BRL-CAD: различия между версиями

Материал из Викиучебника — открытых книг для открытого мира
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Строка 137: Строка 137:
Клавиша (зажимаемая при манипуляциях с мышкой) SHIFT перемещает (перемещает), клавиша CTRL вращает, а клавиша ALT ограничивает (или ограничивает) перемещение или вращение по определенной оси (x, y или z). Эти оси соответствуют трем кнопкам мыши следующим образом: левая кнопка представляет ось x, средняя кнопка представляет ось y, а правая кнопка представляет ось z. Кроме того, клавиши SHIFT и CTRL могут использоваться вместе с любой кнопкой мыши для масштабирования объекта (хотя клавиша ALT не ограничивает это действие). ALT также с щелчком левой клавиши мыши выделяет вид и открывает меню указателя.
Клавиша (зажимаемая при манипуляциях с мышкой) SHIFT перемещает (перемещает), клавиша CTRL вращает, а клавиша ALT ограничивает (или ограничивает) перемещение или вращение по определенной оси (x, y или z). Эти оси соответствуют трем кнопкам мыши следующим образом: левая кнопка представляет ось x, средняя кнопка представляет ось y, а правая кнопка представляет ось z. Кроме того, клавиши SHIFT и CTRL могут использоваться вместе с любой кнопкой мыши для масштабирования объекта (хотя клавиша ALT не ограничивает это действие). ALT также с щелчком левой клавиши мыши выделяет вид и открывает меню указателя.


Новую базу данных создаёт команда mged а создание фигур из командного окна выполняется с помощью команд make и in.
Новую базу данных создаёт команда mged а создание фигур из командного окна выполняется с помощью команд make и in. Новые команды рекомендуется осваивать сначала с помощью команды make так как она интерактивно запрашивает параметры и её последовательное применение 10-20 раз подряд позволяет надёжно освоить новую команду.


Нажатие клавиши Tab при частично набранном имени объекта даёт возможность быстрее написать команду.
Нажатие клавиши Tab при частично набранном имени объекта даёт возможность быстрее написать команду.
Строка 150: Строка 150:
Например, создание региона из логического объединения двух фигур: r part1.r u rcc.s - sph.s (вырезка в цилиндре углубления) или r part2.r u rcc.s + sph.s (общий объем цилиндра и сферы остаётся а индивидуальные объёмы обрезаются), r part3.r u sph.s - rcc.s (останется только кусочек сферы, не входящий в цилиндр).
Например, создание региона из логического объединения двух фигур: r part1.r u rcc.s - sph.s (вырезка в цилиндре углубления) или r part2.r u rcc.s + sph.s (общий объем цилиндра и сферы остаётся а индивидуальные объёмы обрезаются), r part3.r u sph.s - rcc.s (останется только кусочек сферы, не входящий в цилиндр).


Команда B служит для отображения регионов и комбинаций. Для группового отображения присваивается комбинация с именем: g Dome.c part1.r part2.r part3.r
Команда B служит для отображения регионов и комбинаций. Для группового отображения присваивается комбинация с именем: g Dome.c part1.r part2.r part3.r.

Всегда возможно получение справки в консоли или в графическом интерфейсе:
Команды ?, ?devel, ?lib, help, helpdevel, and helplib предоставляют дополнительную информацию о доступных командах.
Список доступных команд разработчика: ?devel.
Список доступных команд интерфейса библиотеки BRL-CAD: ?lib.
Cписок доступных команд mged:?.

Примеры:
mged>?
mged>?devel
mged>?lib

Версия от 12:36, 15 февраля 2021

BRL-CAD - свободно распространяемая САПР, ориентированная на работу через интерактивные консольные команды или через сохранённые и используемые многократно тексты таких команд (скрипты).

Быстрый старт при работе с BRL-CAD

Помощь по работе с САПР можно получить введя в консоли команду mged help <команда>, например - mged help sph. Ниже даны основные виды чертежных деталей и простейших тел, которые могут быть созданы командами.

