budou vybrány pak závisí na tom, kterým směrem úhlopříčku táhneme. Pokud táhneme zleva doprava, má výběrový obdélník plné okraje a vybrány budou ty objekty, které se nacházejí celé uvnitř výběrové oblasti. Pokud táhneme zprava doleva, výběrový obdélník má přerušované okraje a vybrány budou na rozdíl od předchozího způsobu i objekty, které se ve výběrovém obdélníku nachází jen částečně. •
pravé tlačítko o kliknutím pravého tlačítka kdekoli v grafické oblasti vyvolá posledně použitý příkaz. Pokud již nějaký příkaz probíhá, kliknutím pravým tlačítkem jej přerušíme. Stejnou funkci mají klávesy Enter nebo mezerník. o podržením pravého tlačítka a tažením myší pak nastavujeme zobrazení. V případě kolmého pohledu tažením posouváme s daným pohledem, v případě perspektivního nebo izometrického pohledu tažením pohledem otáčíme. V kombinaci s klávesou Ctrl pak tažením plynule zvětšujeme nebo zmenšujeme zobrazení v daném pohledu. V perspektivním a izometrickém zobrazení má pak význam ještě tažení za současného stisku klávesy Shift, které posouvá obrazem a tažení s klávesou AltGr (pravý Alt), které s obrazem neotáčí kolem středu zobrazení, ale kolem polohy pozorovatele. Velkou výhodou Rhina je v tomto případě fakt, že umožňuje takto nastavovat pohled bez přerušení právě probíhajícího příkazu a bez hledání odpovídající ikony pro změnu pohledu (i když i to je možné).
2.2
Základní nastavení programu
2.2.1
Volba jednotek
Před začátkem vytváření modelu je důležité také určení jednotek, v jakých budeme model vytvářet. Můžeme se rozhodnout pro milimetry, centimetry, metry, ale i anglické palcové a stopové míry. Volba může záviset i na tom, v jakých jednotkách dostáváme podklady a v jakých jednotkách budeme posílat dál případné čárové výstupy. Nastavení jednotek provedeme v roletovém menu volbou Nástroje → Volby. Otevře se nám dialogové okno s nastavením všech vlastností právě otevřeného dokumentu i Rhina samotného. My klikneme v části Vlastnosti dokumentu na položku Jednotky. V pravé části pak vybereme požadovanou jednotku. Rhino umožňuje také měnit jednotky během vytváření modelu. Postup je stejný jako při zadávání jednotek před začátkem práce, jen po potvrzení celého dialogu se Rhino zeptá, zda si přejeme model zmenšit (zvětšit) v daném poměru. Pokud odpovíme Ano, zůstane zachován „skutečný“ rozměr modelu (to
- 15 (87) -
znamená že pokud měl například určitý objekt v milimetrech rozměr 1530, bude mít po změně jednotek na metry rozměr 1,530). Pokud odpovíme ne, zůstane zachována numerická hodnota rozměru objektu (takže objekt mající před toutéž změnou 1530 mm bude mít po změně jednotek 1530 m).
2.2.2
Uchopovací režimy
Při přesném rýsování se nikdy neobejdeme bez tzv. uchopovacích bodů. Těmito body jsou význačné body na již nakreslených objektech. To může být užitečné například když máme jako podklad 2D výkres z libovolného CAD systému a chceme ho „převést“ do 3D. Nemusíme pak v mnoha případech zadávat numericky hodnoty délek jednotlivých částí, ale přímo ukazujeme přesné body na daném půdorysu a z klávesnice zadáváme pouze výšky. Další využití si jistě dokáže představit každý, kdo pracoval v nějakém CAD systému, kde je práce bez těchto bodů také takřka nemožná. V prostředí Rhina můžeme uchopovací režimy nastavit těmito způsoby: •
Z roletového menu pomocí volby Nástroje → Uchopování objektů
•
Z vodorovné nástrojové palety ikonou Uchopování objektů, která je rozbalovací a obsahuje ikony pro všechny uchopovací režimy, obsažené v roletovém menu
•
Ze stavového řádku, kliknutím levým tlačítkem na nápis Uchop. Nad stavovým řádkem se rozbalí trvalá lišta, na které je seznam nejpoužívanějších uchopovacích režimů. Ty jsou zobrazeny v následující tabulce:
- 16 (87) -
Ikona
Příkaz
Popis
Kon
Kon uchopuje konce křivek, konce hran ploch a segmenty lomených čar.
Nej
Nej uchopuje nejbližší křivku nebo hranu plochy.
Bod
Bod uchopuje body nebo řídicí body.
Pol
Pol uchopuje bod v polovině křivky nebo hrany plochy.
Stř
Stř uchopuje střed křivky. Nejlépe pracuje s kružnicemi a oblouky. U obecných křivek uchopuje střed oskulační kružnice, odpovídající danému bodu na křivce.
Prů
Prů uchopuje průsečík dvou křivek.
Kol
Kol uchopuje bod na křivce, který je dán kolmicí z naposledy zadaného bodu. Tento režim pracuje pouze při výběru více bodů.
Teč
Teč uchopuje bod na křivce, který je dán tečnou z naposledy zadaného bodu. Tento režim pracuje pouze při výběru více bodů.
Kva
Kva uchopuje kvadranty kružnic, oblouků a elips.
Uzel
Uzel uchopuje uzly křivek nebo hran ploch.
Průmět
Promítá úchopové body do konstrukční roviny.
Zakaž
Dočasně vypíná zapnuté režimy uchopování.
Je třeba rozlišit uchopovací režim dočasný a trvalý. Z roletového menu nastavujeme pouze dočasný uchopovací režim (bude použit jen v rámci aktuálního příkazu pro ukázání následujícího bodu). Z rozbalené nástrojové palety můžeme nastavit buď dočasný režim (levým tlačítkem) nebo trvalý režim (pravým tlačítkem). Z lišty nad stavovým řádkem pak zaškrtnutím odpovídajícího políčka udáváme trvalý uchopovací režim, případně dočasně všechny režimy vypínáme tlačítkem Zakaž.
- 17 (87) -
paleta uchopovacích režimů
lišta uchopovacích režimů
2.2.3
Vlastnosti objektů
Každý objekt v Rhinu má několik základních vlastností. Kromě samotného tvaru má také svou vrstvu, svou barvu a může mít i svůj název. Tyto vlastnosti se dají měnit pomocí ikony Vlastnosti na horní nástrojové liště. Tato nám otevře dialogový panel, který zůstává zšedlý, pokud není vybrán žádný objekt. Jakmile však některý objekt vybereme, zobrazí nám jeho vlastnosti. Pokud jsme vybrali více objektů, budou v polích Barva a Vrstva pouze ty parametry, které mají všechny vybrané objekty shodné. Pokud jsme například vybrali dvě čáry, které jsou obě ve vrstvě 01, ale mají každá jinou barvu, bude v poli Vrstva napsáno 01, ale pole Barva zůstane prázdné. Tímto způsobem můžeme zjišťovat a měnit vlastnosti více objektů najednou. V dolní části nám tlačítko Převzít nabízí možnost převzít vlastnosti z libovolného stávajícího objektu a přiřadit ji vybranému objektu (objektům). Každému objektu lze sice přiřadit libovolnou barvu, je ovšem z hlediska dobrého přehledu nad tvořenou scénou lepší dodržovat barvu Podle vrstvy.
- 18 (87) -
označený objekt
vlastnosti označeného objektu
2.2.4
Vrstvy
Jak již bylo řečeno, každý objekt se nachází v určité vrstvě. Představa vrstev v prostoru je trochu složitější než v rovině, kde si vrstvy můžeme představit jako průhledné folie, naskládané přes sebe, kdy jednotlivé folie můžeme zapínat, vypínat a dále měnit jejich vlastnosti. V prostoru to funguje obdobně, pouze imaginární „folie“ je prostorová. Vrstvy v prostoru slouží k lepší orientaci ve tvořené scéně, kdy máme možnost objekty již vytvořené a v současné chvíli překážející jednoduše vypnout. Také (pokud dodržujeme barvu Podle vrstvy) máme lepší přehled nad tím, který objekt se v které vrstvě nachází. Obecně řečeno, každá vrstva má svůj název, barvu a materiál. Dále má vrstva dva stavy. Může být odemčená/zamčená a viditelná/skrytá. Viditelné vrstvy jsou vrstvy, jejichž objekty jsou zobrazeny v grafické oblasti, objekty skrytých vrstev jsou skryty.Objekty v odemčené vrstvě je možno vybírat, editovat a měnit jejich vlastnosti. Naproti tomu objekt v zamčené vrstvě je možno použít pouze jako zdroj uchopovacích bodů. Zamčená vrstva nemůže být skryta, proto pokud se pokoušíme skrýt zamčenou vrstvu, tato se odemkne a naopak pokud zamykáme skrytou vrstvu, tato se zviditelní. Při tvorbě modelu můžeme použít tolik vrstev, kolik uznáme za vhodné, ovšem při velkém množství vrstev již ztrácíme přehled. Je dobré dodržovat tyto zásady: •
Názvy vrstev neděláme příliš složité a dlouhé, aby okno s vrstvami nezabíralo příliš mnoho prostoru. Také je lepší volit názvy bez české dia-
- 19 (87) -
kritiky a bez mezer (je možno použít pomlčky nebo znaku _ ), při exportu/importu do jiných programů by to mohlo působit potíže. •
Názvy vrstev volíme podle materiálu nebo barvy, který bude daný objekt mít (například zdivo, sklo, stresni_krytina, drevo a podobně). Také barvu vrstvy volíme s ohledem na dobrou orientaci ve scéně obdobnou materiálu vrstvy (dřevu přiřadíme hnědou, sklu modrou a podobně). Vyhýbáme se ovšem světlým odstínům, které jsou proti šedému pozadí špatně viditelné, a také čisté žluté barvě, kterou Rhino standardně používá pro vybrané objekty a mohlo by dojít ke zbytečným zmatkům.
•
V případě většího projektu objekty členíme do vrstev také podle větších celků, u kterých očekáváme, že se s nimi bude pracovat samostatně (například model výrobní haly a správní budovy, přestože oba obsahují materiál sklo, je dobré tento materiál rozlišit jako dva samostatné materiály a tudíž dvě vrstvy, tedy kupříkladu hala_sklo a budova_sklo).
