prot Ótipo de um sistema de modelagem param Étrica de …
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Acadêmico: Denilson Domingos
Professor Orientador: Paulo César Rodacki Gomes
FURB - Universidade Regional de Blumenau
PROTPROTÓÓTIPO DE UM SISTEMA DE TIPO DE UM SISTEMA DE MODELAGEM PARAMMODELAGEM PARAM ÉÉTRICA DE STRICA DE SÓÓLIDOSLIDOS
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ROTEIROROTEIRO- INTRODUÇÃO
- OBJETIVOS
- MODELAGEM GEOMÉTRICA
- SISTEMAS CAD
- REPRESENTAÇÃO 3D
- MODELAGEM DE SÓLIDOS
- ACIS
- ESPECIFICAÇÃO
- IMPLEMENTAÇÃO
- CONCLUSÕES
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INTRODUINTRODU ÇÇÃOÃO
� Computação Gráfica - Modelagem Geométrica - Modelagem de Sólidos;
� Técnica CSG (Constructive Solid Geometry);
� Criação de modelos sólidos parametrizados.
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OBJETIVOSOBJETIVOS
� Desenvolver um protótipo de um sistema de Modelagem de Sólidos;
� Criar e editar modelos sólidos previamente definidos e parametrizados;
� Implementar a técnica CSG para definição destes modelos.
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MODELAGEM GEOMMODELAGEM GEOM ÉÉTRICATRICA
� Métodos para definir características geométricas;
� Geometria em duas ou três dimensões;
� Fórmulas matemáticas;
� Sistemas CAD (Computer Aided Design).
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SISTEMAS CADSISTEMAS CAD
� Desenhar ou modelar componentes e sistemas mecânicos, elétricos, eletromecânicos e eletrônicos;
� Auxílio à confecção de modelos e desenhos de engenharia;
� Integração da engenharia e manufatura.
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SISTEMAS CAD SISTEMAS CAD -- EvoluEvoluççãoão
� Sistemas CAD 2D
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SISTEMAS CAD SISTEMAS CAD -- EvoluEvoluççãoão� Sistemas CAD 3D
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SISTEMAS CAD SISTEMAS CAD -- ModeladoresModeladores
de Sde Sóólidoslidos
� Novos conceitos de desenvolvimento de produtos através das simulações por computador;
� Desenvolvimento de sistemas CAE (Computer Aided Engineering);
� Integração com sistemas CAM (Computer Aided Manufacturing).
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TTÉÉCNICAS PARA REPRESENTACNICAS PARA REPRESENTAÇÇÃOÃO
DE GEOMETRIA 3DDE GEOMETRIA 3D
� representaçãowireframe;
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TTÉÉCNICAS PARA REPRESENTACNICAS PARA REPRESENTAÇÇÃOÃO
DE GEOMETRIA 3DDE GEOMETRIA 3D
� representação por superfícies;
- Um conjunto de vértices define uma face ou superfície, estas definem o objeto;
- FACE: (x1, y1, z1,) – (x2, y2, z2) - ... - (xn, yn, zn);
- FACE: v1, v2, v3, ..., vn;
v1 – (x1, y1, z1)
v2 – (x2, y2, z2)
... ... ...
vn – (xn, yn, zn).
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TTÉÉCNICAS PARA REPRESENTACNICAS PARA REPRESENTAÇÇÃOÃO
DE GEOMETRIA 3DDE GEOMETRIA 3D
� representação sólida;
- criação e manutenção do modelo sólido;
- possibilita diversas operações envolvendo o modelo;
- diversas técnicas especializadas em representação de sólidos.
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MODELAGEM DE SMODELAGEM DE S ÓÓLIDOSLIDOS
� Um modelo sólido é uma representação digital;
� Engloba um conjunto de teorias, técnicas e sistemas focalizados em representações completas de sólidos;
� Cada técnica de modelagem possui vantagens e desvantagens;
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REPRESENTAREPRESENTAÇÇÃO POR LIMITESÃO POR LIMITES
� Representa um sólido através da subdivisão deste em faces.
� Necessita validar o modelo através do relacionamento de suas faces .
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PARTICIONAMENTO ESPACIALPARTICIONAMENTO ESPACIAL
� Decompõe o modelo sólido em primitivas;
� O tipo da primitiva e a forma com que são combinadas define cada variação desta técnica.
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SWEEPSWEEP
� Translacional
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SWEEPSWEEP
� Rotacional
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CSG CSG -- Constructive Solid Geometry
� Primitivas simples e operações booleanas;
� Um objeto é armazenado como uma árvore;
� Vantagens na definição de sólidos complexos;
� Primitivas Geométricas: Sólidos simples (cubo, cilindro, esfera, cone, etc) ou sub-espaços (planos, superfícies, etc);
� Transformações geométricas: rotação, translação e escala.
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CSG CSG -- Constructive Solid Geometry
� Operações Booleanas: União
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CSG CSG -- Constructive Solid Geometry
� Operações Booleanas: Interseção
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CSG CSG -- Constructive Solid Geometry
� Operações Booleanas: Diferença ou Subtração
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CSG CSG -- Constructive Solid Geometry
� Árvore CSG
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MODELAGEM PARAMMODELAGEM PARAM ÉÉTRICATRICA
� Permite a criação de modelos com dimensões variacionais;
� Possibilita a redução do ciclo de vida do projeto.
MODELAGEM BASEADA EM FEATURESMODELAGEM BASEADA EM FEATURES
� Utiliza-se de primitivas relevantes a área de aplicação;
� Uma feature pode representar um elemento físico do modelo, ou uma informação.
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ACISACIS
� Núcleo de Geometria escrito em C++;
� Utiliza-se da técnica B-rep para definição de geometria sólida;
� Pode representar nonmanifold geometry;
� Define um sólido através de sua geometria e topologia;
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ACISACIS
� Geometria: elementos físicos do modelo;
� Topologia: relacionamentos espaciais;
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ACISACIS
� Interface C++ / ACIS
� Layout da aplicação
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ACISACIS
� Funções API - modelagem / suporte à aplicação;
� Funções DI - consultas a informações;
� Classes - acesso / criação;
� Arquivos - tipo SAT e SAB.
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ESPECIFICAESPECIFICA ÇÇÃOÃO
� Diagrama de casos de uso
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ESPECIFICAESPECIFICA ÇÇÃOÃO
� Diagrama de classes
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ESPECIFICAESPECIFICA ÇÇÃOÃO
� Diagrama de sequência
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IMPLEMENTAIMPLEMENTA ÇÇÃOÃO
� Modelos parametrizados
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IMPLEMENTAIMPLEMENTA ÇÇÃOÃO
� Modelos parametrizados
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IMPLEMENTAIMPLEMENTA ÇÇÃOÃO
� Modelos parametrizados
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CONCLUSÕESCONCLUSÕES
� Dificuldades
� Objetivos alcançados:
- Utilização do ACIS;
- Construção de árvores CSG para definição de modelos sólidos parametrizados;
- Implementação do protótipo de um sistema de modelagem paramétrica de sólidos.
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CONCLUSÕESCONCLUSÕES
� Extensões:
- Utilização do ACIS para implementação de outras técnicas de modelagem de sólidos
- Implementar a técnica CSG disponibilizando primitivas sólidas, transformações geométricas e operaçõesbooleanas;
- Estudo dos problemas relacionados à consistência geométrica do modelo.
- Implementação de uma interface gráfica.