   1  Произвольные выпуклые многогранники
       1.1 ARB8 Records
       1.2 ARBN Records
   2 Эллипсоиды
       2.1 ell
       2.2 sph
       2.3 ellg
       2.4 ell1
       2.5 ehy
       2.6 epa
   3 Цилиндры, конуса
       3.1 tgc
       3.2 rcc
       3.3 rec
       3.4 rhc
       3.5 rpc
       3.6 tec
       3.7 trc
   4 Операции над 2d-объектами с получением 3d-объекта
       4.1 extrude
       4.2 revolve
       4.3 dsp
       4.4 ebm
       4.5 hf
   5 Некоторые распространённые 3d-объекты
       5.1 tor
       5.2 eto
       5.3 part
       5.4 nmg
       5.5 pipe
       5.6 ars
       5.7 metaball
       5.8 brep
       5.9 spline
       5.10 vol
       5.11 bot
       5.12 poly
   6 Прочее: эскизы, анимация, подмодели и т. д.
       6.1 Sketch
       6.2 annot
       6.3 grip
       6.4 half
       6.5 binunif
       6.6 submodel

Выполнить заранее написанный скрипт тоже очень просто - набирается команда mged, после ставится пробел и мышкой, трекболом или тачпадом в консоль перетаскивается файл скрипта. В результате консоль сама печатает путь к скрипту. После печати в консоли пути к файлу нажимается клавиша Enter - и выполнение команд начинается.

Кратко о концептуальном подходе к моделированию в данной САПР

CSG против BREP

Существует два основных подхода к твердотельному моделированию: CSG и BREP. В моделировании CSG объект представлен как логическая комбинация простых примитивных форм (например, сфер, цилиндров, конусов и т. Д.). В моделировании BREP объект представлен набором поверхностей (например, фасетов, треугольников и сплайнов), которые `соединены вместе, чтобы полностью охватить объект. Большинство основных коммерческих пакетов твердотельного моделирования, находящихся в настоящее время в распространении (например, Pro / ENGINEER [широко известный как Pro / E], Unigraphics и т. д.), Используют подход BREP, хотя у них есть некоторые возможности CSG. BRL-CAD, с другой стороны, в первую очередь представляет собой систему моделирования CSG с некоторыми возможностями BREP. Преобразования между CSG и BREP обычно могут быть связаны или преобразованы друг в друга. Для BRL-CAD доступен простой тип BREP в форме треугольников; он называется примитивом множества треугольников (BOT). Если объект BREP состоит из всех треугольников, представление BRL-CAD может быть точной копией. Но чаще всего объект BREP состоит из гладких изогнутых поверхностей, то есть треугольное представление BRL-CAD будет приближенным к объекту. Поскольку большинство коммерческих САПР имеют возможность создавать мозаичные аппроксимации своих объектов BREP, некоторые преобразователи в BRL-CAD (например, с Pro / E и Unigraphics) используют эти возможности. Кроме того, ранее упомянутый формат STL, который представляет твердые объекты полностью с треугольниками, предлагает универсальный (хотя и грубый) способ преобразования геометрии BRL-CAD (через преобразователь g-stl) практически в любую коммерческую систему CAD.

В зависимости от точки зрения, у использования CSG перед BREP есть свои преимущества и недостатки. Хотя «правильный» подход для данного проекта в конечном итоге зависит от многих особенностей (например, цели модели, доступности оборудования / программного обеспечения и совместимости с другими пользователями), при выборе между CSG и BREP следует учитывать следующие аспекты:

   Реализм - должна ли модель приближаться к реальной характеристике материала, толщине и объему, или же более важен реалистичный внешний вид поверхностей объекта?
   Разрешение - Насколько геометрически точной должна быть модель?
   Ресурсы - сколько места на диске и памяти потребуется для хранения геометрии и структур данных?
   Время - сколько процессорного времени требуется для чтения, записи и обработки модели, и сколько пользовательского времени потребуется для понимания, изменения и проведения анализа с ее помощью?

Использование документов, подготовленных в других САПР

Преобразование форматов файлов

Из-за множества существующих сегодня форматов файлов и быстро меняющейся природы компьютерного программного обеспечения и компаний-разработчиков программного обеспечения часто преобразование из одного формата файла в другой не является однозначным процессом. В зависимости от количества времени и усилий, которые пользователь BRL-CAD готов инвестировать, кажущиеся несовместимыми форматы можно принудительно преобразовать через другой формат САПР или через стандартизованный формат САПР (например, спецификацию начального обмена графикой [IGES] или Стандарта обмена данными о моделях продукции [STEP]).

