пятница, 16 марта 2012 г.

Способ разработки технической иллюстрации с использованием редакторов векторной графики. Типовой процесс разработки технической иллюстрации

clip_image064
Оригинал статьи в трех частях размещен здесь, здесь и здесь.

1 Введение

Наконец-то дошли руки до написания статей по процессам разработки технической иллюстрации (ТИ) с использованием различных способов разработки технической иллюстрации, представленных в статье http://technical-illustration.ru/2011/11/sposoby-razrabotki-ti/.
Начать хочется со способа разработки технической иллюстрации с использованием редакторов векторной графики. Лично для меня данный способ представляет наибольшей интерес, т.к. он наименее востребован на постсоветском пространстве. И, я считаю, очень зря. Иллюстраторам на предприятиях промышленности давно пора обратить на него внимание и переходить от широко распространенных редакторов растровой графики (типа Adobe Photoshop) к Adobe Illustrator, Corel Designed Technical Suite и другим редакторам векторной графики.
Т.к. способ разработки технических иллюстраций при помощи векторных редакторов получил наибольшее распространение в США, Канаде и Японии, данная статья будет базироваться на публикациях Ninian Carter, Cody Walker, и James Provost. По той же причине в качестве редактора векторной графики для разработки ТИ выбран Adobe Illustrator. Однако, следует заметить, что технологии разработки технической иллюстрации описанные на примере Adobe Illustrator могут быть использованы и для других редакторов векторной графики.

2 Технология построения изометрической сетки

Да простит меня Джеймс Провост, хоть он и не разрешил использовать материалы с сайта http://technicalillustrators.org, процесс построения изометрической сетки, я обойти не могу. Поэтому опишу основные его шаги (те кто хотят получить более полную информацию о данном способе могут ознакомиться со статьей Джеймса по адресу: http://technicalillustrators.org/2011/02/how-to-create-an-isometric-grid-in-adobe-illustrator/#more-1603).
Так вот, как уже было сказано ранее, мы рассматриваем техническую иллюстрацию, которая изображает объекты, расположены в изометрической проекции. Соответственно изометрическая сетка строится для удобства построения объектов в изометрическом пространстве.
Шаг 1
Создаем новый документ. Выбираем из панели инструментов инструмент Line Segment Tool и кликаем один раз в поле листа. В появившемся окне вводим угол поворота линии (90°) и длину линии (400 мм).
clip_image002[5]
Рисунок 1
Шаг 2
Перемещаем, полученную линию, в левый нижний угол листа. Открываем настройки пользователя. Это можно сделать из главного меню (Edit > Preferences > General) или с помощью горячих клавиш "Ctrl+k". В появившемся диалоговом окне в поле Keyboard Increment задаем шаг изометрической сетки. Я задам 5 мм, а вы можете задать любое значение, с которым вам будет удобнее работать.
clip_image004[5]
Рисунок 2
Шаг 3
Дублируем вертикальную линию по горизонтали. Для этого необходимо, удерживая клавишу "Alt", нажать "Стрелку вправо (влево)" на клавиатуре. При этом на листе будет копироваться горизонтальная линия с шагом 5 мм.
clip_image006[5]
Рисунок 3
Шаг 4
Необходимо повернуть текущий массив линий на «60°» и на «- 60°» для образования изометрической сетки. Для этого нужно выделить весь массив линий. Далее на панели инструментов выбрать инструмент Rotate Tool или кликнуть на клавишу "R" на клавиатуре. Кликнуть на клавишу "Enter". В появившемся окне задать угол поворота массива линий (60°) и сделать поворот данного массива через копию, кликнув клавишу "Copy". Далее выделить исходный массив данных и аналогичным образом повернуть его на «- 60°».
clip_image008[5]
Рисунок 4
Шаг 5
В результате должна получиться вот такая сетка.
clip_image010[5]
Рисунок 5
Шаг 6
Теперь необходимо обрезать полученную сетку по краю листа. Для этого начертить прямоугольник размером с текущий лист и по его контуру обрезать сетку. Прямоугольник можно построить выбрав на панели инструментов Rectangle tool или нажав на клавишу "M" на клавиатуре после этого кликнуть левой кнопкой мыши в левый верхний угол листа. В появившемся окне задать размеры текущие листа по которым необходимо обрезать сетку.
clip_image012[5]
Рисунок 6
Шаг 7
Теперь необходимо выделить все объекты, находящиеся на листе (Ctrl+A), и выполнить обрезку по нарисованному прямоугольнику. Это можно сделать из главного меню (Object > Clipping Mask > Make) или с помощью горячих клавиш "Ctrl+7".
clip_image014[5]
Рисунок 7
Шаг 8
В результате у нас должна получиться вот такая изометрическая сетка. Для удобства работы желательно заблокировать слой, на котором расположена сетка.
clip_image016[6]
Рисунок 8

