Základní ovládání a práce s programem Rhinoceros 3D

přednáška 2 Základní ovládání a práce s programem Rhinoceros 3D Program Rhinoceros 3D po spuštění zobrazí základní pracovní prostor, který je složen ze čtyř pracovních oken zobrazujících vytvářený model z různých pohledů, tradičního roletového menu v horní části, menu paletového v levé části a nad pracovními okny, dvou příkazových řádků pod roletovým menu a spodního stavového řádku (viz. Obr. 2-1). Výše uvedené atributy pracovního prostoru budou následně podrobněji vysvětleny spolu se základním ovládáním programu. Základní pomůckou pro ovládání programu je nástroj. Slouží k volbě veškerých příkazů v roletových i paletových menu, pro ovládání rozšířené nabídky v příkazovém řádku. Zvolením nástroje levým tlačítkem dochází ke zrušení právě aktivní funkce, pravým tlačítkem dochází ke zrušení všech probíhajících funkcí či nástrojů. Obr. 2-1 Základní pracovní prostor 10

2.1 Příkazy Rhina Rozhraní programu Rhinoceros (zkráceně Rhino) umožňuje zadávání příkazů třemi různými způsoby: 1/ Použitím roletového menu, kde jsou všechny příkazy dostupné do nejvýše tří podúrovní (viz. Obr. 2-2). Obr. 2-2 Roletové menu 2/ Kliknutím na tlačítko v paletě nástojů. Při této volbě jsou u některých ikon příkazy dále rozlišeny dle volby levým nebo pravým tlačítkem, což je možné zjistit ponecháním kurzoru na dané ikoně (zobrazí se malá nápověda, Obr. 2-4). Některá tlačítka obsahují skupinu dalších příkazů. Ta jsou označena malou šipkou v rohu. Delším stisknutím těchto tlačítek se zobrazí paleta se širší nabídkou (Obr. 2-3). Obr. 2-3 Nástrojová paleta Obr. 2-4 Nápověda 11

3/ Zadávání příkazů pomocí příkazového řádku. Přesné znění příkazů je uvedeno v rejstříku obsaženém v nápovědě. Příkazový řádek slouží také pro zadávání hodnot velikostí objektů, posunů, přesných poloh, apod. U některých příkazů obsahuje také nabídku širších voleb (Obr. 2-5), které lze využít jak za pomoci klávesnice, tak i kliknutím myší přímo na volbu v příkazovém řádku. Obr. 2-5 Příkazový řádek se zobrazenou širší podvolbou V následujícím textu budou blíže popsány způsoby zadávání příkazů uvedených v bodě 1/ a 2/, tzn. zadávání přes roletové menu nebo přes paletu nástrojů. V průběhu práce jsou ale veškeré těmito způsoby zvolené příkazy a postupy ještě viditelné v příkazovém řádku, takže je možné si tyto funkce a přesné tvary jejich zadávání postupně zapamatovat a zadávat je už jen pomocí příkazového řádku. Přesný výpis všech příkazů včetně vysvětlení je uveden v nápovědě (roletové menu Help, Command List...), popř. pod klávesou F1. 2.2 Cvičení 1: První kroky s Rhinoceros Pro lepší poznání následujícího textu je vhodné si vytvořit simulační objekt nebo objekty. 1/ Zvolte krátce ikonu, která značí skupinu předdefinovaných objektů, krátkou volbou vyberete kvádr. 2/ Zvolte její první vrchol pomocí myši v libovolném okně nebo zadáním tří souřadnic oddělených čárkou (např. 0,0,0 - počátek souřadné soustavy). 3/ Další bod zadejte opět pomocí myši nebo zadáním dvou parametrů oddělených čárkou, čímž definujete základnu tělesa. Zadáním pouze jednoho parametru je určena pouze délka hrany a program následně požaduje zadání délky druhé strany základny. 4/ Výšku kvádru je možné opětovně zadat myší nebo zadáním délky. Pokud požadujete vytvoření krychle, po zadání délky jedné strany stiskněte pouze Enter, čímž program vytvoří objekt se stejně dlouhou druhou a třetí dimenzí objektu. Pozn.: Ostatní objekty je možné zadávat podobným způsobem. Nejlepší pomůckou při modelování se stává sledování příkazového řádku, který požaduje všechy potřebné informace. 12