Фактически, когда дело доходит до преобразования из BRL-CAD, широко распространенный формат Stereo Lithography Tessellation Language (STL) предлагает грубый способ преобразования объектов BRL-CAD практически в любую коммерческую систему CAD. Однако пользователю напоминают, что такие принудительные преобразования могут иногда приводить к созданию геометрии такого низкого качества (например, выходные форматы с низким разрешением или с потерями) или с плохими характеристиками производительности (например, большие или требующие больших вычислительных ресурсов выходные файлы), которые полностью перестраивают модель.

Следует отличать преобразователи геометрии BRL-CAD, и преобразователи изображений BRL-CAD (например, pix-bw, pix-ps, pix-rle, bw-ps и pl-ps). Последние преобразуют растровые изображения т. е. результаты рендеринга. Кроме того, написать программу для преобразований можно и самостоятельно, опираясь на документацию САПР и её открытый исходный код.

Создание нового конвертера, описывает руководство для тех пользователей, которые хотят создать свои собственные индивидуальные конвертеры. А также отдельно рассматриваются вопросы постконверсии. В том числе это позволяет работать с чрезвычайно редкими и устаревшими форматами файлов более несуществующих САПР а также с распространёнными в узкой области применения или географическом регионе.

Степень поддержки совместимости: старые базы данных BRL-CAD всегда можно обновить до формата текущей базы данных (db) с помощью утилиты dbupgrade. Чтобы выполнить эту команду, пользователь вводит следующую команду в командной строке: dbupgrade oldformat.g currentformat.g. BRL-CAD сохраняет возможность работы в старом формате. Таким образом, пользователям новой базы данных не нужно беспокоиться о потере баз данных в старом формате.

Программа поддерживает разнообразные конвертеры форматов сторонних файлов: Euclid, ACAD, AutoCAD DXF, TANKILL, Wavefront OBJ, Pro/ENGINEER, JACK (the human factors model for doing workload/usability studies), Viewpoint Data Lab, NASTRAN, Digital Equipment's Object File Format (OFF), Virtual Reality Mark-up Language (VRML), Stereo Lithography (STL), Cyberware Digitizer data, FASTGEN4. Если Вам уже знакомы другие САПР для знакомства с BRL-CAD можно использовать уже подготовленные в них модель или чертеж, преобразовав их из оригинального формата, воспользовавшись справочной документацией.

Преобразование формата на примере формата DXF

Преобразование из формата AutoCAD DXF

Для преобразования формата DXF во внутренние форматы этой САПР применяется утилита dxf-g. Команда для конвертера dxf-g следующая:

dxf-g [параметры] input.dxf output.g

Параметры команды следующие:

   -c - указывает, что используется только первый цвет, обнаруженный для слоя в файле DXF; дополнительные цвета для того же слоя игнорируются.
   -d - отладка; при сбое создает дамп ядра.
   -s - применяет указанный масштабный коэффициент к данным DXF (принимает аргумент).
   -t - устанавливает допустимое расстояние (в миллиметрах) (по умолчанию 0,005) (принимает аргумент).
   -v - подробный; распечатывает информацию о прогрессе.

Особенности конвертации: Для получения дополнительной информации о формате файла DXF и возможностях импорта см. интерактивную документацию на веб-сайте Autodesk. Формат DXF позволяет указать единицы измерения, используемые в файле DXF; однако не все файлы DXF содержат эту информацию. Таким образом, если информация о единицах измерения не найдена в файле DXF, миллиметры (которые также используются по умолчанию и являются базовой единицей измерения в BRL-CAD) являются предполагаемой единицей измерения. Конечно, если миллиметры - неподходящий выбор для конкретного пользователя или приложения, можно использовать параметр -s (масштаб). Эта опция и другие доступные опции для конвертера dxf-g обсуждаются в следующем тексте. При использовании этого конвертера полигоны и сетки преобразуются в примитивы BOT. Каждый слой становится регионом. Линии, окружности и дуги становятся объектами n-многообразной геометрии (NMG), а точки становятся сферами. Примитив NMG представляет геометрию, которая определяется точками, линиями, многоугольными гранями и их совокупностями. Это основной примитив BRL-CAD для кодирования одномерных или двумерных (2-D) данных.

Преобразование в формат AutoCAD DXF

Команда g-dxf преобразует объекты BRL-CAD в ранее упомянутый формат AutoCAD DXF. Синтаксис этой команды следующий:

g-dxf [параметры] input.g объект (ы)

Параметры команды g-dxf следующие:

    -i - запрашивает выходной файл DXF в дюймах (по умолчанию миллиметры).
    -o output.dxf - указывает файл для получения вывода DXF (по умолчанию - stdout).
    -p - запрашивает, чтобы выходной файл DXF состоял из сущностей POLYFACE MESH (по умолчанию - сущности 3DFACE).

Команда также принимает параметры -v, -r, -a, -n, -x и -X, которые описывались в части, посвященной преобразователям импорта. САПР, при загрузке ранее сохранённых или сконвертированных материалов не отрисовывает, без прямого на то указания, загруженное содержимое, поэтому его наличие проверяется командой ls а отрисовка отдельной фигуры (например - spkr.s) может быть получена другой командой - draw spkr.s.

Основы работы

Если Вы заблудитесь в какой-то момент во время создания модели, вы можете использовать команду Z, чтобы удалить геометрию из графического окна и воспользоваться draw. Команда draw может отрисовывать несколько объектов, если они перечислены через пробел.

Размеры объекта при просмотре можно менять командуя - size 100, size 50, zoom .5, zoom 3.

Азимут, высота и поворот (все измеряются в градусах) определяют, где вы находитесь по отношению к просматриваемому объекту. Азимут определяет, где вы находитесь по бокам от него (т. е. впереди, влево, вправо, сзади или где-то посередине), высота определяет, где вы находитесь выше или ниже него, а поворот определяет угол, на который вы поворачиваетесь относительно обзора. направление. В строке подсказки консоли есть подсказка о положении объекта и консольных командах, однако обычно виды устанавливают через верхнее меню консоли.

Виды: перейдите в меню Modes и выберите Multipane. В графическом окне должны появиться четыре небольших панели с разными видами.

Клавиша (зажимаемая при манипуляциях с мышкой) SHIFT перемещает (перемещает), клавиша CTRL вращает, а клавиша ALT ограничивает (или ограничивает) перемещение или вращение по определенной оси (x, y или z). Эти оси соответствуют трем кнопкам мыши следующим образом: левая кнопка представляет ось x, средняя кнопка представляет ось y, а правая кнопка представляет ось z. Кроме того, клавиши SHIFT и CTRL могут использоваться вместе с любой кнопкой мыши для масштабирования объекта (хотя клавиша ALT не ограничивает это действие). ALT также с щелчком левой клавиши мыши выделяет вид и открывает меню указателя.

Новую базу данных создаёт команда mged а создание фигур из командного окна выполняется с помощью команд make и in. Новые команды рекомендуется осваивать сначала с помощью команды make так как она интерактивно запрашивает параметры и её последовательное применение 10-20 раз подряд позволяет надёжно освоить новую команду.

Нажатие клавиши Tab при частично набранном имени объекта даёт возможность быстрее написать команду.

В САПР концептуально есть два объекта, которые поддерживают логические операции. Один называется комбинацией, другой - регионом.

Типичная геометрическая фигура называется примитивом. Однако отдельных примитивов часто недостаточно для полного описания сложной формы моделируемого объекта. Таким образом, объединение двух или более примитивных форм в другие формы (называемые комбинациями) с использованием логических операторов позволяет искусно имитировать форму самых сложных объектов. Свойства материала связаны с регионами (областями). Как и комбинации, регионы используют логические операции для создания сложных форм. Разница в том, что области - это формы, обладающие свойствами материала. Они занимают трехмерное пространство, а не просто определяют форму в пространстве.

Программа использует три булевых оператора: объединение, вычитание и пересечение. Вы можете использовать логические операции, чтобы комбинировать формы для создания более сложных форм.

Например, создание региона из логического объединения двух фигур: r part1.r u rcc.s - sph.s (вырезка в цилиндре углубления) или r part2.r u rcc.s + sph.s (общий объем цилиндра и сферы остаётся а индивидуальные объёмы обрезаются), r part3.r u sph.s - rcc.s (останется только кусочек сферы, не входящий в цилиндр).

Команда B служит для отображения регионов и комбинаций. Для группового отображения присваивается комбинация с именем: g Dome.c part1.r part2.r part3.r.

Всегда возможно получение справки в консоли или в графическом интерфейсе: Команды ?, ?devel, ?lib, help, helpdevel, and helplib предоставляют дополнительную информацию о доступных командах. Список доступных команд разработчика: ?devel. Список доступных команд интерфейса библиотеки BRL-CAD: ?lib. Cписок доступных команд mged:?.

Примеры:

   mged>?
   mged>?devel
   mged>?lib