Pro práci s vrstvami slouží tlačítko v horní liště s názvem Upravit vrstvy. Po jeho rozbalení máme na výběr další ikony pro práci s vrstvami. Těmito ikonami se zabývat nebudeme, jejich popis v rámci bublinové nápovědy dostatečně vystihuje jejich funkci. Samotné tlačítko Upravit vrstvy otevře nové plovoucí okno, v němž vidíme seznam vrstev ve scéně. Toto okno je rozděleno na šest sloupců. V prvním sloupci je označení pro vrstvu, která je aktuální. To znamená, že nově vytvořené objekty budou právě v této vrstvě. V druhém sloupci jsou pak názvy jednotlivých vrstev, standardně setříděné podle pořadí jejich vytvoření (toto pořadí máme možnost měnit tlačítky v liště nad tímto oknem). Třetí sloupec signalizuje odemčené/zamčené vrstvy a čtvrtý sloupec pak viditelné/skryté vrstvy. V pátém sloupci je znázorněna barva vrstvy a v šestém materiál vrstvy. Všechny tyto vlastnosti můžeme měnit kliknutím levým tlačítkem do příslušného pole, pouze název vrstvy měníme dvojklikem. Vrstvy také můžeme třídit podle všech těchto parametrů, provedeme to kliknutím na příslušné pole v šedém řádku nad seznamem vrstev.
- 20 (87) -
materiál vrstvy barva vrstvy
vytvoření nové vrstvy znak aktuální vrstvy znak zamčené vrstvy
znak vypnuté vrstvy seznam vrstev s parametry
Dalším způsobem, jak rychle pracovat se stávajícími vrstvami je stavový řádek. Vpravo od informací o souřadnicích je pole, ve kterém vidíme název aktuální vrstvy a její barvu. Kliknutím levým tlačítkem na toto pole se rozbalí seznam vrstev i s jejich parametry a ty zde máme možnost měnit. Nelze zde ovšem vytvářet nové vrstvy ani stávající vrstvy mazat. Pokud na toto pole klikneme pravým tlačítkem, otevře se nám před chvílí popsané okno pro úplnou práci s vrstvami.
2.2.5
Volby zobrazení objektů
Zobrazovat/skrývat a zamykat/odemykat objekty můžeme v Rhinu i jinak než pomocí vrstev. Můžeme takto pracovat i s jednotlivými objekty nebo jejich skupinami. Využijeme k tomu ikony na horní liště s názvem Skrýt objekty/Zobrazit objekty. Po jejím rozbalení se objeví paleta s názvem Viditelnost. Na ní jsou tlačítka určená pro zobrazení/skrytí a zamknutí/odemknutí objektů. POZN.1 Objekty zamknuté touto metodou jsou zobrazeny šedou barvou, narozdíl od uzamčených vrstev, jimž zůstává původní barva. POZN.2 Skrývání a zamykání pomocí operací s objekty je nezávislé na skrývání a zamykání pomocí vrstev. Každý objekt si pamatuje, jakou metodou byl skryt (zamknut) a jen stejnou metodou může být zviditelněn (odemknut).
- 21 (87) -
objekt zamčený tlačítkem LOCK
Dalším způsobem jak zpřehlednit práci s modelem v Rhinu je volba stínovaného zobrazení. To velmi usnadňuje orientaci ve scéně, zvláště máme-li objekty rozděleny do vrstev a jednotlivé vrstvy mají barvy dle charakteru budoucího povrchu. Na výběr máme několik možností.
stínované zobrazení
renderované zobrazení
drátové zobrazení
poloprůhledné zobrazení
- 22 (87) -
2.2.6
Práce s konstrukčními rovinami
Při práci s 3D modelem nevystačíme vždy jen s klasickou půdorysnou konstrukční rovinou. Pro mnoho činností, jako je například kreslení prvků přímo na fasádu eventuelně střešní rovinu je třeba nastavit konstrukční (kreslící) rovinu jako libovolnou rovinu v prostoru. K tomu v Rhinu slouží rozbalovací paleta Nastavit KRov. V té máme možnost buď použít přednastavených kreslících rovin (Půdorysna – T, BT, bokorysna R, L, nebo nárysna F, BK) nebo si vytvořit rovinu vlastní. To provedeme nejlépe příkazem Nastavit konstrukční rovinu: podle 3 bodů. Nejdříve jsme vyzváni k zadání počátku konstrukční roviny (místo, kde budoucí x,y,z=0), dále zadáme bodem směr budoucí kladné poloosy osy x a jako třetí bod zadáme bod ve směru budoucí kladné poloosy osy y. Tím máme třemi body dánu rovinu xy a směr osy z je určen kolmo k této rovině. Abychom o takto vytvořenou konstrukční rovinu nepřišli, máme možnost ji uložit a kdykoli zpětně vyvolat ikonou Pojmenované KRov. Při práci s konstrukčními rovinami je třeba si uvědomit, že pokud nastavíme jinou rovinu než je půdorysna, pak přepínač Vertikálně pracuje vždy ve směru aktuální osy z. Pokud máme například přepnutou konstrukční rovinu pohledu zprava, pak při vertikálním posuvu posouváme objekty jakoby doleva/doprava. Také je třeba si uvědomit že ikona os xyz, která se nachází v každém okně vlevo dole zobrazuje vždy globální osy, nikoliv osy podle námi změněné konstrukční roviny. S konstrukčními rovinami také souvisí tlačítko Průmět na liště uchopovacích režimů. Pokud je toto tlačítko zmáčknuto, všechny body které zadáváme, ať jsou kdekoli a pro jakoukoli funkci, jsou interpretovány svým kolmým průmětem do aktuální konstrukční roviny (tzn. z pohledu aktuální konstrukční roviny mají dané souřadnice x a y, pouze souřadnice z je rovna nule.
konst. rovina zleva
konst. rovina zepředu
konst. rovina shora (standardně)
- 23 (87) -
uživatelská konstrukční rovina
2.3
Tvorba čárových objektů
Jako podklad při tvorbě modelu se často používá 2D kresba z libovolného CAD systému. Je to výhodnější než začít s prázdným výkresem a vynášet podle kót nebo z papírové předlohy. Jedinou věcí, na kterou je třeba si dávat při přejímání cizích podkladů, je přesnost těchto podkladů. Je velmi nešťastné, když člověk po několika hodinách práce zjistí, že zdánlivý průsečík není vlastně žádný průsečík, kolmice není až tak úplně kolmá a okno šířky 1500 mm má jednou 1504 mm, podruhé 1492 mm, o ostatních nemluvě. Další nepříjemnou vlastností je pak způsob kreslení některých CAD systémů kreslit půdorys do více výškových úrovní. To, co shora vypadá jako půdorys se při pohledu v perspektivě náhle změní ve změť čar. V případě takovýchto podkladů nebo i v případě že podklady v elektronické podobě nemáme, musíme vytvořit vlastní 2D kresbu, na jejímž podkladě pak model „stavíme“. Vše, co bude popsáno v této kapitole se ovšem netýká pouze půdorysu, neboť ono 2D je dáno pouze aktuální kreslící rovinou, která je v Rhinu standardně nastavena jako půdorysna. Obecně si ji můžeme představit jako list papíru umístěný kdekoli v prostoru. Při tvorbě v Rhinu je třeba si uvědomit, že vždy kreslíme do určité kreslící roviny, od které pak Rhino při 3D příkazech určuje směr nahoru a dolů. Je tedy důležité dobře zvládnout 2D kresbu, protože i při tvorbě 3D geometrie se neobejdeme bez pomocných čar.
výkres vytvořený v Autocadu
přejaté vrstvy
Pro kreslení čárových objektů obsahuje Rhino tyto rozbalovací palety: Úsečky – Pod touto paletou se skrývají možnosti kreslení úseček a to buď jedné úsečky, nebo čáry složené z více rovných úseků (Lomená čára). Možnosti jednotlivých ikon jsou dobře znázorněny ikonami i bublinovou nápovědou u tlačítek, pokud by bylo třeba širšího vysvětlení, je možno použít rozsáhlé nápovědy programu Rhinoceros, přístupné pomocí klávesy F1.
- 24 (87) -
Křivka – zde platí podobná situace jako u palety Úsečky, pomocí této palety je možno kreslit křivky různými způsoby. Nejužitečnější je pravděpodobně ikona Křivka: interpolovat body, kdy zadáváme body kudy má křivka vést v pořadí po směru křivky.
Pro paletu Úsečky i Křivka je společné, že pokud zadáme jako poslední bod křivky bod, který jsme zadávali jako první (případně místo zadání posledního bodu použijeme volbu Uzavřít), vytvořená křivka bude uzavřená. Výhody takto uzavřených křivek si popíšeme v kapitole tvorby prostorových objektů. Kružnice, Elipsa, Oblouk, Obdélník, Polygon – tyto palety nabízejí možnosti tvorby dalších běžných 2D křivek. Kromě oblouku jsou všechny takto vytvořené křivky uzavřené. Křivkové objekty se editují pomocí panelu Nástroje pro křivky a také ikony Spojit, Rozpojit, Stříhat a Rozdělit. Tyto nástroje jsou velmi důležité, proto si je vysvětlíme podrobněji.
