3D-Modellierung

3D-Anzeige

Die 3D-Anzeige bietet die folgenden Möglichkeiten:

• Schattierte- und Drahtmodellanzeige
• Standardansichten (oben, links, etc.)
• Dynamische Rotation, dynamisches Verschieben und dynamischer Zoom
• Definition des Zentrums der Ansichtsrotation
• Rotation mit Pfeiltasten
• Speichern und Wiederherstellen von Ansichten
• Ansicht Rückgängig und Wiederherstellen

Dynamische Ansichtsänderung

Sie können eine der folgenden Methoden benutzen, um die Ansicht dynamisch zu verändern:

• Zum Rotieren: Drücken und halten Sie die rechte Maustaste bewegen Sie die Maus
• Zum Verschieben: Drücken und halten Sie die mittlere Maustaste bewegen Sie die Maus
• Zum Zoomen: Verwenden Sie das Mausrad
• Zum Rotieren: Halten Sie rechte Maustaste gedrückt, drücken Sie dann die Strg-Taste und bewegen Sie die Maus zum Rotieren. Die Rotationsgeschwindigkeit ist abhängig von den Ausmaßen der sichtbaren Objekte. Diese Methode zur Rotation funktioniert gut bei großen Zoomfaktoren.

Andere Methoden sind ebenfalls verfügbar - diese werden aus Kompatibilitätsgründen zu älteren VariCAD-Versionen bereit gestellt.

• Zum Rotieren: Drücken Sie Strg-, Umschalt-Taste (Shift) und die linke Maustaste und bewegen Sie die Maus. Die Rotationsgeschwindigkeit ist abhängig von den Dimensionen in dem dargestellten Ansichtsbereich. Diese Methode funktioniert in den meisten Situationen gut, außer bei stark vergrößerten Ansichten.
• Zum Rotieren: Drücken Sie Strg-, Umschalt-Taste und die rechte Maustaste und bewegen Sie die Maus zum Rotieren. Die Rotationsgeschwindigkeit ist abhängig von den Dimensionen in dem dargestellten Ansichtsbereich. Diese Methode funktioniert besonders gut in stark vergrößerten Ansichten.
• Zum Rotieren: Halten Sie die rechte Maustaste gedrückt und drücken Sie zusätzlich die linke Maustaste und bewegen Sie die Maus. Dies ist das gleiche wie bei Strg-, Shift-Taste, linke Maustaste.
• Zum Rotieren: Halten Sie die rechte Maustaste gedrückt und drücken Sie zusätzlich die rechte Maustaste und Strg-Taste und bewegen Sie die Maus. Dies ist das Gleiche wie Strg-, Shift-Taste und rechte Maustaste.
• Zum Zoomen: Drücken Sie Umschalt-Taste und die linke Maustaste und bewegen Sie die Maus. Bewegen Sie die Maus nach oben, wird die Ansicht verkleinert, eine Bewegung nach unten vergrößert die Ansicht.
• Zum Zoomen: Drücken Sie die rechte Maustaste, dann die mittlere Maustaste und bewegen Sie die Maus.
• Zum Verschieben: Halten Sie Strg-Taste und die linke Maustaste gedrückt und bewegen Sie die Maus.
• Zum Verschieben: Haltens Sie die mittlere Maustaste und linke Maustaste gedrückt und bewegen die Maus.
• Zum Aktualisieren der Ansicht drücken Sie F6

Für die dynamische Ansichtsrotation, das dynamische Zoom und dynamisches Verschieben müssen selbstverständlich alle (Maus-)Tasten gleichzeitig gehalten werden.

Einstellungen der dynamischen Ansichtsrotation können mit dem Kommando "CFG" konfiguriert werden.

Animierte Ansichtsänderungen

Wenn die Ansichten nicht dynamisch per Mauszeiger, oder Mausrad geändert wird, erfolgt diese animiert. Zum Beispiel wenn die "Vordere Ansicht" gewählt wird und die aktuelle Ansicht ist um einen beliebigen Wert gedreht, erfolgt die Änderung nicht sprungartig, sondern schrittweise innerhalb weniger Zehntel-Sekunden. Dies vermittelt einen besseren Eindruck der Raumdrehung.

VariCAD überprüft laufend die Zeit für den Bildschirmaufbau. Falls der Rechner eine langsame Grafikkarte hat und wenn eine große Datenmenge an 3D-Daten dargestellt werden wird die Animation automatisch ausgeschaltet. Die animierte Darstellung kann mit dem Kommando "CFG" verwaltet werden.

Vordefinierte Ansicht

Der Winkel der vordefinierten Ansicht kann eingestellt werden. Die Vordefinierte Ansicht wird definiert indem die Vorderansicht um die X-, Y- und Z-Achse gedreht wird. Die Werte können mit dem Kommando "CFG" eingestellt werden. Standardmäßig wird die Vordefinierte Ansicht bei jeder neuen VariCAD-Datei verwendet.

Vordefinierte Ansicht - PRV

Dieses Kommando stellt die Ansicht gemäß dem vordefinierten Winkel ein.

Ansichtsrotation mit den Pfeiltasten

Sie können die Pfeiltasten benutzen, um die Ansicht um eine bestimmte Achse zu drehen. Drücken Sie Umschalt-, Strg-Taste oder beide und drücken Sie dann:

• Pfeiltaste links oder rechts für eine Rotation um die Y-Achse
• Pfeiltaste hoch oder runter für eine Rotation um die X-Achse

Sie können die Pfeiltasten in Kombination benutzen, um den Betrachtungswinkel zu ändern.

Werkzeuge für 3D-Ansichten

Linke Ansicht - VLE

Rechte Ansicht - VRI

Vordere Ansicht - VFR

Hintere Ansicht - VBA

Obere Ansicht - VTO

Untere Ansicht - VBO

Isometrische Ansicht 1

Isometrische Ansicht 2

Ansicht normal auf Fläche - RNP

Setzt die Ansicht senkrecht auf eine ausgewählte Fläche. Dieses Werkzeug ist besonders nützlich, wenn Sie eine 2D-Ansicht exportieren wollen.

Rotiert Ansicht X um 90° - X90

Rotiert Ansicht X um 180° - X180

Rotiert Ansicht X um 270° - X270

Rotiert die Ansicht um den angegebenen Winkel um die globale X-Achse (horizontale Achse)

Rotiert Ansicht Y um 90° - Y90

Rotiert Ansicht Y um 180° - Y180

Rotiert Ansicht Y um 270° - Y270

Rotiert die Ansicht um den angegebenen Winkel um die globale Y-Achse (vertikale Achse)

Rotiert Ansicht Z um 90° - Z90

Rotiert Ansicht Z um 180° - Z180

Rotiert Ansicht Z um 270° - Z270

Rotiert die Ansicht um den angegebenen Winkel um die globale Z-Achse (normal auf die Bildschirm-Ebene)

Ansicht rückgängig - ZPR

Ansicht wiederherstellen - ZRD

Zoom Fenster - ZWI

Legt den Zoombereich fest, in dem man zwei Ecken eines Ansichtsfensters spezifiziert.

Zoom alles - ZALL

Ändert die Ansicht so, dass alle sichtbaren Objekte angezeigt werden.

Ansichten speichern

Sie können bis zu acht Ansichten inklusive Rotation, Zoom und Verschiebung speichern. Über die Symbolleiste "Definierte Ansichten" können sie einfach auf eine gespeicherte Ansicht zurückgreifen.

Ansicht speichern - klicken Sie auf dieses Symbol und wählen Sie aus, unter welcher Nummer die Ansicht gespeichert werden soll.

Die anderen Schaltflächen dieser Symbolleiste stellen die unter der jeweiligen Nummer gespeicherten Ansichten wieder her. Ihre Ansichten werden mit der gerade bearbeiteten Datei gemeinsam gespeichert.

Sie können jeweils acht Ansichten für den 2D- und den 3D-Modus speichern.

Symbolleiste Standardansichten

Schattierte Ansicht und Drahtmodell

Schattiert/Drahtdarstellung - gesamte Ansicht - SHW

Schaltet von der schattierten Ansicht in die Drahtmodellansicht und umgekehrt.

Einstellungen der 3D-Ansicht

Darstellung von Oberflächen und Kanten - 3DS

Über diese Funktion können Sie genauer festlegen, wie 3D-Objekte dargestellt werden. Sie können definieren:

• Kantendarstellung. Hier können Sie den Glanz an Kanten an- und ausstellen sowie die Helligkeit von Kanten vorgeben. Außerdem können Sie hier festlegen, ob die Grenzen von Flächenstücken mit tangentialem Übergang als Linie dargestellt werden sollen oder nicht.
• Oberflächenreflexion. Hier können Sie Beleuchtungseinstellungen vornehmen und die Eigenschaften der Oberflächenreflexion festlegen, siehe auch Genaue Darstellung.

