Что такое support edge 3 д модель

Обновлено: 07.07.2024

Материал поддержки (supportmaterial) — вспомогательный материал, используемый в 3D-печати для построения сложных объектов и увеличения качества и стабильности построения. Без использования поддержки невозможна трехмерная печать моделей с полостями, нависающими конструкциями, сложной детализацией, тонкими стенками или перекрытиями и другими сложными элементами.

Проще говоря, поддержка служит своеобразным временным фундаментом для печатаемого изделия. Послойное построение предполагает, что каждый следующий слой изделия опирается на предыдущий. В случае, когда под первым слоем в том или ином месте конструкцией изделия опора не предусмотрена, в дело вступает поддержка.

Как определить, где нужна поддержка?

Это автоматически делает программное обеспечение, поставляемое со всеми профессиональными 3D-принтерами. Вам нужно просто загрузить файл в формате STL, а программа самостоятельно рассчитает, где для качественного построения необходимо использование вспомогательного материала. Стоит отметить, что большинство софта также позволяет пользователю редактировать количество и расположение вспомогательных конструкций. Софт напрямую связан с возможностями трехмерного принтера и в автоматическом режиме покажет Вам, где поддержка нужна, а где нет.

Кроме того, программа до начала печати рассчитывает количество необходимого вспомогательного материала.

Если мы не согласны с автоматическим расчетом поддержек софтом для трехмерного принтера, то нам на помощь приходит ПО, где поддержки можно расставить вручную. На картинке пример ручного построения поддержек в программе AutoDesk MeshMixer.

Виды материалов поддержки

Растворимый

Существует 2 вида растворимых вспомогательных материалов, такие как HIPS и PVA. Данные типы пластиков используются для печати поддержек в сложных моделях, где важной составляющей является высокое качество полученного изделия.

У каждого типа пластика имеются свои плюсы и минусы.

Так, например, HIPS можно использовать как в качестве основного материла, так и в качестве вспомогательного. Данный пластик растворим в лимонене, соответственно отлично подходит для печати поддержек, где основным пластиком является ABS, так как они не взаимодействуют друг с другом. Так же есть свои минусы – это высокая стоимость лимонена.

PVA же наоборот используется исключительно как вспомогательный материал. Он хорошо растворяется в воде и совместим только с тем пластиком, где в роли основного материала является PLA. Но есть два не мало важных отличия от HIPS это высокая стоимость материала и более упрощенная постобработка готового изделия.

Удаляемый механически

Лишний материал отламывается, отпиливается, счищается. В данном случае в качестве поддержки выступает тот же материал, из которого строится сама модель. Но, чтобы облегчить его последующее удаление и снизить расход модельного материала, поддержка строится более «разреженно» по сравнению с самим объектом. Она имеет гораздо меньшую плотность и прочность, достаточную лишь для того, чтобы временно выдерживать вес выращиваемого предмета.

Выплавляемый

Плавится и вытекает при незначительном нагревании (гораздо ниже температуры деформации основного изделия). Обычно имеет восковую основу. Преимущества: деликатность, точность нанесения. Используется в фотополимерных и восковых 3D-принтерах серии ProJet компании 3D Systems.

Порошковая поддержка

Отдельно стоит сказать о порошковых технологиях 3D-печати. Здесь в качестве вспомогательного и основного выступает один и тот же материал. Однако та часть порошка, что была «вспомогательной», после очистки может использовать повторно в качестве основного материала. Благодаря этому, такие технологии являются практически безотходными. Исключение из правил составляет только трехмерная печать металлом. При печати металлом необходимо учитывать усадку металла. Для того, чтобы в процессе печати Вашу деталь не скрутило и не перекосило, необходимо закрепить её поддержками.

Чтобы изучить ранний прототип проекта 3D View и запустить код самостоятельно, перейдите в 3D View Sample.

В левой части имеются три области, которые можно использовать для отладки:

Область индекса Z. Переход через различные элементы в веб-приложении с учетом контекста индекса z. Область индекса Z - это область по умолчанию.
Область 3D DOM. Изучите DOM как единое целое со всеми доступными элементами. Чтобы получить доступ к области, выберите области DOM рядом с области Z-index.
Область Составные слои Чтобы получить полный опыт использования с точки зрения слоев, добавьте еще один 3D-элемент. Чтобы получить доступ к области, выберите области Композитные слои рядом с области DOM.

Справа на холсте отображаются подборки из индекса Z, 3D DOMили композитных слоев.