Spojit a Rozpojit Stříhat a Rozdělit
Z palety Nástroje pro křivky jsou pro nás důležité tyto:
- 25 (87) -
Prodloužit křivku – prodlouží danou čáru nebo křivku až k zadanému bodu. Nejdřív je programem požadováno zadání jednoho nebo více hraničních objektů, ke kterým se budou dané křivky prodlužovat. Takovým objektem může být jakákoli plocha nebo křivka. Je třeba dbát na to, aby všechny hraniční i prodlužované křivky byly v jedné rovině (jakkoli obecné), případně aby hraniční plocha protínala rovinu prodlužované křivky. Zadání všech hraničních objektů potvrdíme klávesou Enter. Poté klikneme levým tlačítkem myši na objekty, které chceme prodlužovat. Je třeba kliknout na tu polovinu úsečky (čáry), kterou chceme prodlužovat (která je blíž hraničnímu objektu). Pokud místo zadání hraničních objektů stiskneme klávesu Enter, nebo pokud po kliknutí na prodlužovanou křivku Rhino nenajde v daném směru žádný hraniční objekt, ke kterému by bylo možno křivku prodloužit, jsme požádáni o ruční zadání bodu prodloužení křivky. Před samotným prodloužením máme pak ještě možnost zadat druh prodloužení (úsečkou, obloukem nebo hladkou křivkou), přičemž volba obloukem nebo hladkou se projeví pouze v případě prodlužování křivkových čar. Nástroje Zaoblení křivek a Zkosit křivky jsou si velmi podobné. Spojí dvě vybrané křivky ležící v jedné rovině obloukem (zkosením) s daným poloměrem (s danými vzdálenostmi zkosení od průsečíku křivek). Kromě těchto voleb můžeme ještě nastavit, aby dané křivky a oblouk (zkosení) tvořily jeden objekt (Spojit=Ano), zda má Rhino „ustřihnout“ stávající objekty (Stříhat=Ano), nebo zda je má ponechat ve stávajícím stavu a pouze vytvořit novou čáru zaoblení (zkosení) (Stříhat=Ne, zruší se zároveň možnost volby Spojit) a jakým způsobem má Rhino prodlužovat oblouky (obloukem nebo úsečkou). Nástroj Odsadit křivku vytvoří nový objekt, který je rovnoběžný s původním objektem. Může jít o jakoukoli křivku, otevřenou či uzavřenou (odsazenou křivkou pak bude opět otevřená nebo uzavřená křivka). Hlavním parametrem tohoto nástroje je vzdálenost odsazeného objektu, kterou zadáváme ještě před samotným určením objektu. Tuto vzdálenost můžeme zadat buď číselně nebo určením dvou bodů, jejichž vzájemná vzdálenost pak bude použita. Rhino si pamatuje poslední zadanou vzdálenost, proto při opakovaném použití tohoto nástroje se stejnou vzdáleností není třeba pokaždé vzdálenost zadávat. Po určení vzdálenosti klikneme levým tlačítkem na křivku a poté klikneme na tu stranu od křivky, na kterou chceme vytvořit ekvidistantu. Při použití volby Bodem je ignorována zadaná vzdálenost a odsazená křivka je proložena daným bodem. Volba Roh určuje vytváření přechodů mezi jednotlivými úseky odsazené křivky (Ostrý, Zaoblený, Hladký a Zkosený).
- 26 (87) -
původní křivka
volba směru odsazení
odsazená křivka
Ostatní nástroje z této palety nebudeme většinou potřebovat, a tudíž se jimi nebudeme zabývat. Pro podrobný popis jejich možností je možno použít nápovědy programu. Velmi důležité jsou nástroje Spojit a Rozpojit. Používají se jak pro křivkové objekty, tak pro objekty tvořené plochami. Příkaz Spojit spojí zadané čárové objekty a to jak rovné úseky tak oblouky nebo libovolné křivky. Zadáváme tak, že po zadání první křivky musíme zadat křivku, která má s první křivkou společný jeden z koncových bodů. Pokud tomu tak není, Rhino nás na to upozorní spolu s dotazem, zda má i přesto obě křivky spojit. Pokud potvrdíme své zadání, bod na připojované křivce nejblíže křivce původní bude posunut tak, aby bylo možno obě křivky spojit (takovému spojování křivek se ovšem snažíme vyhnout, nejlépe přesným rýsováním). Příkaz Spojit ukončíme tak, že po zadání posledního připojovaného úseku stiskneme klávesu Enter nebo pravé tlačítko myši. Příkaz je také automaticky ukončen, pokud zadáme takové úseky, které spojeny dohromady vytvoří uzavřenou křivku. V takovém případě Rhino takovou křivku vytvoří. Příkaz Rozpojit je opakem příkazu Spojit. Po zadání libovolným způsobem vytvořeného křivkového objektu je tento rozdělen na základní úseky a příkaz je ukončen. Objekt rozdělený příkazem Rozpojit je možno opět kdykoli libovolně spojit příkazem Spojit.
- 27 (87) -
samostatné úsečky
6 1
5
4
2 3
2.4
Tvorba objektů z ploch
Hlavní částí tvorby modelu budovy je tvorba plošných objektů. Při tvorbě modelu budovy většinou máme k dispozici výkresovou dokumentaci v elektronické podobě, pokud ne, můžeme ji případně jednoduše vytvořit pomocí příkazů probraných v předcházející kapitole.
- 28 (87) -
Plošným objektem nerozumíme pouze jednoduchou plochu. Plošný objekt je libovolný objekt tvořený libovolným počtem ploch, ať už rovinných či zakřivených. Pokud jednotlivé plochy tvoří uzavřený objekt, můžeme s takovýmito objekty dále pracovat (například je spojovat, vzájemně odečítat, zjišťovat jejich průsečíky a podobně). Tvorbu plošných objektů nalezneme pod dvěmi rozbalovacími paletami, konkrétně Těleso a Plocha.
V paletě Těleso jsou ikony pro tvorbu základních primitiv (krychle nebo kvádr, koule, elipsoid, kužel a komolý kužel, válec, dutý válec a anuloid). Tyto příkazy jsou natolik kvalitně popsány v nápovědě samotného programu, že se jimi nebudeme dále zabývat. Zajímavý je pro nás až příkaz Potrubí, který dokáže vytvořit „potrubí“ kolem libovolné i prostorové křivky, a to včetně spojů a ohybů (ovšem pozor, pouze v případě že počáteční i koncový poloměr jsou si rovny). Jeho použití je jednoduché, po zvolení příkazu jsme dotázáni na jednu křivku, kolem které bude potrubí vytvořeno. Dále jsme dotázáni na počáteční poloměr, případně máme nyní možnost použít přepínače v příkazové řádce. Průměr/Poloměr slouží k přepínání, zda budeme zadávat průměr či poloměr, Uzavřít přepíná uzavření/otevření konců potrubí a Tloušťka stěny vytvoří trubku s definovanou tloušťkou stěny. Po požadovaném nastavení příkazu zadáme (graficky ukázáním bodu nebo číselně) počáteční poloměr/průměr (případně poloměr/průměr vnitřku trubky) a koncový poloměr/průměr. Pokud místo zadání koncového poloměru stiskneme Enter, bude použito stejné hodnoty, jako byla hodnota počáteční.
Potrubí Tloušťka Stěny=Ne Uzavřít=Ne
Potrubí Tloušťka Stěny=Ano Uzavřít=Ano tvořící křivky
- 29 (87) -
Velmi důležité pro naše účely jsou ovšem funkce Vytáhnout křivku a Vytáhnout plochu. S jejich pomocí vytváříme plochy nad zadaným útvarem. Tyto příkazy mají stejné parametry, liší se pouze způsobem, jakým zadáme vstupní objekt. U příkazu Vytáhnout křivku zadáváme libovolnou křivku (nejlépe rovinnou a uzavřenou), místo křivky je možno zadat hranu libovolného objektu. Naproti tomu pro příkaz Vytáhnout plochu je podkladem libovolná rovinná plocha. Po zadání vstupních křivek (ploch) se Rhino pokusí odhadnout, jakým směrem si přejeme křivky (plochy) „vytáhnout“ a pokud jsme s tímto odhadem spokojeni, stačí zadat délku vytažení (buď číselně, nebo ukázáním koncového bodu vytažení). Před tímto zadáním máme ovšem několik voleb. Volba Směr nám poslouží v případě, že nejsme spokojeni s odhadem směru vytažení. Po kliknutí na tuto volbu zadáme dvěmi body nový směr vytažení a příkaz pokračuje dál. Volba Na obě strany slouží k přepínání vytažení plochy na jednu stranu případně na obě strany od tvořící křivky. Přepínač Uzavřít pak určuje, zda vytvořené „stěny“ budou shora i zdola uzavřeny plochami (u příkazu Vytáhnout křivku funguje tento příkaz pouze v případě, že jsme udali uzavřenou rovinnou křivku). Standardně je přepínač Uzavřít nastaven pro vytažení křivky na Ano a pro vytažení plochy na Ne. Toto je samozřejmě možno změnit, ale při dalším použití je tento přepínač nastaven zpět do standardní polohy. Poslední přepínač Smazat Vstupní smaže při svém přepnutí do polohy Ano vstupní objekty (křivky i plochy, ovšem pouze v případě, že jsou „samostatné“, tzn. ne hrany a objekty z více ploch). V přepínači Režim máme dále možnost vybrat, jakým způsobem bude plocha nebo křivka vytažena, ovšem pro naše účely v naprosté většině případů vyhovuje standardní hodnota Přímo. Je však možno zvolit také Do Bodu, Po Křivce a Úkos.
přepínače
- 30 (87) -
určení délky vytažení
těleso po vytažení
Paleta Plocha slouží k tvorbě jednotlivých ploch. Jejich případným spojením pak můžeme dostat uzavřený objekt. Probereme si postupně pouze nejužitečnější z nástrojů této palety. Příkaz Plocha ze 3 nebo 4 rohových bodů je z nich nejjednodušší. Zadáním čtyř bodů je vytvořena plocha, jejíž hranici tvoří úsečky mezi těmito body. Pozor, body je třeba zadávat postupně po obvodu, nikoliv na přeskáčku. Pokud nezadáme body tak, aby tvořily jednu rovinu, je vytvořena zborcená plocha. Pokud zadáme body pouze tři, bude vytvořena trojúhelníková rovinná plocha.
- 31 (87) -
2
1 2
3 3
4
1
Dalším příkazem je Plocha ze 2, 3 nebo 4 hraničních křivek. Ten z libovolných prostorových dvou až čtyř hraničních křivek vytvoří plochu, která se snaží tyto hranice reprezentovat. Podobný tomuto příkazu je příkaz Plát, u něj máme ovšem možnost „experimentovat“ s tvarem výsledné plochy pomocí voleb v dialogovém okně, hlavně volbou Segmenty U/V. Oba tyto příkazy mají použití hlavně na doplňkové terénní úpravy, případně atypické střešní konstrukce. Podrobně se jimi zabývá nápověda programu a také manuál. Plocha z rovinných křivek je příkaz, pomocí něhož vytvoříme rovinnou plochu zadáním jedné nebo více křivek. Důležitou podmínkou je aby šlo buď o uzavřenou křivku nebo o takové samostatné křivky, které by po spojení vytvořily uzavřenu křivku. Pokud uvnitř největší uzavřené křivky leží jedna nebo více uzavřených křivek, jsou tyto od výsledné plochy „odečteny“.