Farben und Kanten von Solids - SCO

Mit dieser Funktion können Sie folgendes einstellen:

• Die Dichte des Netzes von nicht-planaren Oberflächen bei Drahtmodell-Ansicht. Diese Einstellung betrifft alle Solids, die gegenwärtig als Drahtmodell angezeigt werden.
• Ob das gesamte Solid in einer einheitlichen Farbe angezeigt werden soll. Anderenfalls wird jede vorherige boolesche Bearbeitung in seiner individuellen Farbe dargestellt.
• Wenn das Solid in der Farbe gemäß der Materialzuordnung angezeigt wird (wie zum Beispiel einer häufig verwendeten Stahlsorte), können Solids gemäß ihrer Materialfarben unterschieden werden. Wenn die Farbe für ein Material oder für ein Solid kein Material definiert ist, wird dafür eine spezielle gemeinsame Farbe verwendet. Siehe Materiallisten.
• Die Farben von neuen Solids. Neue 3D-Objekte wie z.B. ein Solid, eine Bohrung, eine Verrundung werden in der ausgewählten Farbe dargestellt

Sie können auch eine andere Farbe für eine komplette Gruppe von Objekten festlegen. Dadurch ist es einfacher, Objekte vom Rest zu unterscheiden. Diese Einstellung dominiert über die ursprüngliche Farbe von Objekten. Wenn diese Einstellung deaktiviert ist, werden die Objekte wieder in ihrer ursprünglichen Farbe dargestellt.

Sie können eine bestimmte Farbe auswählen für:

• Verrundung
• Fase
• Gewindedarstellung
• Mechanische Bauteile, die aus der Bauteilebibliothek eingefügt wurden

Diese Möglichkeit ist deaktiviert, wenn die Farben gemäß der Solid Materialien definiert sind.

Farben und Kanten von Solids

Rotationszentrum der Ansicht

Immer, wenn die 3D-Ansicht gedreht wird, erfolgt diese Drehung um einen definierten Punkt. Es existieren mehrere Methoden zur Definition des Rotationszentrums. Am einfachsten geht dies indem man in einem freien Bereich die rechte Maustaste drückt und aus dem Kontextmenü die Methode auswählt.

Rotationszentrum auf Mitte aller Solids - VCN

Setzt das Zentrum für die Ansichtsrotation für alle sichtbaren Solids in den Massen-Schwerpunkt.

Rotationszentrum auf definierten Punkt - VCNI

Legt das Zentrum für die Ansichtsrotation auf eine bestimmte frei definierte 3D-Position.

Rotationszentrum auf Bildschirmmitte

Setzt das Rotationszentrum auf die Mitte der Ansicht. Diese Möglichkeit wird für die verbesserte Schattierung empfohlen.

Genaue Darstellung

Verbesserte Schattierung - SRD

Legt die Darstellungsart von 3D-Objekten fest. Genau dargestellte Zeichnungen sind realistischer und können z.B. in Produktbroschüren, gedruckten PDF-Dateien, usw. verwendet werden. Einmal ausgewählt bleibt die genaue Darstellung erhalten, bis ein Befehl zur 3D-Bearbeitung aufgerufen wird. Das heißt, dass Sie weiterhin alle Ansichtsfunktionen wie z.B. Hauptansichten, Ansichtsrotation usw. verwenden können, ohne dass sich die Darstellungsart ändert. Einige Einstellungen funktionieren ähnlich wie Standard-Einstellungen der Anzeige, es können jedoch für jede Ansichtsart eigene, unterschiedliche Werte festgelegt werden.

Die Verbesserte Schattierung wird vor allem für die Ausgaben hochauflösender Bitmap-Dateien oder für 3D-Ausdrucke empfohlen.

Folgende Attribute können für die genaue Darstellung festlegt werden:

• Oberflächenreflexion. Ermöglicht Beleuchtungseinstellungen und die Eigenschaften der Oberflächen festzulegen, siehe auch Oberflächenreflexion.
• Perspektive. Die perspektivische Darstellung kann ein- oder ausschaltet werden. Falls die perspektivische Darstellung verwenden wird, kann zudem stufenlos der relative Augenabstand eingestellt werden. Dieser Wert ist definiert als der Augenabstand von der nächstgelegenen 3D-Objektkoordinate geteilt durch die Größe des 3D-Bereiches.
• Einstellung der Lichtposition. Die Position der Lichtquelle kann mit dem Mauszeiger bestimmt werden.
• Zurücksetzen der Lichtposition. Setzt die Position Lichtquelle mittig über die Ansicht.
• Glattheit von gewölbten Oberflächen. Jede gewölbte Oberfläche wird über eine bestimmte Anzahl ebener Teilflächen dargestellt. Erhöht man die Anzahl der Teilflächen, so ist die Darstellung genauer, aber auch langsamer. Den Effekt kann man z.B. beobachten, wenn man einen Zylinder in starker Vergrößerung in Richtung der Zylinderachse betrachtet.
• Kantendarstellung. Der Kantenglanz und die Helligkeit an Kanten kann eingestellt werden, sowie auch ob an tangentialen Übergängen die Flächengrenzen angezeigt werden sollen. Diese Einstellungen gleichen den Standard-Einstellungen für die Anzeige.
• Gewindedarstellung. Wir empfehlen, die unterschiedliche Farbdarstellung von Gewinden auszuschalten, wenn diese Darstellungsart gewünscht ist.

Oberflächenreflexion

Unter dem Punkt Oberflächenreflexion können Sie folgende Einstellungen vornehmen:

• Spiegelnde Reflexion. Legt die Helligkeit von Oberflächen fest, auf die ein Lichtstrahl senkrecht auf trifft. Wird dieser Wert auf 0 gesetzt, so verschwinden alle Glanzpunkte auf der Objektoberfläche und die Einstellung für den Oberflächenglanz hat keine Wirkung.
• Oberflächenglanz. Bestimmt den Kontrast der Glanzpunkte unter der Lichtquelle.
• Intensität des Umgebungslichts. Bestimmt die Intensität der diffusen Beleuchtung. Dieser Wert kann nur bei genauer Darstellung eingestellt werden.

Es wird empfohlen, die genaue Darstellung mit einer gezielten Auswahl der Farbpalette zu kombinieren. Alle Werte für die genaue Darstellung können einfach geändert werden, die Auswirkung von Änderungen ist sofort sichtbar und bei Bedarf können die Werte auf Standardwerte zurückgesetzt werden.

Diese Einstellungen sind unterschiedlich für schattierte Solids und transparente Solids.

Dialog zur Einstellung der Oberflächenreflexion

Einstellen der 3D-Darstellungsgeschwindigkeit

OpenGL Einstellungen - OGL

Beim Programmstart erkennt VariCAD die unterstützte OpenGL-Version. Je nach Verfügbarkeit wird OpenGL 4.3 oder mindestens 4.0 verwendet. Für ältere Hardware oder bei nicht ausreichender OpenGL-Funktionalität arbeitet VariCAD mit OpenGL 1.1. In diesem Fall stehen manche Funktionen nur eingeschränkt zur Verfügung.

OpenGL 4.0 unterstützt den vollen Leistungsumfang der Grafik-Adapter (Grafik-Karte). Die Zeit für den Bildaufbau bei großen 3D-Datenmengen ist signifikant kürzer als in der alten OpenGL Version 1.1.

Fall es notwendig ist, kann die verwendete OpenGL-Version umgestellt werden - sinnvollerweise sollte diese Einstellung aber der VariCAD Software überlassen werden. Um die OpenGL-Version umzustellen startet man das Kommando "CFG" und wählt "OpenGL Versions- und Initialisierungseinstellungen".

Um die OpenGL-Einstellungen zu ändern, das Kommando "CFG" starten und "Leistung, 3D-Grafik" wählen. Für OpenGL 4.0 und höher kann folgendes ausgewählt werden:

• Grafikbuffer für Objektwahl verwenden (standardmäßig aktiviert, Deaktivierung nur im Problemfall).
• Bildqualität - Kantenglättung. Für gängige Hardware empfehlen wir einen Kompromiss zwischen Qualität und Geschwindigkeit - Multisampling-Kantenglättung 4x.

VariCAD deaktiviert die Kantenglättung wenn die Hardware dies nicht effizient unterstützt. Dieses Verhalten kann auch deaktiviert werden.

Beispiel für die Anzeige ohne Kantenglättung

Beispiel für die Anzeige mit Kantenglättung

Für das alte OpenGL 1.1 kann folgendes eingestellt werden:

• Methode für die Darstellung von 3D-Objekten (Arbeiten mit Darstellungslisten)
• Methode für die Erkennung von 3D-Objekten
• Hervorhebung von 3D-Objekten (Highlight-Modus)

Auch hier empfehlen wir die Einstellungen nicht zu ändern, außer es treten Probleme auf. Änderungen sind nur sinnvoll, wenn die Leistung des Grafiktreibers nicht ausreichend ist oder Fehler auftreten und wenn das problematische Verhalten durch die Einstellungen verbessert werden.

