Grafică și multimedia wireframe - cadre de sârmă

1.Introducere in wireframe

1.1 Reprezentarea obiectelor 3D Definitii 2D - 3D

În programele de CAD, reprezentarea obiectelor 3D se face în trei moduri: prin modele wireframe, reprezentarea prin suprafata exterioara a obiectului - surface - si prin corpuri solide - solid.

Wireframe este primul mod în care s-au reprezentat obiecte în trei dimensiuni. În acest mod, corpul este compus dintr-o suma de linii, arce si cercuri, ce-l marginesc. Este practic o colivie, care la rândul ei, nu are proprietati de masa, dar sugereaza bine volumul. Aceasta reprezentare ramâne la stadiul de sugestie a realitatii 3D, deoarece proprietatile corpurilor astfel definite nu respecta legile fizicii (pot ocupa acelasi volum fara sa se deranjeze reciproc, fara a sti unul de altul). Este înca un mod de reprezentare 3D folosit pentru a pastra compatibilitatea "în jos", spre versiuni anterioare, dar si pentru ca, din pacate, multe programe îl folosesc ca singurul mod de reprezentare 3D. Singura informatie continuta de corp despre el este dimensiunea acestuia.

1.2 Scurt istoric 3D - AutoCAD

În functie de performantele programelor si ale masinilor pe care rulau programele, reprezentarea 3D a parcurs mai multe etape. Si pentru ca AutoCAD-ul este, în momentul de fata, cel mai raspândit program de CAD de la noi, vom urmarii aceasta evolutie, a reprezentarii 3D, la diversele versiuni ale sale.

2D. Initial-1982, AutoCAD-ul a pornit ca un instrument de desen 2D. Pe parcursul evolutiei, au început sa apara primele elemente 3D:

• entitatile puteau fi create/mutate la o anumita elevatie, ramânând paralele cu planul XY;

• a devenit posibila atasarea unei grosimi - thickness - în directia z;

• au aparut entitati cu latime: Trace, înlocuita curând de polilinie - Pline; acestea aveau înca o dimensiune în planul în care erau desenate, suportând thickness si elevatie.

Wireframe. Prima versiune de AutoCAD care a continut elemente de 3D a fost Release 10 (si care a fost si prima "emanatie" postrevolutionara cu care am putut lua contact). Aceasta a fost practic prima versiune care a suportat modul wireframe de reprezentare 3D. Este momentul când liniile si cercurile puteau avea orice pozitie si orientare în spatiu; poliliniile puteau avea si ele orice orientare în spatiu, dar vertexurile erau obligatoriu într-un singur plan. Ulterior a aparut ca entitate AutoCAD 3DPOLY, la care vertexurile puteau fi si în planuri diferite, dar aveau un mare neajuns: nu puteau fi alcatuite decât din segmente de linie, nu si din arce de cerc.

Intre wireframe si surface

O alta reprezentare 3D - care se situeaza între wireframe si surface este cea prin linii cu grosime - thickness. Ca avantaje ar fi rapiditate si usurinta mare în folosire. De exemplu, pentru încadrarea în situl existent a unui anumit proiect (realizat cu toate detaliile necesare cu unelte consacrate), trasarea vecinatatilor se poate face rapid si suficient de sugestiv folosind (poli)linii cu thickness, în loc de a construii în detaliu fiecare constructie învecinata. Dezavantajul acestui tip de reprezentare este ca nu suporta texturi, iar pâna la versiunea 12 a AutoCAD-ului, era foarte dificil (uneori imposibil) sa se faca referire la puncte particulare (osnap) pe directia extrudarii.

Notiunea de solid s-a a aparut pentru prima oara la AutoCAD R12 prin introducerea modulului AME - Advanced Modeling Extention. Tot atunci corpurile 3D au primit noi proprietati: volum, masa, moment de inertie, etc. A fost practic primul pas în reprezentarea 3D în care obiectele se comportau asemanator realitatii: se puteau reuni sau scadea unul din altul, rezultând tot corpuri, cu muchii de intersectie reale, adresabile.

Dar lucrul cu AME era foarte greoi si necesita resurse mari, mult mai mari decât modulul de baza AutoCAD, (poate unul din motivele pentru care se comercializa separat de modulul de caza AutoCAD), cu program propriu de instalare.

Pe lânga asta, o serie de alte neajunsuri au facut ca utilizarea pachetului AME sa fie limitata. Dintre acestea:

• editarea corpurilor - mai ales a celor mai complexe - era foarte greoaie;

• pentru vizualizarea obiectelor AME (Hide si Shade), acestea trebuiau sa fie în format mesh, iar pentru editare, în format wireframe, deci manevre suplimentare de transformare; Render este mai inteligent, facând automat transformarea.

• densitatea mesh-ului este controlata de comanda Solwdens, ea trebuind a fi setata înaintea crearii corpului; densitati mari (maximul este 12) duc la reprezentari mai fidele, dar fisierele devin mari si greu de manevrat. Odata construit obiectul, schimbarea densitatii mesh-ului se putea face cu comanda Solpurge -> Pmesh, stergând vechiul mesh si creând unul nou.

• majoritatea aplicatiilor nu suporta formatul AME; exportul datelor se facea reducând obiectul la suprafata sa exterioara - folosind comanda Solmesh. Acesta a fost probabil cel mai mare neajuns al modulului AME, care a dus la înlocuirea lui cu nucleul ACIS în AutoCAD R13.