FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

Grafik-Typen Vektor-Bild Pixel-Bild (z.B. Linie von Punkt X nach Y) Besteht aus Zeichenbefehlen (z.B. Linie von Punkt X nach Y) Besteht aus Bild-Punkten (genannt: Pixel) Wird in dieser Präsentation NICHT behandelt! FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

Algemein: Aufbau Objekt 2D-Linie Grafik besteht aus Objekten (Zeichenbefehle wie Line, Bogen, Rechteck) die Geometrie der Objekte wird durch ihre Koordinaten bestimmt als Text- oder Binärdatei wichtige Dateiformate: .DWG, .DXF, .WMF, .EMF, .SVG, .EPS, .PDF X Y x=50 y=60 x=10 y=20 FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

Allgemein: Vor-/Nachteile Vorteile: weitgehend geräteunabhängig geringer Speicherbedarf eine Vektorgrafik ist „intelligent“ (strukturiert, skalierbar, Objektweise änderbar, …) Nachteile: aufwendige Datenerfassung jedes CAD-Programm benutzt ein eigenes Dateiformat FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

Allgemein: Umwandlung Umwandlung Vektor in Pixel ist relativ leicht z.B. bei jeder Darstellung am Bildschirm (durch Grafikkarte) Umwandlung Pixel in Vektor ist sehr schwierig z.B. mit Hilfe von Vektorisierungs-Programmen … = oder oder FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

Allgemein: Modelle (nach Daten-Modell) 2D-Modell Konstruktion in einer Ebene (ähnlich „Zeichenbrett“) räumliche Bauwerke als Ansichten, Schnitten etc. 2-1/2D-Modell die Objekte aus der Ebene erhalten zusätzlich eine konstante Höhe 3D-Modell ähnlich dem Holz-Modell direktes Arbeiten in 3 Dimensionen Ansichten, Schnitte lassen sich dann automatisch erzeugen 3 Arten: Draht-Modell (aus Kanten) Flächen-Modell (aus Oberflächen) Volumen-Modell (aus Körpern) FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

Allgemein: 3D-Modelle Draht Oberflächen Volumen Vergleich der Modelle am Beispiel von Schnitten: Informationsverlust! Volumen-Modell ist für CAD am besten geeignet! Ansichten und Schnitte sowie Längen, Flächen, Schwerpunkte etc. können aus den Informationen automatisch ermittelt werden! Draht Oberflächen Volumen Flächen Punkte Linien FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

3D: Draht-Modell 3D-Modell nur als Kanten Vorteile: Nachteile: schnelle Darstellung Nachteile: mehrdeutige Abbildung, unübersichtlich keine Tiefen-Informationen (verdeckte Kanten etc.) automatische Berechnung von Flächen/Volumen nicht möglich FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

3D: Oberflächen-Modell 3D-Modell aus Einzelflächen Vorteile: automatische Entfernung von verdeckten Kanten/Flächen automatische Berechnung von Flächen/Volumen Nachteile: Modellierung recht schwierig Modellierung entspricht nicht dem natürlichen Vorgehen FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

3D: Oberflächen-Modell Einsatz bei der 3D Bildschirmdarstellung, in der Grafikkarte mit Hilfe von DirectX- oder OpenGL-Befehlen Oberflächen werden dazu aus Dreiecken zusammengesetzt (OpenGL beherrscht auch Vielecke) bei gekrümmten Flächen ist die Anzahl der Dreiecke für die Darstellung entscheidend FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

3D: Oberflächen-Modell jeder Eckpunkt besitzt 3 Koordinaten (X-, Y-, Z-Ordinate) aneinander liegende Dreiecke teilen sich Eckpunkte Speicher sparen 2 Listen: Koordinaten-Liste mit X-, Y-, Z-Ordinaten Dreiecks-Liste mit Position der 3 Eckpunkte aus Liste 1 Nur für den Computer einfach! FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

3D: Oberflächen-Modell Flächen-Definitionen: Oberflächen haben Vorder- und Rückseite, definiert durch den Umfahrungssinn der Eckpunkte oder den Normalvektor Außenseite: Normalvektor zeigt nach außen verdeckte Flächen ermitteln und automatisch entfernen 1 2 3 1 2 3 Normalvektor zeigt weg vom Betrachter Rückseite nicht zeichnen Normalvektor zeigt zum Betrachter Vorderseite zeichnen FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

3D: Volumen-Modell 3D-Modell aus Volumenkörpern Vorteile: alle Vorteile des Oberflächenmodells Modellierung einfach Simulationsberechnung möglich FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen

- 3D: Volumen-Modell Erzeugung mit Hilfe von: + + Zieh- bzw. Extrusionskörpern durch Ziehen geschlossener Linien bzw. einer Fläche entlang eine Achse Rotationskörpern durch Rotieren einer Line um eine Achse Booleschen Verknüpfungen aus Primitiven (Quader, Kugel, Keil …) durch Vereinigung oder Differenz - + + FHP - Fachbereich Bauingenieurwesen