2.3 Práce s okny Po zapnutí programu Rhinoceros (dále jen Rhino) jsou defaultně nastaveny (přednastaveny) 4 okna, která modelovaný předmět zobrazují shora (Top), zepředu (Front), zprava (Right) a v perspektivě (Perspective). Toto uspořádání je však možné upravit. Okno, které je právě aktivní, je zvýrazněno. Přepínání mezi okny probíhá pouhým kliknutím myší do nově zvoleného okna. Poměr velikostí mezi jednotlivými okny je možné měnit. Postačí nastavit myší symbol šipky na rozhraní mezi okny, kde se pozmění typ šipky a následně podržením levého tlačítka myši a tažením nastavit požadovaný rozměr (Obr. 2-6). Zvolené okno je také možné zvětšit do prostoru ostatních. Toho je možné dosáhnout dvojkliknutím do místa názvu okna (Obr. 2-7). Obr. 2-6 Příklady proporčně uzpůsobených oken Obr. 2-7 Zvětšení pracovního okna 13

Tlačítko nesoucí název pohledu umístěné v jeho rohu slouží pro více příkazů. Přemístěním kurzoru na uvedené pole a stisknutím pravého tlačítka se zobrazí širší nabídka pro práci s oknem (Obr. 2-8). Zobrazené menu, které je taktéž v roletce View, bude nyní podrobněji popsáno. Maximize (maximalizace) - příkaz má stejný význam jako dvojklik na název pohledu, tzn. zvětšení zvoleného pohledu. Pan view - zvolením se kurzor přepne do režimu přesunu. Držením levého tlačítka na myši a tažením v aktivním okně dochází k dvoudimensionálnímu posunu okna dle taženého směru. Příkaz je praktický pouze u perspektivního pohledu, u 2D oken je aktivován držením pravého tlačítka myši a tažením. U perspektivního pohledu lze nahradit klávesouvou zkratkou složenou z držení tlačítka Shift + pravé tlačítko myši + tažením. Ikona přesunu se nachází také v paletovém menu defaultně nastaveném nad pracovním prostorem. Rotate view (rotace pohledu) - aktivací nástroje dochází ke změně kurzorového režimu na. Držením levého tlačítka na myši a posuvu v aktivním okně dochází k rotování okna (okno je následně třeba znovu nastavit, chová se jako perspektiva). Tento příkaz je výhodný pouze u 2D pohledů, u perspektivního pohledu je automaticky aktivován držením pravého tlačítka a tažením myší. Ikona se opět nachází v horním paletovém menu. Nástrojová skupina Zoom (zvětšení): Obr. 2-8 Nástrojová paleta pro Dynamic (dynamický) - - Aktivací příkazu, držením levého tlačítka myši a tažením nahoru a dolů je docíleno zvětšování či zmenšování aktivního okna. Příkaz lze použít klávesovou zkratkou Ctrl + držením pravého tlačítka myši a tažením ve směru osy y. Window (okno) - - Oblast zvětšení je definována velikostí obdélníku, který je vymezen stisknutím a podržením levého tlačítka myši. 14

