Моделируемый процесс это автомобиль

Моделируем автомобиль в 3ds Max

3ds Max — программа, которая применяется для многих творческих задач. С помощью нее создаются как визуализации архитектурных объектов, так и мультфильмы и анимированные видеоролики. Кроме того, 3Д Макс позволяет выполнить трехмерную модель практически любой сложности и уровня детализации.

Многие специалисты, занимающиеся трехмерной графикой, создают точные модели автомобилей. Это довольно увлекательное занятие, которое, к слову, может помочь вам заработать деньги. Качественно созданные модели авто пользуются спросом у визуализаторов и компаний видеоиндустрии.

В этой статье мы познакомимся с процессом моделирования автомобиля в 3ds Max.

Моделирование автомобиля в 3ds Max

Подготовка исходных материалов

Вы определились, какой автомобиль хотите смоделировать. Чтобы ваша модель имела максимальное сходство с оригиналом, найдите в интернете точные чертежи проекций автомобиля. По ним вы будете моделировать все детали авто. Кроме этого, сохраните как можно больше детальных фотографий автомобиля, чтобы сверять свою модель с исходником.

Запустите 3ds Max и установите чертежи в качестве фона для моделирования. Создайте новый материал редакторе материалов и в качестве диффузной карты назначьте чертеж. Нарисуйте объект «Plane» и примените к нему новый материал.

Следите за пропорциями и размером чертежа. Моделирование объектов всегда ведется в масштабе 1:1.

Моделирование корпуса

При создании кузова автомобиля, ваша главная задача — смоделировать полигональную сетку, которая отобразит поверхности корпуса. Вам достаточно смоделировать только правую или левую половину кузова. Затем примените к ней модификатор Symmetry и обе половины автомобиля станут симметричными.

Создание кузова проще всего начать с колесных арок. Возьмите инструмент «Цилиндр» и нарисуйте его по размеру арки переднего колеса. Конвертируйте объект в Editable Poly, затем, командой «Insert» создайте внутренние грани и удалите лишние полигоны. Получившиеся точки подгоните под чертеж вручную. Результат должен получится, как на скриншоте.

Сведите арки в один объект с помощью инструменат «Attach» и соедините противоположные грани командой «Bridge». Двигайте точки сетки так, чтобы повторить геометрию автомобиля. Чтобы точки не выходили за пределы своих плоскостей, используйте направляющую «Edge» в меню редкатируемой сетки.

Применяя инструменты «Connect» и «Swift loop» нарежьте сетку таким образом, чтобы ее грани находились напротив прорезов дверей, порогов и воздухозаборников.

Выделяйте крайние грани полученной сетки и копируйте их, зажимая клавишу «Shift». таким образом, получается наращивание корпуса автомобиля. Двигая грани и точки сетки в разных направлениях создайте стойки, капот, бампер и крышу автомобиля. Точки совмещайте с чертежом. Применяйте модификатор «Turbosmooth» для сглаживания сетки.

Также, с помощью инструментов полигонального моделирования создаются пластиковые детали бампера, зеркала заднего вида, дверные ручки, выхлопные трубы и решетка радиатора.

Когда кузов будет полностью готов, задайте ему толщину модификатором «Shell» и смоделируйте внутренний объем, чтобы автомобиль не казался прозрачным.

Окна автомобиля создаются с помощью инструмента «Line». Узловые точки нужно совместить с краями проемов в ручную и применить модификатор «Surface».

В результате всех проделанных действий, должен получиться вот такой кузов:

Моделирование фар

Создание фар состоит из двух трех этапов — моделирование, непосредственно, осветительных приборов, прозрачной поверхности фары и внутренней ее части. Пользуясь чертежом и фотографиями авто, создайте фонари с помощью «Editable Poly» на основе цилиндра.

Поверхность фары создается с помощью инструмента «Plane», конвертированного в сетку. Разбейте сетку инструментом «Connect» и двигайте точки так, чтобы они образовали поверхность. Аналогичным образом создайте внутреннюю поверхность фары.