Hardware beschleunigtes OpenGL

VariCAD ist eine OpenGL Anwendung, dies bedeutet, dass VariCAD für die Darstellung von 3D-Objekten der OpenGL Standard verwendet. Dieser Standard wird von den meisten Hardware-Herstellern umfassend unterstützt.

Wir empfehlen dringend mit Hardware-beschleunigtem OpenGL zu arbeiten. Dies bedeutet, dass die Darstellung der 3D-Objekte direkt im Grafik-Adapter (oder in anderen Worten auf der Grafikkarte) errechnet wird. Auch wenn der Rechner grundlegend schnell genug ist, ist die Anzeige langsamer wenn sie vom Prozessor errechnet wird. Weiters ist die Software-Emulation von OpenGL unter Umständen nicht voll kompatibel zum Standard. Diese Probleme treten vorwiegend auf älterer Hardware auf.

Wenn mit dem Betriebssystem Windows gearbeitet wird und Ihr Computer ist mit einer Grafik-Adapter von NVIDIA oder ATI ausgestattet, wird für OpenGL sehr wahrscheinlich die Hardware-Beschleunigung verwendet, nur bei einigen billigen Lösungen mit integrierten Grafikadaptern kann die Darstellung langsam sein.

Unter dem Betriebssystem Linux ist es möglich, dass OpenGL nicht vollständig unterstützt wird. Um dieses Problem zu lösen empfehlen wir folgende Schritte:

• Stellen Sie sicher, dass Sie die aktuellen Hersteller-spezifischen (proprietären) Treiber für Ihren Grafik-Adapter haben. Diese können von den entsprechenden Webseiten (zum Beispiel von http://www.nvidia.com für NVIDIA Grafikkarten) herunter geladen werden. Auch die Installations-Anweisungen sind dort angegeben.
• Die Installation der Hardware-beschleunigten Treiber muss unter Umständen nach einer Linux System-Aktualisierung neu durchgeführt werden. Manchmal wird die Installation der beschleunigten Treiber auch automatisch angeboten.
• Wenn die Hersteller-spezifischen Treiber installiert sind und VariCAD dennoch Warnungen anzeigt oder die 3D-Anzeige langsam funktioniert, werfen Sie einen Blick in die Datei "errors.txt". Diese Datei befindet sich im VariCAD Arbeitsverzeichnis und enthält unter Umständen weitere Hinweise warum die Grafikkarte nicht korrekt arbeitet.
• Es ist auch möglich, dass auf bestimmte Geräte-Dateien nicht zugegriffen werden kann, weil sie nicht die richtigen Berechtigungen aufweisen. Dies kann oft dadurch gelöst werden, indem in der Benutzer-Verwaltung jedem Anwender die Gruppe "video" zugewiesen wird. Die entsprechenden Geräte-Dateien benötigen für den korrekten Zugriff die Gruppe "video" und falls der Benutzer nicht zu dieser Gruppe gehört, können Programme, die von ihm gestartet werden, nicht darauf zugreifen.

Testen der Hardware-Leistung

Hardwaretest - HWTEST

Diese Funktion ist nützlich, wenn Sie die Geschwindigkeit verschiedener Hardware wie z.B. Grafikkarten, Hauptplatine oder Prozessoren vergleichen wollen.

Die beste Methode ist, den Test direkt nach dem Start und ohne offene Dateien von VariCAD auszuführen. VariCAD erstellt eine eigene Testdatei (Benchmark-Datei), anschließend wird die Leistung der Hardware gemessen. Die Ergebnisse werden angezeigt und können in einer Datei gespeichert werden. Für die Testdatei sind die Ergebnisse vergleichbar. Es ist aber auch möglich, die Überprüfungen mit jeder aktuell geöffneten Datei durchzuführen.

Der Test überprüft und zeigt:

• Hardware und Systemkonfiguration
• Zeit für die Vorbereitung der Anzeige (Tesselierung). Das Ergebnis hängt von der CPU und GPU (Hauptprozessor und Grafikprozessor) ab.
• Zeit für die Schattierung aller Objekte. Dieses Ergebnis hängt nur von der GPU (Grafikprozessor) ab.
• Zeit für die Vorberechnung der Objekterkennung. Dieses Ergebnis hängt ebenfalls nur von der GPU ab.
• Optional die Zeit für den Neuaufbau der Grafik. Dieses Ergebnis hängt nur von der CPU (Hauptprozessor) ab.