Target (cíl) - význam a ovládání podobné jako u předcházející funkce, definovaný obdélník vychází ze svého středu, nikoliv z vrcholu. Extents (rozsah) - - V aktivním okně jsou zobrazeny všechny neskryté objekty, tzn. velikost obrazu je změněna na maximální možnou při současném zobrazení všech objektů. Extents All - Stejný príkaz jako předcházející, ovšem veškeré objekty jsou zobrazeny na maximální možnou velikost ve všech pracovních oknech. Příkaz je aktivován také stisknutím pravého tlašítka myši na ikoně předchozího příkazu v nástrojové paletě. Selected (vybrané) - - Příkaz je ovládán podobně jako Window. Pomocí okna je proveden výběr objektů, které mají být zvětšeny na maximální velikost v rámci aktivního pracovního okna. pokud je ve vybrané oblasti více objektů, program vybere označený objekt nebo ten, který je vybrán v celém objemu. Selected All - Pomocí okna zvětší vybraný objekt ve cšech pohledech. Příkaz je opět aktivován také stisknutím pravého tlašítka myši na ikoně předchozího příkazu v nástrojové paletě. Undo View Change (zpět změna pohledu) - - Zruší jakoukoliv změnu pohledu (translaci, rotaci či změnu směru pohledu) o jeden krok zpět. Klávesová zkratka Home. Redo View Change (znovu změna pohledu) - Obnoví změnu pohledu o krok dopředu. Příkaz je aktivován stisknutím pravého tlašítka myši na ikoně předchozího příkazu v nástrojové paletě. Klávesová zkratka End. Nástrojová skupina Set View (nastavení pohledu): Tato skupina se nachází také v paletovém menu nad pracovními okny, kde je umístěna ikona se širší nabídkou obsahující také náročnější nastavení týkající se pohledů na nastavenou pracovní rovinu (Obr. 2-9). Obr. 2-9 Širší paleta nastavení pohledu 15

Plan (Kolmo na CPlane) - Jedná se o příkaz, který nastaví aktivní okno kolmo na rovinu definovanou uživatelem (bude probráno později). Top - Bottom - Left - Right - Front - Back - - Aktivní okno přepne do pohledu shora (půdorysu). - Aktivní okno přepne do pohledu zespoda. - Pohled zleva. - Pohled zprava. - Pohled zepředu (nárys). - Pohled zezadu. Perspective - - Změní aktivní okno na perspektivní pohled. Named Views... - Umožńuje nastavený pohled pojmenovat a uložit. Následně je možné se k tomuto pohledu vrátit. Příkaz je výhodný např. při práci s více a různě rozmístěnými objekty, zejména s pracně nastavenými perspektivními pohledy. Skupina Viewport Layout 4 Viewports - - Pracovní prostor rozdělí na 4 stejně velká, defaultně nastavená okna (stejně jako při spuštění nového souboru). 3 Viewports - - Pracovní prostor rozdělí na 3 okna. New Viewport - - Do pracovního prostoru vloží na střed další pracovní okno, které je možné přesunout, popř. editovat jako ostatní. Aktivní okno je zařazeno v horní vrstvě. Close Viewport - Zavře aktivní okno. Skupina Set CPlane, Named CPlanes: Viz. přednáška 9. Skupina Background Bitmap: Viz. přednáška 9. 16

2.4 Režimy stínování Volba režimu stínování je možná taktéž v rohovém menu každého okna nebo pomocí klávesových zkratek, které jsou uvedeny. Režimy stínování, které nejsou založeny na renderování, používají při svém výpočtu informace, které uživatel nastaví pro každý objekt zvlášť (název, hladina, barva, počet izočar - bude probráno později). Pokud nejsou nastaveny, je automaticky počítáno se základními, přednastavenými informacemi. Tento rozdíl je patrný na Obr. 2-10 - 2.12, kde válec má nastavenu barvu a hladinu, kvádr je nastaven defaultně. Jedná se o bežné pracovní režimy. Renderovací režimy využívají informací týkajících se nastavení materiálů (průhlednosti, odlesky, apod.). Jedná se spíše o náhledové režimy, jejich výpočet je delší a u složitých modelů může způsobovat hardwarové problémy. Wireframe Display - +LMB - Ctrl + Alt + W - Tzv. drátový model. Defaultně nastavený režim zobrazující hrany a nastavený počet izočar. Je vhodný pouze pro nižší počet těles nebo pro práci s křivkami. Program tento režim automaticky využívá také při složitých operacích, kdy nemá dostatek virtuální paměti. Shaded Display - +LMB - Ctrl + Alt + S - Stínovaný mód. Viz. Obr. 2-10. Objekty jsou zobrazeny bez izočar v barvách nastavených v objektových vlastnostech, ignoruje materiálové nastavení. Obr. 2-10 Stínovaný režim Ghosted Display - Ctrl + Alt + G - Poloprůhledné zobrazení. Obr. 2-11. Obr. 2-11 Poloprůhledné zobrazení 17