Моделирование колес

Моделировать колесо можно начать с диска. Он создается на основе цилиндра. Назначьте ему количество граней 40 и конвертируйте в полигональную сетку. Спицы колеса будут моделироваться из полигонов, составляющих крышку цилиндра. Применяйте команду «Extrude» чтобы выдавить внутренние части диска.

После создания сетки назначьте объекту модификатор «Turbosmooth». Точно также создайте внутреннюю часть диска с гайками крепления.

Шина колеса создается по аналогии с диском. Сперва, нужно также создать цилиндр, но тут будет достаточно лишь восьми сегментов. Командой «Insert» создайте полость внутри шины и назначьте ей «Turbosmooth». Разместите ее точно вокруг диска.

Для большей реалистичности смоделируйте внутри колеса систему торможения. По желанию, вы можете создать интерьер автомобиля, элементы которого будут видны сквозь окна.

В заключение

В объеме одной статьи сложно описать непростой процесс полигонального моделирования автомобиля, поэтому в заключении приведем несколько общих принципов создания авто и его элементов.

1. Всегда добавляйте грани ближе к краям элемента, чтобы в результате сглаживания меньше деформировалась геометрия.

2. В объектах, которые подлежат сглаживанию, не допускайте полигонов с пятью и более точками. Хорошо сглаживаются трех- и четырехточечные полигоны.

3. Контролируйте количество точек. При их наложении используйте команду «Weld», чтобы объединить их.

4. Слишком сложные объекты разбивайте на несколько составных частей и моделируйте их по отдельности.

5. При движении точек внутри поверхности используйте направляющую «Edge».

Так, в общих чертах выглядит процесс моделирования автомобиля. Начните практиковаться в нем, и вы увидите, насколько увлекательной может быть эта работа.

Источник статьи: http://lumpics.ru/how-to-model-a-car-in-3ds-max/

Основные принципы формирования модели автомобиля на стадии проектирования Текст научной статьи по специальности « Математика»

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Дьяков И. Ф.

Рассматриваются вопросы математического моделирования технологических процессов при создании и доводке новых автомобилей. Приведены основные системы управления базы данных. Она позволяет сократить сроки конструкторских разработок, уменьшить трудоёмкость экспериментальных испытаний и затрат средств при создании новой конструкции.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Дьяков И. Ф.

THE MAIN PRINCIPLES OF FORMING OF THE MODEL OF THE CAR AT THE DESIGN STAGE

The problems of mathematical modeling of technological processes when creating and developing new cars are considered. The basic management systems of the database are presented. It allows to reduce the period of the design development, reduce the intensity of the pilot tests, and the costs of funds when creating a new design.

Текст научной работы на тему «Основные принципы формирования модели автомобиля на стадии проектирования»

ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛИ АВТОМОБИЛЯ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Рассматриваются вопросы математического моделирования технологических процессов при создании и доводке новых автомобилей. Приведены основные системы управления базы данных. Она позволяет сократить сроки конструкторских разработок, уменьшить трудоёмкость экспериментальных испытаний и затрат средств при создании новой конструкции.

Математическая модель, показатели эффективности, комфортность водителя, оптимальный процесс управления, виды кодирования

THE MAIN PRINCIPLES OF FORMING OF THE MODEL OF THE CAR AT THE DESIGN STAGE

The problems of mathematical modeling of technological processes when creating and developing new cars are considered. The basic management systems of the database are presented. It allows to reduce the period of the design development, reduce the intensity of the pilot tests, and the costs of funds when creating a new design.

Mathematical model, parameters of efficiency, comfort of the driver, optimal control of the process, kinds of coding

Математическое моделирование — это описание основных свойств (параметров) и характеристик автомобиля при проектировании с учетом движения в различных дорожных условиях и решения с помощью ЭВМ системы дифференциальных, интегральных и алгебраических уравнений, составляющих математическую модель.

При определении основных параметров автомобиля используют различные методы моделирования. Различают физическое, математическое, имитационное и модульное моделирование. Физическое моделирование базируется на теории подобия. В то время как теория подобия изучает свойства систем, устанавливает требования, которым должна удовлетворять модель, чтобы процессы, происходящие в ней, были подобны процессам, протекающим в натурном образце (оригинале). Физическое моделирование заключается в исследовании моделируемой системы на сформированной модели, которая подобна оригиналу. Оно содержит следующие моменты: создание модели, изучение процессов на модели, перенос полученной информации на моделируемую систему (натуру).

Теория подобия дает возможность установить наличие подобия и способы его получения. Подобными являются такие физические системы, у которых все характеризующие их параметры (все векторные величины геометрически подобны, а все скалярные величины пропорциональны в соответствующих точках пространства и в соответствующие моменты времени) подобны. Физическое подобие рассматривают как совокупность подобия частных характеристик объекта: геометрических, кинематических, динамических и температурных. Теория подобия базируется на трех основных теоремах, содержание которых заключается в следующем.

1. Для подобных между собой явлений уравнения, описывающие эти явления для натуры и модели, должны иметь одинаковый вид.

2. Все уравнения могут быть преобразованы в выражения, демонстрирующие однозначную связь между критериями подобия.

3. Краевые условия в подобных явлениях должны быть одинаковы.

При физическом моделировании важным является выбор констант подобия, которые влияют на точность получения результатов.

Математическое моделирование включает совокупность математических выражений и связей между ними, отражающих основные свойства проектируемого объекта. К математическому моделированию предъявляют требования универсальности, адекватности, точности и экономичности.

Степень универсальности математической модели характеризуется числом и составом учитываемых в ней внутренних, внешних и выходных параметров. Чем их больше в модели, тем она универсальнее, однако при этом значительно возрастают затраты вычислительных ресурсов. Универсальность модели в первую очередь зависит от числа и состава учитываемых параметров.

Так как автомобиль характеризуется п выходных параметров, то относительная погрешность по

каждому из них будет различна. В связи с этим для общей оценки погрешности модели £м по совокупности учитываемых выходных параметров используют одну из норм вектора

Если задаться предельно допустимой погрешностью [е], то в пространстве внешних параметров можно выделить область, в которой выполняется условие £м Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Источник статьи: http://cyberleninka.ru/article/n/osnovnye-printsipy-formirovaniya-modeli-avtomobilya-na-stadii-proektirovaniya

3D моделирование и проектирование автомобилей: что это такое, программы для создания модели

Ведущие разработчики в сфере автомобилестроения используют качественные ПО международного стандарта. Это кропотливый труд, в котором принимают участие несколько специалистов, каждый из которых отвечает за свою сферу – внутреннее наполнение, детали, корпус, дизайн. В статье мы расскажем, как создается 3D модель автомобиля и какие программы для проектирования используются.

Этапы моделирования с нуля

При налаженной работе автомобильного концерна весь процесс от идеи и создания макета до полной отработки всех механизмов и снятия с конвейера первой машины проходит около 72 месяцев. Могут быть корректировки, они в основном зависят от того, какие новые технологии разработаны, берется ли за основу прежняя модель, какие производственные мощности предлагает производитель. Рестайлинг, то есть переделка уже имеющегося авто, конечно, проходит в гораздо меньшие сроки – до 1 года.

Предпроектная подготовка, сбор исходных материалов – этап первый

Проходит исследования международного рынка автомобильной отрасли. Анализируется доля заполненности автосалонов этой конкретной марки, спрос потребителя, средняя сумма, которую готов заплатить покупатель, а значит, и класс авто.

Затем создается УТП, то есть уникальное торговое предложение. Это та особенность, которая отличает новинку от аналогов и прочих предложений производителя. Это может быть – повышенная безопасность, легкость управления, комфорт премиального уровня и прочее.

На этой ступени подготовки также проводится оценка следующих решений:

• весовая категория транспортного средства;
• расчет топливного расхода, пути к экономии ресурсов;
• выбор двигателя, мощи новой модели, количество лошадиных сил;
• выбор инвестиций и экономическая сторона вопроса, максимальная себестоимость одной единицы производства;
• договоры с поставщиками на материал, детали, расходные материалы;
• рекламная кампания.