3 Создание технической иллюстрации на основе чертежей объекта

3.1 Подготовка исходных данных

Как уже отмечалось ранее, зачастую основным источником исходных данных для разработки технической иллюстрации служит комплект чертежей. В нашем случае взят комплект чертежей на гидравлический тройник.
clip_image018
Рисунок 9
Для использования чертежей тройника и его элементов необходимо удалить все "лишние" элементы чертежей и привести их к одинаковому масштабу. Следует заметить, что в данной статье рассматривается вариант, когда комплект чертежей представлен в в одном из векторных форматов (dwg, pdf, cdr и т.д.).
clip_image020
Рисунок 10
Все чертежи деталей тройника и непосредственно чертеж самой сборки приведены к одному масштабу. В данном случае выбран масштаб 2:1. Чертежи пробки и штуцера удалены сознательно т.к. они в дальнейшем нам не понадобятся. Все исходные данные для их построения можно получить со сборочного чертежа. Однако, следует обратить внимание на то, что чертеж штуцера был использован для доработки сборочного чертежа тройника с целью устранения разрыва, выполненного на исходном сборочном чертеже. Полученные эскизы в дальнейшем будут использоваться для построения технической иллюстрации тройника.

3.2 Теоретические основы изображения объектов в изометрической проекции с использованием Adobe Illustrator

Для дальнейшего понимания сути производимых действий необходимо описать и объяснить технологию построения изометрической проекции в AI. Технология построения изометрической проекции в AI основана на методе SSR (Scale, Shear, Rotate), предложенном Коди Уолкером в своей статье Tutorial – Advanced Isometrics. Следует заметить, что данный метод построения изометрической проекции был опубликован и Кевином Халси, однако, на мой взгляд, в методе Кевина есть некоторые неточности. В частности, он не учитывает коэффициент изменения масштаба по вертикали (86,602%). Поэтому считаю, что подход Коди Уолкера более верный. Далее постараюсь пояснить почему.
Так что же собой представляет изометрическая проекция? В соответствии с определением, представленным в Википедии, изометрическая проекция - это разновидность аксонометрической проекции, при которой в отображении трёхмерного объекта на плоскость коэффициент искажения (отношение длины спроектированного на плоскость отрезка, параллельного координатной оси, к действительной длине отрезка) по всем трём осям один и тот же. Кроме того, следует заметить, что при разработке технической иллюстрации зачастую используется прямоугольная (ортогональная) изометрическая проекция.
На рисунке 11 представлен пример построения изометрической проекции квадрата ABCD в плоскости xo1y. В таком случае основным критерием правильности построения прямоугольной изометрии будет условие равенства коэффициентов искажения по всем осям. Учитывая, что в примере на рисунке 11 строится изометрическая проекция плоской фигуры, коэффициенты должны быть равны по двум осям:
AB/A2B2 = AD/A2D2 .
Izometria_1_2
Рисунок 11
После того, как описан основной критерий правильности построения изометрической проекции, можно переходить к методу SSR (Scale, Shear, Rotate). Данный метод подразумевает проведение с исходной плоской фигурой, расположенной в двумерном пространстве, трех простых операций с целью ее проекции в ту или иную изометрическую плоскость. Этими действиями являются:
1. Scale ( Масштабирование);
2. Shear (Сдвиг);
3. Rotate (Вращение).
1. Scale ( Масштабирование).
На первом этапе Коди предлагает масштабировать любую плоскую фигуру по вертикали на 86,602%, что в первую очередь связано с особенностями работы инструмента Shear в Adobe Illustrator. Инструмент Shear помогает исказить фигуру вдоль выбранной оси и на определенный угол. В примере на рисунке 12 фигура сдвигается вдоль горизонтальной оси на 30°. Данный угол выбран не случайно, в методе SSR плоские фигуры будут искажаться на 30° и - 30° в зависимости от плоскости для проекции фигуры.
Izometria_3
Рисунок 12
При этом нарушается условие равенства коэффициента искажения по осям, что видно из рисунка 13:
DC/D1C1 ¹ BC/BC1.
Izometria_4
Рисунок 13
Учитывая то, что фигура сдвигается вдоль горизонтальной оси, можно предположить, что реальный коэффициент искажения может быть получен из отношения DC/D1C1 = 1. Тогда при правильном построении изометрии отношении BC/BC1 должно быть равно 1, таким образом, отрезок BC должен равняться BC1. Для пояснения этого тезиса отложим отрезок BC*1, равный по длине отрезку BC по оси BC1 (Рисунок 14).
Izometria_5
Рисунок 14
Далее проведем отрезок параллельный оси x через точку C*1 до точки пересечения с отрезком AD1. Таким образом, это позволит получить фигуру ABC*1D*1 удовлетворяющую критерию равенства коэффициентов искажения по осям:
DC/D1C1 = BC/BC*1.
Izometria_6
Рисунок 15
Очевидно, что фигура ABC*1D*1 может быть получена путем применения инструмента сдвиг (shear) вдоль оси x к прямоугольнику ABC*D*. При этом прямоугольник ABC*D* может быть получен путем масштабирования прямоугольника ABCD вдоль оси y, тогда коэффициент масштабирования может быть получен из отношения BC*/BC = m.
Принимая длину отрезка BC за единицу с учетом того, что отрезок BC равен по отрезку BC*1, коэффициент масштабирования может быть определен следующим образом:
m = BC*/BC = (cos 30° × BC*1)/BC = cos 30° = 0,86602.
Итак, для того чтобы получить правильную изометрию с использованием метода SSR в первую очередь необходимо масштабировать плоскую фигуру, расположенную в двумерном пространстве, вдоль оси y на коэффициент 0,86602 или 86,602%.
2. Shear (Сдвиг) и Rotate (Вращение).
Далее полученную фигуру необходимо исказить на 30° или - 30° и повернуть на 30° или - 30° в зависимости от плоскости, в которую необходимо спроецировать фигуру из двумерного пространства. Значения искажения и вращения в зависимости от плоскости проекции представлены на рисунке 16.
Izometria_7
Рисунок 16
Думаю теперь, когда я изложил теоретические основы изображения объектов в изометрической проекции с использованием Adobe Illustrator, можно непосредственно приступать к процессу создания технической иллюстрации в AI.