X-ray Display - Ctrl + Alt + X - Rentgenové zobrazení. Odpovídá módu Shaded Display, tělesa jsou zobrazována bez rozdílu, avšak křivky jsou zobrazeny celé i v případě, že jsou zakryté jiným objektem, viz. Obr. 2-12. Obr. 2.12 Rentgenové zobrazení Rendered Display - Ctrl + Alt + R - Zjednodušený renderovací mód užívající informace o materiálu, jeho barvě, nasvícení scény a dalších vlastnostech. Zároveň zobrazuje drátový model. Obr. 2-13 Renderované zobrazení Flat Shade - Doplňující parametr vztahující se ke všem popsaným režimům. Vytváří barevné gradienty pomocí polí s konstantním vystínováním. Viz. Obr. 2-15. Obr. 2-14 Dialogové okno pro nastavení Flat Shade Obr. 2-15 Flat Shade využitý při stínovaném zobrazení 18

Shade Selected Objects Only - Další doplňující parametr vztahující se ke všem popsaným režimům. Aktivní objekt je zobrazen ve zvoleném módu, ostatní objekty jsou v drátovém zobrazení. Refresh - Aktualizuje zobrazení. Display Options... - Nabídka obsahující nastavení zobrazovacích módů, která obsahuje možnosti zobrazení mřížky, základních os a jejich symbolů, zobrazení křivek a izočar, světel, zobrazení textu a kót či barvu pozadí a barvu světla osvětlujícího scénu. 2.5 Pomocné funkce a stavový řádek Nyní budou popsány funkce a informace zobrazované v prostoru pod pracovními okny postupně zleva. CPlane / World Ukazatel polohy Ukazatel hladin Přepínač kroku Přepínač pravoúhlého pohybu Ukazatel práce v rovině Aktivuje menu uchop Obr. 2-16 Stavový řádek CPlane / World - přepínač umožňující využívat dva různé souřadné systémy - uživatelský / globální. Příkazu se při praktické práci téměř nevyužívá. Dalším ukazatelem je aktuální poloha kurzoru závislá na aktivním okně ve směrech os x,y, z. Ukazatel aktuální hladiny má funkci tlačítka, jehož volbou se aktivuje okno existujících hladin souboru. Tato problematika bude probrána později. Snap - F9 - Vypíná / zapíná funkci pohybu po kroku v rámci pracovního okna. Funkce je výhodná při operacích typu přesun objektu, otáčení, kopírování, apod. Velikost kroku je možné nastavit v menu File / Properties / Grid (mřížka) nebo pod ikonou / Grid. 19