Дизайн корпуса машины на 3D модели – этап второй

Здесь в первую очередь работают дизайнеры, они приготавливают свои эскизы, решения, цветовые исполнения, исследуют отзывы реальных покупателей, определяя из предпочтения по внешнему виду. Затем вступаются инженеры, которые выбранный дизайн адаптируют к реальным возможностям проектирования. Создаются трехмерные модели сборки, происходит работа по подбору материалов, в основном вопрос касается салона – какая ткань будет выбрана для обивки, для сидений, для панели управления, и пр.

На этой стадии по 3Д модели автомобиля оценивается аэродинамика – как воздух будет обтекать машину в момент ее работы, как дополнительные элементы будут способствовать развитию максимальной скорости.

В это время работают рекламщики, они создают первую пробную презентацию товара с указанием его лучших сторон. Если она пройдет провально, то у них еще будет время для переделки некоторых частей.

В этом момент на заводах уже запускается пробная версия – прототип должен быть максимально приближен к реальной конструкции, так как его будут оценивать, экспериментировать на нем.

Инжиниринг при создании 3Д модели автомобиля – этап третий

Эти действия происходят параллельно работе дизайнеров, при этом детали могут меняться незначительно вплоть до выпуска на конвейерную ленту.

Здесь уже решаются проблемы, связанные со внутренним наполнением:

1. передовые новинки в проектировании двигателя, его производство;
2. разработка КПП, выбор между автоматикой и механикой;
3. моделирование электрических схем – «мозги» машины, системы управления;
4. изготовление деталей корпуса и обшивки – металлопрокат необходимой формы и пр.

Вместе с исследованиями, если было создано что-то уникальное, происходит процесс получения патента на изобретение.

Проходят следующие работы:

• Кузов подвергается проверке на ударопрочность, затем подбираются альтернативные решения – как можно уменьшить общую массу авто, сделать металл более долговечным.
• Повторно проверяется аэродинамика и выдвигаются идеи по увеличению этого показателя.
• Вопрос о комплектации новейшими развлекательными системами, а также дополнительными функциями, например, автоматическим парктроником и другими.
• Анализ поведения комплектующих в различных климатических условиях – жара, мороз, повышенная влажность. Если выявлены проблемы, то варианты их разрешения.
• После создания пробного объекта, проводится его краш-тест.
• 3Д модель машины подвергается проверке экономичности бензина или альтернативного топлива.
• Разработка экономического и производственного плана по серийности запуска марки, месту ее сборки, варианты партнеров по продаже.
• Анализ цены, затраченной на все работы, расчет себестоимости.
• Получение сертификатов – на безопасность, категория экологичности и пр.

Производство – этап четвертый

Все производственные мощности перенастраиваются под выпуск новых изделий, закупаются и настраиваются новые станки. Для работы с ЧПУ программируются ПО. Программа от «ЗВСОФТ» ZW3D отлично совместима со станками ЧПУ. В этом софте могут одновременно работать на всех этапах создания 3Д модели авто, при 3D визуализации и моделировании деталей, а также при производстве.

На этой стадии изготавливаются все элементы кузова, внутреннее технологическое оснащение, производится подгонка компонентов и проверка на их совместимость. Когда все отработано, то начинаются работы по подбору рабочей силы, заключаются договоры с поставщиками расходных материалов и с оптовыми покупателями, налаживается запуск серии на постоянный конвейер.

Теперь подробнее поговорим об этапе проектирования дизайна средствами компьютерных технологий. Большинство САПР подходят для автомобилестроения. Используют ZW3D, ZWCAD, FormZ Pro, 3ds Max. Посмотрим пример создания макета в одном из ПО.

Общие принципы 3Д моделирования машины в специализированных программах

Сначала создается несколько чертежей в разных проекциях – сверху и снизу, со всех сторон. Они будут основой для будущего проекта.

Для работы с корпусом используется полигональная сетка. Ей удобно управлять, если понадобится изменить параметры плоскости, сделать скругление или выпуклость\вогнутость (что удобно производить в FormZ Pro), задать желаемые параметры, поработать с фактурой.

Можно работать с одной стороной авто, а затем воспользоваться функцией симметричного отображения или копировать элементы и воспользоваться ими повторно.

Для создания колесных арок нужно ориентироваться на расположение осей колес, их диаметр и расположение. Между двумя этими элементами нужно провести сетку линий, которая заложит основу корпусу. Двигая за точки полигональных прямых, можно аналогичным образом создавать бампер, двери, капот и крышу авто.

Этим же инструментом создаются окна и пластиковые детали, вся машина получает объем.

Работа над осветительными приборами проходит в три этапа в следующей последовательности:

• местонахождение и форма;
• внутреннее содержимое;
• поверхность из стекла.

Колеса в программе для 3D моделирования автомобилей

Диск создается на основе цилиндра, для работы с ним также создается полигональная сетка. Очерчиваются линии спиц, места креплений, внешняя сторона. После того как и шина будет выполнена в объеме, можно заняться деталями, например, системой торможения.

Далее можно перейти ко внутренней обивке, рулю, панели управления, если все это будет видно через стекла. Которые, впрочем, можно оставить матовыми и непрозрачными.

Поверхности A класса

Это такие объекты , которые строятся из сплайнов произвольного порядка с сопряжением кривых и поверхностей (с применением непрерывности G2 и выше) и соответствуют определенным аэродинамическим и,эргономическим требованиям. После создания такие поверхности, как правило, отражают свет, близко расположенные предметы. Ранее создавались только матовые покрытия без бликов, но все изгибы намного реалистичнее и нагляднее смотрятся на глянце. Именно для получения информации о качестве поверхностей подходит инструмент NURBS анализа, который есть в FormZ и ZW3D (версии Standard и Professional). С этой программой для проектирования машин в 3D можно добиться максимальной правдоподобности.

Если моделировать без такой технологии, то не получится сделать эффективный рендеринг, а тем более анимацию с освещением – тени постоянно будут идти неправильной волной. Для сложных деталей и поверхностей это и вовсе невозможно – одна вершина не на своем месте приведет к глобальному смещению общего рисунка.

Вот каких искривлений на корпусе можно добиться, если применять только полигональное моделирование:

Используя технологию NURBS в FormZ и ZW3D можно добиться непрерывного отображения света, которое фактически не преломляется из-за смещенных линий, вершин, петель или узлов.

Дадим вам несколько советов по моделированию авто в программах для 3Д проектирования, в которых есть и возможность разбивки на полигоны, и NURBS.

Расстояние между сегментами ребер

Оно должно быть максимально равномерным – между каждой точкой. Даже если у вас сложная геометрия чертежа, работайте с инструментами кривых линий. Это поможет вам достигнуть минимальных отклонений от непрерывного движения бликов.

Ребра жесткости

В ZW3D и formZ рекомендуется создавать ребра жесткости до их преобразования в поверхности класса А. Для легкого построения ребер в ZW3D имеются специальные инструменты Rib и Rib network, а в formZ Pro для придания сглаживания воспользуйтесь набором инструментов Subdivision Tools.

В formZ воспользуйтесь инструментами N-reconstruct, что позволит редактировать объект не разбивая его на полигоны. Это позволит работать напрямую с поверхностью NURBS как с мешем. При этом доступны инструменты присоединения, совмещения, продления, разбиения, редактирование каждой контрольной точки, вставка узловой точки и т.д.

Подразбиение

Это уже этап, когда вся поверхность отлаживается на предмет правильного и непрерывного отображения. Все элементы и острые углы этой мельчайшей сети нужно вручную двигать и возвращать на место в случае ошибки. Но этого этапа можно избежать, если применить NURBS анализ и рендеринг. Такими функциями обладают ПО от «ЗВСОФТ». Посмотрим подробнее, какие еще возможности дает софт от этого разработчика для автомобилестроения.

Источник статьи: http://www.zwsoft.ru/stati/3D-modelirovanie-i-proektirovanie-avtomobilej