Навигация по холсту

Сочетания клавиш

Чтобы повернуть DOM горизонтально, выберите left-arrow клавиши и right-arrow клавиши. Чтобы повернуть по вертикали, выберите up-arrow и клавиши down-arrow .

Чтобы перемещаться по DOM, чтобы перемещаться по смежным элементам, выберите элемент, а затем используйте up-arrow клавиши и down-arrow клавиши.

Элементы управления мышью

Чтобы повернуть DOM, выберите и перетащите пространство холста.

Чтобы обойти DOM, щелкните правой кнопкой мыши и перетащите в нужном направлении.

Чтобы увеличить масштаб, перетащите два пальца по сенсорной панели или используйте колесо прокрутки мыши.

Элементы управления на экране

Чтобы сбросить представление холста с исходного представления, выберите кнопку Сброс камеры или выберите элементы Reset в представлении и повторно центр камеры (боковой значок обновления).

Чтобы обновить холст, например при смене браузера или переходе на представление **** эмулятора устройства, выберите кнопку Снимок повторного снимка или кнопку "Снимок" (значок обновления). ****

Индекс Z

Представление индекса Z

Несмотря на наличие в области индекса Z общих функций с областью 3D DOM, каждая из областей содержит специфичные элементы.

Выделение элементов с контекстом наложения

Элементы Highlight с параметром stacking context позволяют включить или отключить теги z-index для элементов на холсте. По умолчанию выбирается почтовый ящик.

Изменение области исследования

Кнопка Показать все элементы - это самый быстрый способ отображения всех элементов DOM после изменения параметров под ней.

Кнопка Показать только элементы с контекстом наложения удаляет элементы без контекста наложения и выравнивает DOM для упрощения перехода.

Кнопка Изолировать выбранный элемент совмещает в себе три кнопки. Под кнопкой Изолировать выбранный элемент есть два флажка: флажок Показать все родительские элементы и флажок Сохранить только родительские элементы с новым контекстом наложения.

По умолчанию установлен флажок Показать все родительские элементы. Чтобы отобразить элемент и всех родителей на холсте, выберите элемент, а затем выберите кнопку Изолировать выбранный элемент.

Чтобы отобразить элемент и родителей с новым контекстом укладки на холсте, включив только родителей с новыми настройками контекста укладки, а затем выберите кнопку Изолированный выбранный элемент. ****

Чтобы отобразить выбранный элемент на холсте, отключите оба параметра и выберите кнопку Изолировать выбранный элемент.

В нижней части области 3D DOM найдите флажок Скрыть элементы с порядком рисования, соответствующим их родительскому элементу. Установка и снятие флажка обновляет элементы в зависимости от вашего выбора. При выборе этого контрольного ящика элементы, разделяющие порядок краски, выравниваются с родительским элементом.

Параметры уменьшают помехи, которые создают сложные веб-страницы на холсте.

Тип цвета индекса Z

Это различные визуализации, которые можно использовать для DOM на холсте. Независимо от того, используете ли вы его для развлечения или потому, что визуализации помогают лучше визуализировать DOM, DevTools имеет разные сочетания цветов и параметр Использовать цвет фона. Область индекса Z имеет одинаковые цвета от лилового до белого и цвет фона с областью 3D DOM. Принимая во внимание добавленный визуальный элемент меток индекса z, ваши отзывы обусловили сокращение количества вариантов цвета.

Этот подход улучшает опыт отладки z-index. Переключатели позволяют переключаться между вариантами и выбирать тип цвета. Тип цвета - это либо цвет, которые наиболее подходит для проекта, либо цвет, который нравится вам больше всего.

3D DOM

Если вы больше хотите получить общее представление об отладке, а не опыт использования индекса z, 3D DOM предоставляет общее представление о DOM. Принимая во внимание, что контекст индекса z удаляется, DOM накладывается более тщательно и чисто. Область 3D DOM обладает аналогичными функциями, но есть несколько нюансов.

Изменение представления

Кнопка Изолировать выбранный элемент, расположенная в области 3D DOM, включает флажки Включить дочерние элементы и Включить родительские элементы. Оба флажка установлены по умолчанию. Это означает, что если после выбора элемента выбрана кнопка Isolate, холст отображает выбранный элемент, родителей элемента и детей элемента.

Чтобы отобразить выбранный элемент и родителей элемента, отключите параметр Включить детей и снова выберите кнопку Изолировать выбранный элемент.