Ortho - F8 - Vypíná / zapíná funkci pohybu pouze ve směru os právě využívaného souřadného systému, tzn. směr kolmý k průmětnám. Planar - Zapíná / vypíná práci v rovině. Práce probíhá vždy v průmětně nebo v případě perspektivního pohledu v pracovní rovině nastavené uživatelem. Osnap - Object Snap - Velmi důležitá funkce, která zapíná / vypíná menu přichytávání kurzoru k nejbližším objektům typu podle nastavení při operacích typu translace, rotace, nebo jiných editací, vytváření těles, apod., viz. Obr. 2-17. Obr. 2-17 Menu Osnap = uchop End - Kurzor je přichytáván na koncové body existujících objektů (konce křivek, vrcholy objektů, apod. Obr. 2-18. Near - Kurzor je přichytáván na nejbližší body nejbližšího tělesa. Obr.2-19. Point - Přichytávání k nejbližším bodům (nereaguje na tělesa, pouze na body jako samostatné objekty). Obr. 2-20. Mid - Midpoint - Middle - Zachytává střední body úseček, hran objektů, apod. Obr. 2-21. Cen - Center - Vyhledává středy kružnic, kruhových nebo kulových ploch, zakulacených hran, zakřivených povrchů, apod. Obr. 2-22. Int - Intersection - Reaguje na průsečíky dvou a více objektů. Obr. 2-23. Perp - Perpendicular To - Zachytává nejbližší body kolmo nebo kolmo na tečnu v daném místě. Obr. 2-24. Tan - Tangent to - Přichytává tečně k nejbližšímu zakřivenému objektu. Viz. Obr. 2-25. Quad - Quadrant - Vyhledá koncové body kvadrantů zakřivených objektů. Obr. 2-26. Knot - Zachytává body, tzv. uzly, ve kterých dochází ke styku více základen, např. vrcholy kvádrů, apod. Obr. 2-27. Project - Tlačítko zajišťující posun veškerých uchopených bodů do uživatelské roviny, tzn. promítne veškeré body uchopené v prostoru do roviny nastavené uživatelem nebo do základní roviny (v případě, že není CPlane nastavena). Disable - Po dobu stisknutého tlačítka bude menu Osnap deaktivováno. 20

Obr. 2-18 OSnap End - Uchop koncový - Kurzor je v rámci zvolené operace (konstrukce nového tělesa, translace, rotace, apod.) přichytáván ke koncovým bodům křivek, těles, atd. Obr. 2-19 OSnap Near - Uchop Nejbližší - Kurzor je v rámci operace přichytáván podle své polohy k nejbližším bodům na nejbližších objektech. Obr. 2-20 OSnap Point - Uchop Bod - V rámci operace je kurzor přitahován do nejbližších objektů typu Bod. Obr. 2-21 OSnap Middle - Uchop Polovinu - - V průběhu vybrané operace je kurzor dle své aktuální polohy přitahován do středů úseček, křivek, hran těles, apod., tzn. do geometrické poloviny vzdáleností koncových bodů, nejedná se o středy kružnic nebo podobných objektů! Obr. 2-22 OSnap Center - Uchop Střed - Kurzor je přichytáván do středů kružnic, kruhových ploch nebo také středů zaoblení křivek či ploch, tzn. do středů křivosti jakéhokoliv objektu. Obr. 2-23 OSnap Intersection - Uchop Průsečík - Kurzor je ze své aktuální polohy přitahován do průsečíků dvou objektů kteréhokoliv řádu. 21

Obr. 2-24 OSnap Perpendicular to - Uchop Kolmici k - V rámci zadané operace je kurzor přitahován k jinému objektu do místa normály na směr operace, tzn. spojnice výchozého bodu operace a bodu přichyceného. Obr. 2-25 OSnap Tangent to - Uchop Tečnu ke - Směr zvolené operace je určen uchycením k jinému objektu v místě tečného dotyku. Obr. 2-26 OSnap Quadrant - Uchop Kvadrant - Kurzor je přitahován do stykových bodů kvadrantů zakřivených objektů. Obr. 2-27 OSnap Knot - Uchop Uzel - V rámci požadované operace je kurzor přichytáván do uzlových bodů objektů, tzn. do bodů se stykem více ploch, které tvoří objekt. 22