- 32 (87) -
tvořící křivky
výsledná plocha
Následující rozbalovací paleta Rovina vytváří obdélníkové plochy. Jednotlivé ikony pak slouží pouze k upřesnění, jakým způsobem bude tato plocha zadána.
Z dalších příkazů je pro naše účely zajímavý snad už jen příkaz Rotovat, který dokáže vytvořit rotační těleso. Nejdříve zadáme křivku nebo křivky, jejichž rotací výsledné těleso vznikne a poté zadáme dva body, které určí přímku, kolem níž budou tyto křivky „rotovány“. V následujícím dialogu nastavíme ještě rozsah rotace ve stupních (zadáním počátečního a koncového úhlu), případně necháme standardní hodnoty 0 a 360 pro vytvoření úplného rotačního tělesa.
- 33 (87) -
tvořící křivky
2.5
Editace objektů
Nástroje pro editaci objektů jsou společné pro křivkové i plošné objekty a jsou v několika skupinách ikon. Ikony Spojit a Rozpojit byly již popsány dříve, nyní pouze rozšíříme jejich působnost i na objekty z ploch. Příkazem Spojit spojíme libovolné množství křivek, které na sebe navazují koncovými body do jedné křivky, pokud je kusů budoucí křivky tolik, že mohou vytvořit křivku uzavřenou, Rhino ji automaticky vytvoří. Stejně tak pokud spojujeme plochy, které na sebe navazují alespoň jednou hranou a ukážeme jich tolik, že by vytvořily uzavřené těleso, Rhino jej vytvoří automaticky. Při zadávání křivek/ploch je třeba si hlavně uvědomit, že musíme zadávat křivky/plochy postupně tak, aby vždy následující křivka/plocha se dotýkala té předchozí v koncovém bodě/alespoň jednou hranou. Naproti tomu příkazem Rozpojit rozpojíme jakoukoli čáru nebo spojenou plochu na jednotlivé úseky nebo samostatné plochy.
- 34 (87) -
nepřipojitelná plocha (nemá s ostatnímí společnou hranu nebo by netvořila uzavřené těleso)
2 3
1
4
Kromě spojování ploch a křivek příkazem Spojit můžeme vytvářet také skupiny objektů příkazem Skupina. Tímto způsobem můžeme vytvářet skupiny libovolných objektů v libovolných vrstvách, přičemž i po spojení si tyto objekty pamatují svou vrstvu a my máme možnost skupinu kdykoli zrušit. To přináší výhody v případě, že potřebujeme s několika objekty pracovat společně a nechceme přijít o možnost pracovat s nimi v budoucnu opět odděleně.
objekty přidávané do skupiny
Skupinu zrušíme příkazem Zrušit skupinu, který má standardně ikonu vpravo od ikony Skupina.
- 35 (87) -
Příkazem Stříhat ustřihneme nechtěnou část tělesa nebo křivky. Nejdříve zadáváme střihací objekt. V případě střihání křivky je střihacím objektem libovolná křivka, plocha nebo spojená plocha, důležité je pouze aby se se střihanou křivkou protínala. V případě střihání plochy je střihacím objektem libovolná křivka nebo plocha. Opět je důležité, aby tento objekt úplně protínal střihanou plochu, Rhino si neumí „domyslet“ úseky, kde se oba objekty úplně neprotínají. Také je důležité, aby střihací křivka ležela ve střihané rovině. V případě střihání spojené plochy je možno jako střihací objekt ukázat pouze plochu nebo spojenou plochu. Opět je důležité aby střihací objekt kompletně protínal střihaný objekt. Proto Vždy volíme (vytváříme) střihací objekt větší než je střihaný objekt, dosahujeme tím jistějších výsledků. Po zvolení jednoho nebo více střihacích objektů volíme střihané objekty. Tyto objekty volíme vždy kliknutím na tu část od střihacího objektu, které se chceme zbavit a kterou chceme ustřihnout.
1) střihací objekt
3) výsledek 2) střihaný objekt v místě, které chceme odstřihnout
Tomuto příkazu je podobný příkaz Rozdělit. Narozdíl od příkazu Stříhat ovšem střihaný objekt pouze rozdělíme na jednotlivé úseky podle střihacích objektů. Také zadávání je opačné. Nejdříve zadáváme objekty pro rozdělení, teprve po jejich zadání vybíráme střihací objekty. Pro ty platí stejná pravidla jako pro střihací objekty u příkazu Stříhat. Opět je důležité, aby stříhací objekty byly stejně velké nebo raději větší než objekty pro rozdělení.
- 36 (87) -
2) střihací objekt
3) výsledek, dva samostatné objekty
1) objekt pro rozdělení
Pro editaci samostatných ploch máme k dispozici paletu Nástroje pro plochy, která ovšem neobsahuje pro naši potřebu použitelné nástroje. Paleta Nástroje pro tělesa naproti tomu obsahuje několik užitečných příkazů. První tři ikony jsou pro tzv. Booleovské operace. Tyto příkazy pracují pouze se spojenými plochami a to navíc se spojenými plochami uzavřenými případně částečně uzavřenými. Booleovské sjednocení vytvoří objekt, který by vznikl sjednocením dvou či více těles. Booleovský rozdíl vytvoří těleso, které by vzniklo odečtením druhé sady ploch od první sady ploch. Booleovský průnik vytvoří těleso, které by vzniklo jako průnik první a druhé sady ploch.
druhá sada ploch
první sada ploch
- 37 (87) -
Všechny ostatní příkazy na editaci objektů jsou sbaleny pod paletou Transformace. Probereme zde opět pouze nejčastěji používané, s ostatními je možno se podrobně seznámit v nápovědě k programu případně v manuálu.
Přesunout – tento příkaz po nás chce nejdříve zadání objektů pro přesun. Je možno zadat libovolné množství objektů jakéhokoli druhu, ať už po jednom nebo tažením oknem. Po jejich zadání (ukončeném jako obvykle klávesou Enter, mezerníkem nebo pravým tlačítkem) jsme požádáni o výchozí bod přesouvání, případně máme možnost nastavit přepínač Vertikální na Ano, pokud chceme přesouvat vertikálně, tzn. kolmo k aktuální konstrukční rovině. Pak už zadáme jen cílový bod přesunutí a objekty jsou přesunuty. Je dobré si uvědomit, že jako počáteční a cílový bod je možno zadat libovolné body kdekoli v prostoru, tzn. nejsme omezeni na přesouvané objekty. Například pokud chceme přesouvat objekt o 500 jednotek doprava, můžeme jako počáteční bod určit naprosto libovolný bod a pak pouze místo cílového bodu napsat na klávesnici 500, potvrdit, přejet kurzorem myši na stranu kam budeme přesouvat (pokud chceme přesouvat přesně doprava, je třeba mít zapnutý režim Orto) a potvrdit svou volbu levým tlačítkem myši. Při vertikálním přesunu platí, že kladně zadávané souřadnice přesouvají směrem nahoru, záporné souřadnice směrem dolů.
2) cílový bod
1) výchozí bod
- 38 (87) -
1) přepnout Vertikálně=Ano
3) cílový bod
2) výchozí bod
Příkaz Kopírovat funguje víceméně stejně jako příkaz Přesunout, pouze během kopírování objektu není smazán objekt původní, pouze je vytvořen objekt nový. Nejdříve tedy zadáme kopírované objekty. Dále buď zadáme výchozí bod kopírování, přepneme přepínač Vertikální do polohy Ano, nebo klineme na volbu NaMístě (v tom případě je příkaz ukončen a je pouze vytvořena jedna kopie označených objektů na jejich původních umístěních, tento příkaz slouží tedy ke zduplikování označených objektů). Pokud kopírujeme normálně, tzn. zadáme výchozí bod kopírování (ať už s volbou Vertikální Ano nebo Ne), jsme požádáni o zadání cílového bodu kopírování. Po jeho zadání jsou vytvořeny kopie zvolených objektů a Rhino nás žádá o zadání dalšího cílového bodu. Takto můžeme dané objekty kopírovat, dokud nestiskneme Enter, mezerník, pravé tlačítko myši nebo Escape, čímž příkaz ukončíme. Tlačítko Otočit funguje ve dvou režimech. Stiskneme-li jej levým tlačítkem myši, je spuštěn příkaz Otočit 2D. Ten slouží k otáčení objektů kolem libovolné přímky rovnoběžné s osou z (jedná se tedy o otáčení „v půdoryse“). Nejdříve zadáme objekty pro otáčení. Dále zadáme střed otáčení a bod na počátečním a koncovém úhlu otočení. Pokud místo počátečního nebo koncového bodu zadáme číslo, jsou objekty otočeny o úhel daný tímto číslem. Před otáčením i v jeho průběhu máme možnost přepnout přepínač Kopírovat na Ano, čímž vytvoříme vlastně otočenou kopii původního objektu. Pokud takto přepneme přepínač Kopírovat, je objekt otáčen dokud příkaz neukončíme.
- 39 (87) -
objekt v průběhu otáčení levým tlačítkem
zadaný střed otáčení
zadaná osa otáčení
pravým tlačítkem
objekt v průběhu otáčení
Pokud tlačítko Otočit stiskneme pravým tlačítkem myši, spustí se příkaz Otočit 3D. Tento příkaz, narozdíl od předchozího, umí otáčet objekty podle libovolné osy. Po jeho spuštění a zadání objektů pro otáčení jsme požádáni ne o jeden, ale o dva body, které budou tvořit osu otáčení pro otáčené objekty. Opět máme možnost kopírovat otáčené objekty. V případě otáčení ve 3D spolu se zapnutým režimem Orto je užitečné si uvědomit, že při otáčení se Orto přepnulo jakoby na kreslící rovinu kolmou k ose otáčení a tudíž máme usnadněno otáčení o 90, 180 a 270 stupňů.