Если включить параметр Включить детей и отключить параметр Включить родителей, а затем выберите кнопку Изолировать выбранный элемент, на холсте отображается элемент и все дети. Если вы отключите оба параметра и выберите выбранную кнопку Isolate, холст отображает только выбранный элемент.

Ползунок на панели управления с названием Уровень вложенности для страницы с номером рядом с ним. Номер указывает количество слоев для документа. Перетаскивание ползунка влево приводит к отслаиванию внешних слоев пока не будет достигнут установленный уровень вложенности 1 , при котором отображается только самый удаленный элемент DOM. Перетащите ползунок, чтобы удалить некоторые помехи. Это поможет вам лучше узнать о том, что происходит на нижних уровнях.

Тип цвета DOM

В области 3D DOM есть следующие параметры:

Три разных colorways:
- Карта интенсивности - от лилового до белого
- Карта интенсивности - от голубого до желтого
- Карта интенсивности - радуга
Параметр Использовать текстуру экрана добавляет контекст в процесс отладки. Он непосредственно отображает содержимое веб-страницы на элементах.

Композитные слои

Область Композитные слои

Область Композитные слои открывают элементы средства Layers без изменения контекстов. Вы по-прежнему можете получить доступ к сведениям каждого из слоев и иметь свитки Slow и Paint.

Многие считают, что зарубежные 3Dсистемы не приспособлены для быстрого и легкого создания чертежей. Как правило, на российских предприятиях можно найти либо отечественные, либо зарубежные системы, рассчитанные только на 2Dчерчение. Solid Edge опровергает это утверждение — в нем наряду с многофункциональным 3Dмоделированием предусмотрен и сильно развитый модуль черчения с возможностью создания как ассоциативных чертежных видов по 3Dмоделям, так и обычных 2Dчертежей, при соблюдении стандартов ЕСКД.

Разберемся более подробно, как создать чертеж в Solid Edge на примере детали корпуса подшипника (рис. 1), выполненной в 3Dмодуле Solid Edge.

Рис. 1. 3D-модель детали

В данной системе необязательно сначала создавать файл чертежа, а потом искать, какая же модель требуется для создания главного чертежного вида. Его можно создать сразу на основе открытой детали или сборки благодаря команде создания чертежа из 3Dсреды. Используя удобный инструмент выбора как главного вида (рис. 2), так и главных проекций (рис. 3), создаем заготовку на чертеже для дальнейшей работы. При этом Solid Edge сам определяет, какой масштаб нужно задать, чтобы помещаемые вами виды наиболее компактно разместить на чертеже.

Рис. 2. Выбор главного вида модели

Рис. 3. Выбор главных проекций

На следующем этапе можно существенно сэкономить время, если ваши шаблоны были изначально настроены и вы правильно сделали 3Dмодель. В Solid Edge вся атрибутивная информация автоматически передается из модели в чертеж, поэтому штамп основной надписи нам заполнять уже не требуется, а размеры из 3Dмодели всего за два клика извлекаются на чертеж (рис. 4). Таким же образом можно извлечь и осевые линии на видах.

Рис. 4. Автоматизированное извлечение информации из 3D-модели

Конечно, не все размеры можно извлечь из модели и не все полученные размеры будут нужны, но тут на помощь приходят команды простановки размеров, идентичные командам в 3Dмоделировании, что значительно сокращает время, необходимое для изучения продукта, и заметно упрощает работу в нем (рис. 5).

Рис. 5. Простановка недостающих размеров

Проставив недостающие и удалив ненужные элементы, можно дополнить информативность размеров специальными символами (знак диаметра, квадрата и т.д.), а также допусками и предельными отклонениями (рис. 6). На этом же шаге можно при необходимости добавить разрывы в выносных линиях и закраску фона на нужных размерах. Но многие из этих элементов можно настроить еще на уровне шаблона.

Рис. 6. Простановка специальных символов и допусков

Обработав имеющиеся виды, конструктор, как правило, начинает создавать различные разрезы и выносные виды с целью показать те элементы конструкции, которые не видны на главных проекциях. Наверное, самым сложным из таких элементов является ступенчатый разрез, но для Solid Edge и данная задача не является проблемой — он создается всего в несколько кликов мыши (рис. 7).