2.6 Cvičení 2 Probrané funkce si nyní vyzkoušejte pomocí vytvoření nových objektů a jejich tažení myší. 1/ Vytvořte si nové objekty pomocí krátce zvolené ikony (vytvoříte kvádr) nebo dlouhou volbou aktivujete širší menu předdefinovaných těles Rhina. Postupně si vyzkoušejte všechny objekty mimo ikon. Tyto funkce budou probrány později, nejedná se o tělesa. Definují se určením středu základny (rotační tělesa) nebo vrcholem základny a výškou. 2/ Jedno z vytvořených těles chytněte levým tlačítkem, držte jej a posouvejte myší po ploše. Tím docílíte posunu tohoto tělesa do libovolného bodu. 3/ Pravoúhlý posuv je aktivován současným stisknutím klávesy Shift. Zrušení operace pomocí Esc. 2.7 Velmi užitečné funkce Během modelování každý uživatel použije chybné operace. Rhinoceros umožňuje návrat o neomezený počet kroků zpět i dopředu (omezeno pouze počtem kroků od otevření). Menu návratu se aktivuje dlouhým stiskem ikony. Krátkým stisknutím levého tlačítka myši se dostanete o 1 krok zpět (Undo), pravého tlačítka o 1 krok vpřed (Redo). Širší menu obsahuje návrat o vybrané operace zpět nebo návrat o více kroků podle výpisu. Klávesové zkratky: krok vzad: Ctrl + Z, krok vpřed: Ctrl + Y. Obr. 2-18 Menu Zpět 23

2.7 Práce se soubory V roletovém menu File je umístěna skupina dále popsaných funkcí určených pro operace volby souborů, jejich export, apod. Některé funkce jsou dostupné také v paletovém menu. Rhinoceros 3D své soubory ukládá s koncovkou.3dm. New... - Ctrl + N - - Otevření nového souboru. Rhino nabízí výběr z již přednastavených formátů souborů, které mají předvolené jednotky (modelace v metrických mírách či palcích (inches), stopách (feet)) nebo zobrazení se třemi okny (snadno přestavitelné). Dalšími možnostmi je uložení pod vlastním jménem nebo volba No Template, která soubor otevře beze jména a přednastavených vlastností. Open... - Ctrl + O - - Otevření již existujícího souboru. Rhino je schopné otevřít soubory mnoha jiných programů nebo formátů (STEP, IGES, AutoCAD, 3D Studio. LightWave, Stereolitografický, ad.). Save - Ctrl + S - - Uložení již pojmenovaného souboru. Ve volbě Properties / Files nebo lze nastavit automatické ukládání v průběhu práce. Save Small - uloží soubor s kompresí. Velikost souboru je podle typu informací (objektů) cca o 25-30%. Incremental Save - Postupně vznikající projekt ukládá vzestupně pod určeným názvem s pořadovou číslovkou. Rhino neoperuje s konstrukční historií, tímto způsobem se však daný nedostatek dá nahradit. Save As... - Uloží soubor pod jménem. Save As Template... - Uloží jako šablonu poskytovanou v nabídce New... Insert... - Vloží do aktuálního souboru jiný soubor nebo objekt. Při vkládání je možné vkládaný objekt umístit do libovolného bodu, s libovolným měřítkem stavitelným ve třech dimenzích, s rotací a do skupiny, jako samostatný objekt nebo jako instanci bloku. Import... - + levé tlačítko myši (LMB = Left Mouse Button) Importuje do souboru informace (soubor) jiného software. Formáty vkládatelných souborů jsou uvedeny v odst. Open... 24

Export Selected... - + pravým tlačítkem myši (Right Mouse Button) - Exportuje aktivní objekty do souboru formátů uvedených v odst. Open... s rozšířenými možnostmi exportu do méně používaných typů. Export With Origin... - Exportuje vybrané objekty do vybraného formátu s označením vkládacího bodu (odesláním bez označení je automaticky brán počátek souřadné soustavy). Notes - Ke každému souboru je možné zapsat poznámky. Properties... - Vlastnosti souboru (nastavení kót, polygonových sítí, jednotek, mřížky) a obecné nastavení Rhioceros (měřítka zoomování, posunů, rotací, citlivost myši, klávesové zkratky, textu, barevnosti, automatického ukládání, zobrazení mřížky a symbolů, zobrazení kót či textu a křivek, apod. Print... - Ctrl + P - Tisk a jeho volby. Print Prewiev... - Náhled tisku. Print Setup... - Nastavení tisku. Worksession manager - Správce konferenčních propojení. Send... - Poslat e-mailem jako přílohu. Exit - Ukončení práce s Rhinoceros. 25