3.3 Создание технической иллюстрации

Перед прочтением данной части статьи рекомендую ознакомиться с теоретическими основами изображения объектов в изометрической проекции с использованием Adobe Illustrator.
Для начала в файле с изометрической сеткой необходимо создать новый слой и скопировать на него эскиз для построения технической иллюстрации.
clip_image034
Рисунок 17
Далее необходимо разместить эскизы (вид сверху и вид слева) корпуса тройника в соответствующих изометрических плоскостях и расположить эти два эскиза друг относительно друга по смежному ребру.
clip_image036
Рисунок 18.
Следующим шагом является дальнейшее упрощение эскиза, а именно удаление невидимых элементов. Т.е. тех элементов, которые не будут видны при взгляде на объект, изображаемый на технической иллюстрации.
clip_image038
Рисунок 19
На следующем шаге необходимо провести дополнительные построения чтобы получить корпус тройника изображенный в изометрической проекции.
clip_image040
Рисунок 20
Проецируем эскиз сборочного чертежа гидравлического тройника в соответствующую плоскость и размещаем его в корпусе тройника по месту сечения.
clip_image042
Рисунок 21
После этого необходимо удалить все лишние элементы, которые будут мешать при дальнейшем создании изометрической иллюстрации.
clip_image044
Рисунок 22
Далее на основе данных полученных с исходного эскиза, размещенного в двухмерной плоскости, производим построение штуцера.
clip_image046
Рисунок 23
Строим все базовые окружности для изображения штуцера. После этого удаляем всю вспомогательную геометрию на основе, который были построены данные окружности. При построении размеры окружностей берем с эскиза чертежа общего вида.
clip_image048
Рисунок 24
Удаляем невидимые линии с использованием инструментов группы Pen Tool clip_image050.
clip_image052
Рисунок 25
Для построения резьбы строим две окружности соответствующие наружному и внутреннему радиусу резьбы в соответствующей проекции и многократно копируем их с шагом, равным шагу резьбы. Далее удаляем невидимые линии с использованием инструментов группы Pen Tool.
clip_image054
Рисунок 26
Учитывая то, что в состав тройника входит два одинаковых штуцера, расположенных в одной плоскости, второй штуцер можно построит путем копирования и вставки элементов первого штуцера.
clip_image056
Рисунок 27
Строим пробку.
clip_image058
Рисунок 28
Третий штуцер строится по аналогии с первым.
clip_image060
Рисунок 29
Ну вот мы и получили техническую иллюстрацию тройника. Далее необходимо только разнести линии по слоям (контурная линия, основные линии, тонкие линии).
clip_image062
Рисунок 30
А вот так наша иллюстрация будет выглядеть после экспорта.
clip_image064
Рисунок 31
Это все, что хотелось сказать о способе разработки технической иллюстрации с использованием редакторов векторной графики на примере Adobe Illustrator. Думаю, что содержания данной статьи достаточно для понимания сути процесса разработки технической иллюстрации классическими методами.



























































































Комментариев нет:

Отправить комментарий