Рис. 7. Создание ступенчатого разреза

Рис. 8. Создание прочих видов

Рис. 9. Простановка дополнительных элементов

Рис. 10. Пример выбора шероховатости

Создадим недостающие чертежные виды (рис. 8) и разместим их так, как нам требуется, дополнив недостающими размерами. Посмотрим теперь на простановку других элементов, таких как шероховатость, допуски формы, расположения и пр. (рис. 9).

Заполнять формы данных элементов можно либо вручную, либо с помощью как стандартной, так и накапливаемой пользовательских баз (рис. 10).

Остается добавить технические требования, которые можно заимствовать из другой системы (например, из MS Word), но гораздо удобнее воспользоваться стандартным функционалом Solid Edge, позволяющим делать все, что требуется конструктору для этих целей (рис. 11).

Рис. 11. Добавление технических требований

Рис. 12. Готовый чертеж детали

Ну вот и все, чертеж готов! Согласитесь — ничего сложного, очень удобно и никаких проблем с нехваткой настроек по ЕСКД мы не испытали (рис. 12).

Чтобы ваша модель не рябила артефактами и ошибками, выглядела одинаково хорошо на всех платформах и не пожирала ресурсы, необходимо ее оптимизировать. Что такое texel density, mip mapping и padding, зачем нужна триангуляция и как сделать правильный шейдинг. Обо всем этом расскажет Евгений Петров Lead Weapon Artist компании Ulysses Graphics .

Shading

Шейдинг — это подложка под запекание нормалки. Чем лучше он выглядит, тем красивее будет финальная модель и normal map. Слева на скриншоте пример хорошего шейдинга, справа — плохого.

То есть слева low poly модель, максимально похожая на high poly: выглядит красиво, нет никаких артефактов и искажений. Справа видны ошибки в шейдинге, искажения.

Основные инструменты воздействия на шейдинг — это добавление большего количества геометрии. Если этот вариант не подходит, — проставление хардов. Изначально шейдинг модели на гифке ниже недостаточно корректно отображает ее форму. С добавлением edge loops модель шейдится лучше. Ее форма становится понятней.

Это самый лучший, но и самый затратный способ, потому что используется большое количество полигонов. Если у вас ограничения по полигонам, можно использовать харды. Однако в этом случае придется делать разрез на UV.

Поэтому хороший шейдинг — это баланс между софтами и хардами.

Совет всем начинающим: настраивайте шейдинг во время low poly стадии. Таким образом вы прямо по ходу ретопологии сможете понять, где добавить дополнительную геометрию, а где поставить hard edge.

Многие сначала делают ретопологию, разворачивают, запаковывают и только потом настраивают шейдинг по хардам. Это не самый корректный способ. Результат будет более оптимальным, если изначально опираться на шейдинг.

Texel Density

Это количество пикселей на текстуре, которое соответствует физическому размеру объекта. Слева на скриншоте — UV развертка ствола пистолета. Допустим, на текстуре 2К он длинной в 10 пикселей. Справа мы видим сам ствол. Предположим, что его длина 10 сантиметров. Таким образом Texel Density будет 1 пиксель на сантиметр.

Это нужно для того, чтобы абсолютно все объекты на уровне имели одинаковое разрешение текстур. Предположим, на уровне есть две бочки — одна маленькая, другая большая. Если мы применим к ним одинаковую текстуру в 2К, плотность их текстур будет отличаться. Маленькая бочка будет крайне плотная и детализированная, большая будет замыленная. Чтобы избежать этих проблем появился термин Texel Density.

Очень часто бывает, что клиент задает необходимое значение Texel Density, но не задает разрешение текстур. Раньше это создавало трудности. Приходилось колхозить. Сейчас в UV Editor Maya 2018 есть специальный инструмент. Выбираете необходимый UV Shell, нажимаете Get и вам выдает числовое значение, в зависимости от разрешения текстур. Точно так же можно выбрать любой Shell, задать цифру, нажать Set и Texel Density будет такой, как вы задали.

Распределение Texel Density.

Предположим, что желтый цвет — это Texel Density, которого мы должны придерживаться. Чем краснее цвет, тем его значение больше, текстура плотнее, детализация выше. И наоборот, — чем синее, тем значение меньше.

Прием с увеличением значения используется, в основном, в оружии от первого лица. Потому что, заднюю часть пистолета мы видим больше всего, и было бы неплохо сделать ее более детализировано.

С другой стороны, уменьшить детализацию там, куда никто не смотрит — это прием из разряда «must have». Абсолютно независимо от того, какой объект вы делаете.