- 40 (87) -
Pod ikonou Měřítko se skrývá rozbalovací paleta, která upřesňuje možnosti změny měřítka. Tlačítko Měřítko 3D mění měřítko daných objektů ve všech dimenzích současně, naproti tomu Měřítko 1D mění měřítko pouze v daném (obecně libovolném) směru. Příkaz Nestejnoměrné měřítko se nás pak postupně ptá na jednotlivá měřítka v osách x, y a z, přičemž máme možnost udat, zda má použít osy globální nebo osy určené aktuální konstrukční rovinou. Po kliknutí na ikonu vždy nejdřív vybíráme objekty pro změnu měřítka, dále zadáváme počátek, tzn. bod, který zůstane při změně měřítka na místě a od nějž se budou ostatní body vzdalovat/přibližovat. Po jeho zadání buď určíme první referenční bod nebo zadáme číslem nové měřítko. V případě zadání měřítka číslem se dané objekty zvětší na násobek tohoto čísla. Pokud tedy chceme objekt 2x větší, zadáme 2. Pokud chceme naopak objekt poloviční, zadáme 0.5 (pozor na desetinnou tečku, čárkou jsou od sebe vždy odděleny souřadnice). Pokud nezadáme číslo ale ukážeme bod v prostoru nebo na tělese (tedy udáme první referenční bod), jsme dále požádáni o druhý referenční bod. Ten můžeme zadat buď graficky nebo číselně, čímž zadáme novou délku od daného počátku po první referenční bod. Pokud tedy chceme například změnit délku strany krychle z jakékoli hodnoty na hodnotu 100, zadáme jako počátek jeden roh krychle, jako první referenční bod roh krychle podél libovolné stěny a místo druhého referenčního bodu zadáme z klávesnice hodnotu 100 a potvrdíme. V průběhu změny měřítka máme samozřejmě možnost přepínat, zda bude vytvořen objekt nový nebo bude změněn objekt stávající pomocí přepínače Kopírovat.
zadaný počátek
první referenční bod druhý referenční bod
- 41 (87) -
zadaný počátek
první referenční bod druhý referenční bod
Příkaz Zrcadlit funguje tak, že po zadání objektů pro zrcadlení jsme požádáni o počátek a posléze konec zrcadlící roviny. Rhino zrcadlí pouze v aktuální konstrukční rovině podle roviny dané těmito dvěmi body, zrcadlící rovina je vždy rovnoběžná s aktuální osou z. Během zrcadlení máme možnost zvolit, zda bude původní objekt smazán nebo ponechán, známým přepínačem Kopírovat.
počátek zrcadlící roviny
konec zrcadlící roviny
- 42 (87) -
2.6
Ukázka postupu při tvorbě modelu
Tvorbu modelu začínáme většinou tak, že buď vytvoříme, nebo přeneseme z některého 2D CAD programu data, která budeme při práci potřebovat. Jedná se hlavně o půdorys a pohledy. Ty je rozumné si zorganizovat tak, aby pohledy byly vždy na té straně od půdorysu, na kterou patří a aby byly zorientovány tak, jako je to na tomto obrázku:
Zde vidíme schematický půdorys a dva pohledy objektu chaty, vytvořené přímo v Rhinu. Nejsou dokonalé, ale pro naše účely postačí. Následující postup může být dvojí. V případě že objekt má každou fasádu jednoduchou, to znamená tvořenou například jen jednou plochou, můžeme pokračovat tak, že danou fasádu i s otvorovými výplněmi vymodelujeme přímo v půdorysně a pak ji otočíme podél její půdorysné hrany do správné polohy. Takto bychom vymodelovali všechny čtyři fasády a z nich sestavili výsledný objekt. Univerzálnější je ovšem varianta, kterou si ukážeme podrobněji. Budeme postupovat tak, že dané čárové pohledy otočíme kolem terénu (ten je v tomto případě vodorovný, jinak bychom otáčeli kolem jiné vodorovné čáry, je třeba dát pouze pozor, aby to byla ve všech pohledech stejná výšková úroveň). Budeme otáčet příkazem Otoč 3D se zapnutým režimem Orto a výsledek by měl vypadat následujícím způsobem: první referenční bod
druhý referenční bod
- 43 (87) -
body použité pro osy rotace
pravým tl. režim Orto zapnutý
Při takto připraveném podkladu můžeme začít vytvářet samotný model. Nejdříve vytvoříme základní hmotu. K tomu použijeme příkaz Kvádr. Jeho podstavu ukážeme v půdorysu, výšku v pohledu.
3
2
1
Výsledkem je objem budovy, ovšem nesouhlasí s pohledy v místě soklu. Použijeme proto příkaz Měřítko 1D na upravení výšky. Pozn. V této fázi je dobré si pro větší přehlednost zapnout Stínované zobrazení.
- 44 (87) -
počátek
druhý referenční bod
první referenční bod
Nyní podobným způsobem vytvoříme sokl. Ten je odsazený o 100mm, vytvoříme si tedy pomocný obdélník v půdoryse pomocí příkazu Odsadit křivku. Nad tímto obdélníkem vztyčíme již známým způsobem další kvádr.
křivka odsazená o 100 dovnitř
3
2 1
Ve scéně už máme objekty, vytvoříme si tedy pro ně vrstvy. Pro stěny chaty vytvoříme vrstvu steny a pro sokl vrstvu beton. Objekt budeme prezentovat v renderovaném zobrazení, nastavíme tedy barvy vrstev na černou barvu a vytvoříme barvu objektů ve sloupci materiál.
- 45 (87) -
barva vrstvy nastavena na černou
Nyní vrstvy (a s nimi i materiály) přiřadíme. Zapneme si paletu Vlastnosti objektu, vybereme větší kvádr a v políčku Vrstva vybereme ze seznamu steny. Stejně pak menšímu kvádru přiřadíme vrstvu beton.
- 46 (87) -
Aby se změna projevila, musíme si ovšem zapnout renderované zobrazení.
Dále budeme pokračovat vymodelováním okna. K tomu budeme potřebovat pouze pohled, proto ostatní objekty skryjeme příkazem Skrýt objekty (ikona vedle nastavení vrstev, klikneme levým tlačítkem a označíme objekty, které chceme skrýt (například tažením levým tlačítkem myši jak je ukázáno na obrázku).
- 47 (87) -
2
1
Nejdříve zkontrolujeme, zda jsou pomocné čáry okna uzavřené křivky. To zjistíme tak, že na každou z nich klikneme a pokud se označí celý uzavřený obdélník, je křivka (s největší pravděpodobností) uzavřená. Druhá možnost je předpokládat, že tomu tak není a přinutit Rhino aby je zkontroloval a uzavřel za nás. To lze provést tak, že všechny křivky označíme (nejlépe tažením oknem) a potom klikneme levým tlačítkem na ikonu Spojit. Pokud některé křivky šly spojit (protože nebyly například uzavřeny), Rhino nám dá vědět v příkazovém řádku. Stejně postupujeme i v případě, kdy dopředu víme, že křivky uzavřeny nejsou.
informace o úspěšném spojení křivek
příkaz Spojit
- 48 (87) -
Vytvoříme rám okna. Budeme tvořit zjednodušený rám, určený pouze pro pohled zvenku. Začneme vnitřním rámem. Klikneme levým tlačítkem na ikonu Vytáhnout uzavřenou rovinnou křivku, vybereme tvořící křivky, potvrdíme, zkontrolujeme parametry přepínačů na příkazovém řádku (NaOběStrany=Ne, Uzavřít=Ano, Režim=Přímo, SmazatVstupní=Ne) a místo ukázání bodu vytažení graficky (levým tlačítkem myši) napíšeme hodnotu 50 a potvrdíme.
žlutě označené křivky pro vytažení
Vytvoříme si vrstvu ramy pro rámy oken. Opět barvu vrstvy nastavíme na černou a barvu materiálu změníme na světlou hnědou. Nakonec označíme oba vytvořené rámy a změníme jim vrstvu na ramy.
- 49 (87) -
Protože nám tyto rámy překáží v další práci, vypneme vrstvu ramy (klikneme na žlutou žárovku na řádku vrstvy ramy, ta zešedne a rámy se skryjí). Využíváme tím možnosti Rhino dvojího způsobu skrývání objektů. Hmotu domu a pomocné čáry jsme skryli pomocí příkazu Skrýt objekty, protože dané objekty se nacházely ve více vrstvách, přičemž vrstvu Default skrýt nemůžeme, protože je aktuální. Nyní jsme skrývali pomocí vypnutí vrstvy, protože dané objekty se nacházely jenom v této vrstvě a navíc je můžeme skrývat/odkrývat nezávisle na předchozím skrytí příkazem Skrýt objekty. Dále vytvoříme stejným způsobem rám, pouze jako délku vytažení zadáme 80. Dosáhneme tím plasticity rámu (předpokládáme otevírání okna dovnitř, tudíž vnější rám při pohledu zvenku předstupuje před vnitřní). Opět jej umístíme do vrstvy ramy. Po změně vrstvy objekt zmizel, nic se ovšem neděje, pouze se ocitl ve vrstvě, která je skryta.
žlutě označené křivky pro vytažení
Zbývá nám vytvořit sklo a ostění. Ostění vytvoříme stejně jako rámy, to znamená příkazem Vytáhnout uzavřenou rovinnou křivku, kde jako tvořící křivku označíme jen vnější obdélník a potvrdíme. V dalším kroku je třeba přepnout přepínač Uzavřít na hodnotu Ne. Chceme totiž vytvořit pouze boční stěny bez stěny přední a zadní. Jako délku vytažení pak zadáme 150. Hotový objekt převedeme do vrstvy steny.
- 50 (87) -
přepnuto (kliknutím)
křivka pro vytažení
Sklo vytvoříme příkazem Plocha z rovinných křivek. Po jeho vyvolání označíme všech osm obdélníků, které budou tvořit hranice skla a potvrdíme.
tvořící křívky
Známým způsobem vytvoříme vrstvu sklo, barva vrstvy opět černá, pouze u materiálu nastavíme oproti dřívějším materiálům i průhlednost a lesk. Vytvořené plošky pak do této vrstvy převedeme.
- 51 (87) -
nastavení lesku
nastavení průhlednosti
Nyní zapneme vrstvu ramy (kliknutím na šedou žárovku u jejího jména) a přesuneme sklo do poloviny hloubky vnitřního rámu. K tomu je zapotřebí trochu zkoušení, jelikož potřebujeme nastavit pohled tak, abychom viděli, odkud a kam přesouváme. Označíme všech osm skel, jako výchozí bod zadáme roh libovolného skla a jako cílový bod polovinu přilehlé hrany rámu (je třeba mít zapnut uchopovací režim Pol).
cílový bod
výchozí bod
Výsledné okno i s ostěním by pak mělo při pohledu z vnější strany vypadat asi takto:
- 52 (87) -
Z takto vytvořeného okna je výhodné vytvořit skupinu, usnadníme si tím pozdější manipulaci s ním. Ve skupině ovšem nechceme čárové objekty z vrstvy Default, proto tuto vrstvu vypneme. Aktuální vrstva vypnout nejde, zvolíme proto dočasně jako aktuální například vrstvu steny (kliknutím na políčko vlevo od jejího názvu) a vrstvu Default vypneme kliknutím na žlutou žárovku. Pak už jen zvolíme ikonu Skupina, tažením oknem označíme všechny vytvořené objekty a potvrdíme.
vrstva Default vypnuta !
tažení myší při výběru objektů pro skupinu
Teď můžeme opět jako aktuální vrstvu zvolit vrstvu Default, která se tímto automaticky odkryje. Vytvořené okno umístíme do jeho správné polohy. K tomu potřebujeme i již dříve vytvořenou hmotu, proto ji odkryjeme kliknutím pravým tlačítkem myši na ikonu Skrýt objekty/Zobrazit objekty. Situace teď vypadá dle tohoto obrázku:
- 53 (87) -
Jako aktuální konstrukční rovinu si zvolíme pohled zepředu (Front).
Vybereme příkaz Přesun, zvolíme vytvořenou skupinu a potvrdíme. Ještě před zadáním výchozího bodu musíme přepnout přepínač na příkazové řádce do polohy Vertikální=Ano. Jako výchozí bod potom vybereme některý roh ostění, který bude ležet v rovině fasády a jako cílový bod můžeme ukázat libovolný roh na fasádě již existující (pro tento přesun je zapotřebí mít zapnutý uchop Kon).
- 54 (87) -
cílový bod
bod, který leží na vertikále k dané konstrukční rovině
výchozí bod
Okno je již umístěno správně, jen je „utopeno“ ve stěně. Ustřihneme tedy přebytečnou stěnu příkazem Stříhat. Jako střihací objekty zvolíme ostění (z něj vidíme jenom jeho hranu, volíme jej tedy kliknutím na tuto hranu). Při dotazu na střihaný objektu ukážeme na plochu uvnitř této hranice.
střihaný objekt střihací objekt
Pokud si chceme být jisti, že Rhino vybere tu správnou plochu, snažíme se kliknout na některou s izočar jdoucích v polovině plochy v obou směrech. Výsledek by měl vypadat takto:
- 55 (87) -
Obdobným způsobem vyrobíme i druhé okno. Nejdříve přepneme konstrukční rovinu zpět do pohledu shora (Top). Skryjeme všechny objekty kromě podkladového pohledu a v něm vymodelujeme okno s ostěním za pomoci příkazů Vytáhnout uzavřenou rovinnou křivku a Plocha z rovinných křivek. Pokud jsme pro vytažení zadávali kladné souřadnice, výsledné okno je otočeno opačně než jej potřebujeme. Proto po vytvoření skupiny z jednotlivých elementů okna (opět nezapomeneme před vytvářením skupiny vypnout vrstvu Default) použijeme příkaz Zrcadlit a kolem parapetní hrany okna jej ozrcadlíme (pokud jsme zapomněli přepnout na volbu Kopírovat=Ne, smažeme originál ručně tlačítkem Delete).
přepnout na Kopírovat=Ne
počátek zrcadlící roviny
konec zrcadlící roviny
Zobrazíme všechny objekty, přepneme konstrukční rovinu na pohled zprava a můžeme okno umístit pomocí příkazu Posun s přepnutím na Vertikální=Ano.
- 56 (87) -
bod, který leží na vertikále k dané konstrukční rovině
přepnutá konstrukční rovina
cílový bod
výchozí bod
Zbývá už jenom pomocí příkazu Střihat odstřihnout část stěny, která zakrývá otvor.
střihaný objekt
střihací objekt
- 57 (87) -
Výsledný objekt pak vypadá takto:
Dále vytvoříme střechu. Necháme aktuální kreslící rovinu na pohledu zprava, aktuální vrstvu zvolíme Default a vytvoříme několik pomocných čar. V polovině kratší stěny nakreslíme úsečku směrem vzhůru o délce 1000 (směr vzhůru leží v aktuální konstrukční rovině, takže při zapnutém režimu Orto to není problém). První bod úsečky ukážeme v polovině stěny, dále napíšeme na klávesnici 1000 a potvrdíme klávesou Enter, kurzorem myši poodjedeme směrem vzhůru až Rhino ukáže, že kreslená úsečka bude směrem vzhůru a nakonec potvrdíme směr levým tlačítkem myši. Pozor, aby v době potvrzování směru nebyl pod kurzorem myši některý uchopovací bod, protože ten by měl přednost před námi daným směrem. Dále nakreslíme lomenou čáru dle obrázku.
2.bod 1.bod
3.bod
Výšku krokve vytvoříme pomocí příkazu Odsadit křivku, jako vzdálenost odsazení dáme hodnotu 140, směrem nahoru.
- 58 (87) -
směr odsazení
Přesahy krokví vytvoříme taky příkazem Odsadit křivku, odsazení bude tentokrát o 500 a jako křivky pro odsazení určíme svislé hrany stěny.
směr odsazení
Nakonec všechny tyto křivky zaoblíme. V parametrech příkazu zaoblit bychom měli mít nastaveno Poloměr=0, Spojit=Ano a Stříhat=Ano. Je třeba si uvědomit, že ukazujeme vždy na tu část křivky, kterou si přejeme po zaoblení zachovat. Výsledek by měl vypadat takto:
- 59 (87) -
Vytvoříme jednu krokev pomocí známého vytažení křivky, budeme vytahovat o 100.
Krokev posuneme o 500 směrem ven z půdorysu (pokud máme nastavenu konstrukční rovinu zprava, zadáme ještě dříve než výchozí bod přepínač Vertikálně=Ano ukážeme libovolný výchozí bod a místo cílového bodu napíšeme -500 a potvrdíme klávesou Enter. Přepneme konstrukční rovinu do pohledu shora a ozrcadlíme tuto krokev podle osy sousední stěny.
- 60 (87) -
konec zrcadlící roviny
počátek zrcadlící roviny
Vytvoříme novou vrstvu krov a přiřadíme jí opět černou barvu vrstvy a hnědou barvu materiálu. Obě krokve přeřadíme do této vrstvy. Dále vytvoříme pomocnou čáru pro vytvoření mezilehlých krokví. Bude to úsečka od osy (poloviny) první krokve po osu (polovinu) poslední krokve.
první bod
druhý bod
Nyní pomocí příkazu Pole podél křivky vytvoříme ostatní krokve. Jako objekt pro vytvoření pole zadáme jednu z krokví a potvrdíme. Jako trasu pak vybereme námi vytvořenu čáru v hřebeni. V následujícím dialogovém okně vepíšeme
- 61 (87) -
do kolonky Počet prvků číslici 6. Všimněme si, že Rhino nám automaticky dopočítalo, že vzdálenost mezi krokvemi bude v tomto případě 1180.
trasa
objekt pro vytvoření pole
Po ukončení příkazu tlačítkem OK už zbývá jen smazat druhou koncovou krokev, která zde byla rozkopírována příkazem pole, ale my ji nepotřebujeme, protože na jejím místě již byla námi vytvořená krokev.
jeden z objektů smažeme
Příkazem Plocha ze 3 nebo 4 rohových bodů vytvoříme pomocnou střešní rovinu na jedné i na druhé straně střechy a obě spojíme příkazem Spojit.
- 62 (87) -
4.bod 1.bod
spojit
3.bod
2.bod
Zvolíme příkaz Vytáhnout plochu a jako plochu pro vytažení označíme horní stranu kvádru domu. Rhino správně určí směr tažení a my jen určíme délku vytažení, kterou zvolíme 1500.
Z této ohrádky odstřihneme pomocí pomocných střešních rovin přečnívající část.
- 63 (87) -
stříhaný objekt
střihací objekt (žlutě)
Smažeme pomocnou střešní rovinu a stěny pod ní přesuneme do vrstvy krov.
Nyní vytvoříme krytinu. Přepneme konstrukční rovinu opět na pohled zprava a nakreslíme boční hrany krytiny. Spodní hranu získáme obtažením horní hrany krokve a horní hranu odsazením spodní hrany o 50. Nakonec dokreslíme spojnice mezi těmito čarami a všechny čtyři čáry spojíme do jedné.
- 64 (87) -
hrana vzniklá odsazením o 50
dokreslená hrana
obkreslená hrana
dokreslená hrana
Takto připravenou křivku použijeme jako křivku pro vytažení pro příkaz Vytáhnout uzavřenou rovinnou křivku. Jako délku ukážeme vnější roh nejvzdálenější krokve.
křivka pro vytažení
bod určující délku vytažení
Vytvoříme novou vrstvu krytina, přiřadíme jí černou barvu a materiál v barvě šedomodré. Vytvořený objekt do této vrstvy přesuneme. Vyjmeme spodní plochy z tohoto objektu pomocí příkazu Vyjmout plochy (označujeme nejlépe v místě izočar).
- 65 (87) -
Po ukončení příkazu zůstanou obě plochy označeny. Toho využijeme a nejdříve je spojíme do jedné a potom je přesuneme do vrstvy krov. Aktuální model vypadá asi takto:
Z druhé strany objektu vytvoříme ještě vstup a schodiště. Začneme schodištěm. Přepneme konstrukční rovinu do pohledu shora. Vytvoříme tři pomocné kvádry, jeden jako podestu s výškou 100 a dva stupně s výškou 50.
- 66 (87) -
kvádr výšky 100
kvádry výšky 50
Všechny tři kvádry přesuneme do vrstvy beton. Kvádr podesty zvedneme do jeho budoucí úrovně. Tentokrát nemusíme použít vertikální posun, jelikož máme k dispozici dostatek pomocných bodů pro posun.
cílový bod
výchozí bod
Kvádry tvořící stupně zvedneme pomocí příkazu Posun s nastavením Vertikální=Ano. Dolní stupeň zvedneme o 150 (má tloušťku 50 a my potřebujeme jeho horní úroveň ve výšce 200, proto 200 – 50=150) a horní stupeň o 350 (jako výchozí bod můžeme určit libovolný bod ve scéně, přesouváme totiž pomocí zadání hodnoty, tudíž na výchozím bodu nezáleží. Pozor, zadanou hodnotu potvrdíme klávesou Enter, ne levým tlačítkem myši).
- 67 (87) -
přepínač Vertikální=Ano
zadaná hodnota, potvrdit klávesou první stupeň na svém místě
naznačený směr posuvu
výchozí bod
Vytvoříme pomocnou křivku pro tvorbu zábradlí. Kreslíme příkazem Lomená čára, výsledný objekt je proto jedna čára, nikoli samostatné úsečky.
4.bod
3.bod
2.bod
1.bod
Zábradlí budeme kotvit z boku, proto provedeme odsazení této křivky o 50 na stranu od schodiště.
- 68 (87) -
odsazená křivka
Vytvoříme horní trubku zábradlí. Použijeme k tomu příkaz Potrubí. Vybereme danou křivku, jako počáteční poloměr zadáme 25 a místo zadání koncového poloměru stiskneme Enter. Tím vlastně zopakujeme hodnotu počátečního poloměru. Tuto trubku pak vezmeme a přesuneme ji vertikálně o 1000 (stejným způsobem jako jsme přesouvali oba schodišťové stupně).
příkaz Potrubí
výchozí bod přesunu
Stejným způsobem vytvoříme další potrubí, tentokrát s poloměrem 10. To přesuneme vertikálně o 200. Další trubky zábradlí bychom mohli vytvořit stejným způsobem a pak je posunout vertikálně o 400, 600 a 800, my si ale ukážeme způsob pomocí vertikálního kopírování. Klikneme na ikonu Kopírovat, ozna-
- 69 (87) -
číme vytvořenou tenkou trubku a potvrdíme. Nyní přepneme na volbu Vertikální=Ano. Jako výchozí bod můžeme opět udat libovolný bod ve scéně, místo kliknutí na cílový bod napíšeme hodnotu 200 a potvrdíme klávesou Enter. Na rozdíl od příkazu Přesunout, Rhino objekt automaticky nezkopíruje, ale čeká na potvrzení směru (zkuste jezdit kurzorem myši nahoru a dolů kolem výchozího bodu, můžete pozorovat jak „přeskakuje“ směr kopírování). Nastavíme myš tak, abychom kopírovali nahoru a potvrdíme levým tlačítkem myši. Příkaz kopírovat se standardně neukončí po zkopírování sám a toho teď využijeme. Jako další hodnotu pro cílový bod napíšeme 400, potvrdíme klávesou Enter, přejedeme myší tak, abychom kopírovali nahoru a potvrdíme levým tlačítkem myši. Poslední trubka bude ve výšce 600 nad první trubkou, kopii tedy provedeme stejně jako předchozí dvě. S kopírováním jsme hotovi, místo cílového bodu stiskneme Enter a tím příkaz ukončíme.
naznačený směr naznačená vzdálenost
již zkopírovaná trubka
výchozí bod kopírování
Takto zjednodušené zábradlí nám prozatím stačí. Vytvoříme novou vrstvu kov, které přiřadíme materiál ocelově šedé barvy a nastavíme lesk. Trubky zábradlí do této vrstvy přesuneme. Chata zatím nemá vstupní dveře, proto je nyní zjednodušeně vytvoříme. Skryjeme všechny vrstvy s výjimkou vrstev Default, steny a ramy. Vytvoříme krychli s podstavou zadanou v pomocném půdoryse dle obrázku a výškou 2200.
- 70 (87) -
výška zadaná číselně
druhý bod podstavy první bod podstavy
Přední stranu nepotřebujeme, proto ji vyjmeme příkazem Vyjmout plochu a hned po ukončení příkazu smažeme tlačítkem Delete.
plocha pro vyjmutí
Nyní zbytek krychle přesuneme vertikálně o 600 (stejným způsobem jako jsme přesouvali například schodišťové stupně). Další operací bude zbavit se stěny před dveřním otvorem, k tomu použijeme příkaz Stříhat a postupujeme stejně jako v případě vyřezávání oken.
- 71 (87) -
střihací objekt
stříhaný objekt, ukážeme dovnitř žlutě ohraničené oblasti
Nyní z nového objektu vyjmeme zadní stěnu a přesuneme ji do vrstvy ramy, vyjmeme spodní plošku a přesuneme ji do vrstvy beton a zbytek přesuneme do vrstvy steny. Výsledek by měl (po zapnutí všech vrstev kromě Default) vypadat takto:
vrstva steny
vrstva ramy
vrstva beton
Aby se chata nevznášela ve vzduchu, vytvoříme jí podložku. Použijeme k tomu příkaz kvádr, kterému body podstavy zadáme libovolně v ploše a jako výšku napíšeme hodnotu -1000 a potvrdíme klávesou Enter.
- 72 (87) -
druhý bod podstavy
první bod podstavy
Pro tento kvádr vytvoříme vrstvu teren. Objekt do této vrstvy přesuneme. Zjednodušený model je prakticky hotov, pokud bychom chtěli, můžeme jej vybavit dalšími podrobnostmi, jako jsou parapety, okapový chodník, sloupky zábradlí, dešťové žlaby a svody a podobně. Pro naše základní účely ovšem tento objekt postačuje. Další postup je pak dvojí. Buď nám stačí jednoduchá vizualizace objektu bez podrobného udání materiálů, nebo potřebujeme plnohodnotnou realistickou vizualizaci. Druhé možnosti se věnuje další kapitola (práce s 3D Studiem VIZ), my si nyní ukážeme jak vytěžit maximum z Rhina. Nejdříve vypneme vrstvu Default. Objekty máme již nakresleny, pomocnou vrstvu tedy nepotřebujeme. Dále vypneme zobrazování izočar, které působí rušivě. Provedeme to tak, že tažením myší označíme všechny objekty, zobrazíme si panel vlastností a odškrtneme políčko Zobrazit izočáry plochy.
- 73 (87) -
odškrtnout
Nyní nastavíme požadovaný pohled a příkazem Zachytit pohled do souboru uložíme to, co vidíme v aktuálním oknu. Pozor, bude zachyceno vše, co se na obrazovce nachází, včetně rozbalených palet. Proto je důležité před tímto příkazem zavřít všechny rozbalené palety s nástroji. I samotný panel s ikonou sejmutí zobrazíme jen dočasně, případně jej umístíme mimo plochu okna.
Další nastavení pohledu se nachází v dialogovém okně Vlastnosti pohledu. To vyvoláme tak, že klikneme pravým tlačítkem na název okna, jehož vlastnosti chceme měnit, a vybereme úplně dole možnost Vlastnosti pohledu. (připomínám, že dvojklik levým tlačítkem zvětší okno na celou obrazovku/vrátí do původní velikosti).
- 74 (87) -
Zde máme možnost změnit název okna, zda budou objekty v okně zobrazeny v rovnoběžném promítání nebo v perspektivě, ohniskovou vzdálenost kamery a také polohu kamery a cíle. My zkusíme nastavit kameru se širokoúhlým objektivem, do políčka Ohnisková vzd. vepíšeme hodnotu 28. Také nestavíme, aby pohled byl z výšky lidských očí, proto do třetí kolonky (z-ová souřadnice) napíšeme u kamery i cíle 1700. Výsledek by mohl vypadat například takto:
Pokud je pohled nastaven podle našich představ, můžeme jej uložit do pojmenovaných pohledů. Opět klikneme pravým tlačítkem na název okna a zvolíme Pojmenované pohledy. V dialogovém okně, které se nám objevilo, klikneme na tlačítko Uložit a zadáme název, například perspektiva 1. Okno uzavřeme kliknutím na OK a následně Zavřít.
- 75 (87) -
Pokud bychom se kdykoli v budoucnu chtěli k tomuto pohledu vrátit, stačí, když klikneme pravým tlačítkem na název aktuálního okna, vybrali položku Nastavit pohled a následně z nabídky zvolili perspektiva 1.
- 76 (87) -
Na závěr ještě několik ukázek výstupů z tohoto způsobu vizualizace:
- 77 (87) -
2.7
Export modelu z Rhina
Pokud nám nestačí jednoduchá vizualizace tak, jak byla právě popsána, máme stále ještě v rámci Rhina možnosti jak si pomoci. Rhino už v základu obsahuje jednoduchý render (tj. nástroj pro realistické zobrazení scény). Ten umí pracovat s několika druhy světel, které mohou vrhat i stíny. Ovšem jeho možnosti z hlediska použití realistických materiálů s vlastními strukturami povrchů jsou velmi omezené. Další možností je koupě externího modulu. Výrobce Rhina dodává modul Flamingo, který s materiály pracovat umí, je ovšem poměrně pomalý co se týče délky výpočtu. Další možností je renderovací modul Brazil, který je znám hlavně profesionálním grafickým studiím. Tento render je v současné době teprve ve vývoji (respektive jeho verze pro Rhino, v programu 3D Studio MAX funguje již poměrně dlouhou dobu). Jeho možnosti budou dle výrobce velmi bohaté. Poslední možnost je převést celý proces spojený s renderingem scény (to znamená nasvícení a nastavení kamer a materiálů) na samostatný externí program. Z nejznámějších například 3D Studio Max, 3D Studio VIZ, Lightscape, Cinema 4D, ArtLantis, Maya, LightWave, volně šiřitelný Blender a další. V tom případě provádíme pouze export z Rhina. Důležité je zjistit, jaký vstupní formát souboru daný program podporuje a jestli tento formát umí Rhino exportovat (tj. uložit soubor v tomto formátu). Všeobecně nejrozšířenější je nejspíše formát DXF, ten ovšem nepodporuje přímo objekty Rhina a proto je potřeba matematicky přesné objekty rozdělit na trojúhelníkové plochy a exportovat tyto. Toto rozdělení dělá naštěstí Rhino automaticky, my si teď ukážeme jakým způsobem. Nejdříve zapneme jen ty objekty a hladiny, které si přejeme uložit. Je zbytečné ukládat pomocné čáry nebo jiné pomocné objekty, model se tím zvětšuje a některé z výše zmiňovaných programů by s čárovými objekty mohly mít problémy, případně by je nezobrazovaly korektně. Pokud máme zobrazeny jen ty objekty, které budeme exportovat, označíme je (například tažením myší) a z roletového menu vybereme volbu Exportovat vybrané. V následujícím dialogu zadáme cestu, název a formát exportovaného souboru. V našem případě exportujeme do formátu AutoCAD drawing exchange file (*.dxf). V dalším okně jsme dotázáni na podrobné údaje. S nastavením můžeme experimentovat dle potřeb konkrétního programu, správné nastavení by mělo vypadat takto:
- 78 (87) -
V dalším okně už pak jen pomocí jednoduchého posuvníku určíme jemnost dělení na trojúhelníky. Důležité je si uvědomit, že čím detailnější dělení zvolíme, tím bude větší výsledný soubor a tím také bude delší doba renderování (výpočtu scény) a tím výkonnější počítač budeme potřebovat. Je proto dobré volit detaily s ohledem na velikost scény. U malého objektu si můžeme dovolit detailnější nastavení než u modelu rozlehlého areálu. Dalším řešením je exportovat objekty po částech s různým nastavením úrovně detailů. V daném programu použitém pro rendering se pak objekty umístí automaticky na svá správná místa, přičemž každý objekt bude mít takové nastavení detailů, jaké požadujeme. POZN: V průběhu nastavování detailů máme možnost zkontrolovat, jak konkrétně budou objekty převedeny na trojúhelníky, pokud klikneme na tlačítko Náhled.
- 79 (87) -
Počítačová grafika
3
Jednoduchá vizualizace modelu
Vizualizace a ukládání obrázků pomocí uložení aktuálního pohledu je sice rychlá a poměrně kvalitní, někdy ovšem potřebujeme vizualizaci kvalitnější. V tom případě použijeme render Rhina. Jeho výhody oproti výše popsané metodě jsou tyto: •
možnost volby libovolného rozlišení obrázku a poměru stran
•
lepší možnosti nasvícení
•
konstrukce vržených stínů
•
lepší vyhlazení hran objektů, tzv. antialiasing
Standardně se v Rhinu nachází dva renderovací moduly. Je to modul Treefrog render a modul render Rhina. Treefrog je oproti renderu Rhina trochu rychlejší, zvláště co se větších scén týká, neumí ovšem vržené stíny a je do Rhina vlastně přidán jen jako experimentální modul. My si proto ukážeme možnosti samotného renderu Rhina.
3.1
Nastavení světel
Rhino podporuje pět základních typů světel: •
Kuželové světlo – simuluje reflektorem vrhaný kužel světla. Máme možnost nastavit parametr Tvrdost okraje kuželu, který určuje míru rozostření okraje kužele.
•
Bodové světlo – simuluje všesměrové světlo z jednoho bodu.
•
Směrové světlo – pro naše účely pravděpodobně nejužitečnější světlo, simuluje světlo slunce, to znamená, že všechny paprsky tohoto světla jsou navzájem rovnoběžné.
•
Plošné světlo – vytváří desku, která celá vydává světlo. Bohužel narozdíl od reálného plošného světla, toto vytváří pouze standardní ostré stíny. Zadaná deska je vždy čtvercová nebo obdélníková.
•
lineární světlo – vytváří světlo tvarem obdobné se zářivkovým, opět pouze s ostrými stíny (narozdíl od reality). Světlo může mát tvar pouze úsečky, nikoli libovolné čáry.
- 81 (87) -
směrové světlo umístěno na rohový bod terénu
U směrového světla (jako u jediného z uvedených typů světel) nezáleží na jeho umístění, pouze na jeho směru, ostatní světla musí být vždy umístěna na místech, odkud mají vrhat paprsky. Pro vizualizace exteriérů je tedy jednoznačně nejvhodnější právě směrové světlo, jelikož simuluje sluneční světlo. Na nasvícení interiérů je třeba vždy použít více světel a umístit je do míst zhruba odpovídajících budoucím světelným zdrojům. Obecně realistické nasvícení interiéru je jedním z nejsložitějších úkolů vizualizace. Na světla se bohužel nedají použít uchopovací režimy Rhina. Proto je dobré je umísťovat na místa, kde můžeme úchopy použít, to znamená buď vytvářet například čárové objekty, které dáme do stejné skupiny jako světla a pak s nimi hýbat společně, nebo (v případě směrového světla) jej umístit do některého z rohových bodů scény. Světlo je ovšem také objekt a tak se každé světlo nachází v konkrétní vrstvě. Toho lze využít k tomu, že si vytvoříme vrstvy se sadami světel a podle toho které vrstvy máme zapnuty tak pouze ta světla budou svítit (pokud nemáme v položce Nástroje > Volby... > Render Rhina zaškrtnuto políčko Požívat také světla ve vypnutých vrstvách). Pozn. Rhino má standardně vypnuto zobrazování světel. Pokud tedy vytvoříme světlo a ono okamžitě „zmizí“, je potřeba jeho zobrazování zapnout. Volba pro zapnutí se nachází v menu Nástroje > Volby... V následujícím dialogovém okně se přepneme do záložky Zobrazení a zaškrtneme kolonku Zobrazit světelné zdroje.
- 82 (87) -
přepínání zobrazení světel
Každé světlo má své vlastní nastavení. K tomu se dostaneme buď pomocí tlačítka Úprava vlastností světla v paletě se světly nebo tak, že v okně Vlastnosti se v horní části přepneme z položky Objekt do položky Světlo. Máme možnost nastavit barvu světla (touto položkou určujeme vlastně intenzitu světla, čím světlejší odstín barvy tím více světlo svítí), intenzitu stínu a u kuželového světla také Tvrdost okraje kuželu. Intenzitu stínu je dobré nastavit na hodnotu nižší než standardních 100 procent, jelikož při tomto nastavení jsou vržené stíny stejně tmavé jako stíny vlastní, což neodpovídá realitě (vržené stíny jsou vždy o něco světlejší než stíny vlastní). Posledním parametrem, který ovlivňuje světlost celé scény je barva okolního světla. Tu nastavíme pomocí menu Nástroje > Volby... > Render Rhina > Okolní světlo. Standardně je tato barva nastavena na černou, což také neodpovídá pozemským podmínkám, vlivem atmosféry není nikdy plocha odvrácená od světla úplně černá. Tuto barvu tedy nastavíme na šedou, intenzitu volíme dle toho, jak tmavé/světlé chceme vlastní a vržené stíny. Položka pod volbou Okolí světlo, která se jmenuje Pozadí, určuje barvu pozadí objektů při renderingu scény. Další volba v tomto dialogu, Stíny, zapíná nebo vypíná výpočet stínů ve scéně. Volba Renderovat křivky a izočáry zapíná/vypíná renderování křivek, hran a izočar dle jejich aktuálního nastavení (vypnutí/zapnutí izočar již bylo řešeno při zjednodušené vizualizaci v minulé kapitole). Volba Renderovat kóty a text pak obdobně zapíná zobrazení kót a textu ve výsledném obrázku. V tomto dialogovém okně máme dále možnost nastavit Rozlišení renderovaného obrázku a míru vyhlazení hran, tzv. Antialiasing. Jednotlivá nastavení se liší v kvalitě a také rychlosti výpočtu celé scény.
- 83 (87) -
Další položka, která ovlivňuje kvalitu renderované scény je záložka Polygonová síť. Zde máme možnost nastavit buď hrubou, hladkou nebo uživatelskou síť. Volba polygonové sítě určuje, na jak jemné úseky budou rozděleny oblé tvary a plochy ve scéně. Rovinné plochy jsou vždy renderovány v plné kvalitě, pouze pokud scéna obsahuje i zaoblené plochy, je třeba doladit toto nastavení, aby oblé části vypadaly dle našich představ. Obecně se dá říct, že čím menší je maximální úhel a maximální poměr stran, tím kvalitnější bude výsledný obraz. Jde vlastně o podobné nastavení, jako bylo v případě exportu objektů do některého ze samostatných vizualizačních programů.
3.2
Nastavení pohledů
Rhino (narozdíl od ostatních programů pro vizualizace) nemá objekt typu kamera. Místo kamer slouží v Rhinu Pojmenované pohledy. Ty již byly také popsány v předcházející kapitole. Renderovat tedy můžeme jakýkoliv pohled včetně ortogonálních pohledů typu shora, zleva, zprava a podobně. Na výsledném obrázku bude vždy to, co vidíme v daném aktuálním okně. Scéna z daného okna bude umístěna vždy uprostřed, ať je poměr stran renderovaného obrázku jakýkoliv. Samotný render spustíme tlačítkem Renderovat. Výsledný obrázek pak může vypadat například takto:
- 84 (87) -
tlačítko Renderovat
průběh renderingu, obraz se postupně „zjemňuje“
Tolik tedy k vytváření modelů v programu Rhinoceros 3D 3.0 a jejich následné jednoduché vizualizaci. Na závěr několik ukázek prací v Rhinu.
- 85 (87) -
Modelováno v Rhinu, renderováno v externím programu (konkrétně 3D Studio MAX) :
- 86 (87) -
4
Studijní prameny
4.1
Seznam použité literatury
[1]
Robert McNeel & Associates: Rhinoceros – učebnice 1. stupně, překlad Dimensio s.r.o., 2003, dodáváno elektronicky k programu Rhinoceros 3D
[2]
Nápověda k programu Rhinoceros 3D, obsaženo v programu Rhinoceros 3D
4.2
Odkazy na další studijní zdroje a prameny
[3]
www.rhino3d.cz – tutoriály a informace o programu, užitečné odkazy
[4]
www.dimensio.cz – stažení demoverze, zakoupení produktu
[5]
www.rhino3d.com – oficiální anglické stránky produktu, stažení aktualizací a bonusů
[6]
www.rhino3d.sk – diskusní, fórum, možnost řešit individuální problémy
- 87 (87) -