Для одного из тестовых я делала квадратный генератор. Его днище, которое в принципе никогда никто не увидит, я разювишил точно так же, как и все остальное. То есть оно занимало ¼ моего UV пространства. Это было абсолютно не оптимальное использование текстуры. Для экономии пространства, в невидимых местах, заполненных геометрией, необходимо использовать крайне маленькие шеллы текстур.

Reuse

Повторное использование текстур — еще один не менее важный инструмент. Я использую его даже в работах для портфолио, потому что он тоже экономит много пространства.

Возьмем, например, пистолет. Его рукоять симметричная. Почему бы не использовать одну и ту же текстуру для обеих сторон? Все, что на гифке отмечено красным, используется повторно. То есть на UV пространстве оно занимает одно место, а на модели используется дважды.

Данный прием экономит не только пространство на UV, но и время на текстуринге, потому что текстурить вам нужно только одну сторону. Но есть и небольшой минус. Надписи, логотипы, цифры, текст, будут отображены зеркально. В таких случаях тоже есть уловка: можно использовать символы, которые читаются с двух сторон. Это жертвы, на которые стоит идти, чтобы, убрав лишнюю работу, повысить качество модели.

Ровные UV Shells

Для примера, я запек два кубика с одинаковым Texel Density и текстурой. Но в кубе слева все UV Shells выровнены по горизонтали и вертикали, а справа повернуты под углом.

Ровные шеллы создают хорошую, красивую фаску. Если же шеллы повернуты, мы видим эффект лесенки. Это крайне некрасиво. Особенно на игровых разрешениях текстур. Потому что в играх используется маленькое разрешение, на котором это очень заметно. Поэтому любой прямоугольный шелл нужно выравнивать. Даже если это не идеальная прямоугольная форма на самом объекте, я его специально выравниваю, чтобы на UV он был ровный.

Mip Mapping и Padding

Если игрок отдаляется от какого-то игрового объекта, то модель этого объекта меняется на менее полигональную. Точно так же с текстурами — чем дальше мы отходим, тем меньшая текстура к нему применяется. 4К подменяется на 2К, когда мы отходим еще дальше — на 1К. Этот прием экономит ресурсы вашего компьютера.

Padding — это расстояние между UV Shells. Чем меньше это расстояние, тем сложнее отображать текстуры при Mip Mapping. Потому что при уменьшении текстур, уменьшается и расстояние между шеллами. Padding нужно всегда делать побольше, или хотя бы следить за тем, чтобы он везде был равномерным. Для персональных работ, в принципе, все равно, но если вы делаете проекты для клиентов, на это следует обращать внимание.

Триангуляция

Это очень важный момент. Изначально полигоны прямоугольные — квады. Соединив два вертекса, получается два треугольника.

Любой движок, работающий с геометрией, триангулирует модель, чтобы корректно ее отобразить.

Если оставить квады на ровной поверхности, никаких проблем не будет. Но бывают не идеально ровные полигоны. И вот тут уже, в зависимости от того, как мы соединяем вертексы, меняется форма. В одном случае он вогнутый, в другом выпуклый.

Если запекать в квадах, то бейкер триангулирует модель каким-то своим образом, и на базе этой триангуляции выдает нормалку. Если затем эту модель закинуть в движок, то не факт, что он триангулирует ее также. Из-за несоответствия нормалки с триангуляцией, появятся ошибки и артефакты.

Чтобы быть уверенным, что ваша нормалка будет везде красиво смотреться, триангулируйте меш до запекания.

Градиенты на нормалях

Если вы все правильно сделали, нормалка будет выглядеть как на картинке слева. Она стремиться к однородному цвету, а градиентная информация находится по фаскам. Справа пример плохой нормалки с большим количеством градиентов.

Почему градиенты — это плохо? Текстуры — самая затратная часть любой игры. Когда вы качаете игру на 150 гигов, 100 из них — текстуры. Но все они компрессируются, что ухудшает их качество. Лучше всего компрессия видна в тех местах, где есть градиенты. Поэтому при максимально ровной нормалке ошибок быть не должно. Они, конечно, будут, но значительно меньше, чем с градиентом.

Следуя этим правилам, вы легко повысите качество своих работ, сократив усилия, необходимые для их создания.

Во второй части статьи рассмотрим основные правила хорошего текстурирования, которые помогут оживить вашу модель и сделать ее более интересной.

Подписывайтесь на нас в Facebook , Telegram , Vkontakte , Pinterest , чтобы ничего не пропустить.

Читайте также: