Modelo de estrutura de arame - Wire-frame model

Renderização de amostra de um cubo de arame , icosaedro e esfera aproximada
Imagem de um objeto de arame, usando a remoção de linha oculta
Perspectiva mostrada em uma representação de arame de um projeto arquitetônico
Renderização em wireframe de um modelo 3D complexo que representa um roupão de banho

Um modelo de estrutura de arame , também modelo de estrutura de arame , é uma representação visual de um objeto físico tridimensional (3D) usado em computação gráfica 3D . É criado especificando cada aresta do objeto físico onde duas superfícies suaves matematicamente contínuas se encontram ou conectando os vértices constituintes de um objeto usando linhas ou curvas (retas) . O objeto é projetado no espaço da tela e renderizado desenhando linhas no local de cada borda. O termo "estrutura de arame" vem de designers que usam arame de metal para representar a forma tridimensional de objetos sólidos. Modelos de computador com estrutura de arame 3D permitem a construção e manipulação de sólidos e superfícies sólidas. A modelagem de sólidos 3D desenha com eficiência representações de sólidos de maior qualidade do que o desenho de linha convencional .

O uso de um modelo de arame permite a visualização da estrutura de design subjacente de um modelo 3D. Vistas bidimensionais tradicionais e desenhos / renderizações podem ser criados pela rotação apropriada do objeto e pela seleção de remoção de linha oculta por meio de planos de corte .

Uma vez que as renderizações de arame são relativamente simples e rápidas de calcular, elas são frequentemente usadas em casos onde uma taxa de quadros de tela relativamente alta é necessária (por exemplo, ao trabalhar com um modelo 3D particularmente complexo ou em sistemas em tempo real que modelam exteriores fenômenos). Quando maiores detalhes gráficos são desejados, as texturas de superfície podem ser adicionadas automaticamente após a conclusão da renderização inicial da estrutura de arame. Isso permite que um designer revise sólidos rapidamente ou gire objetos para diferentes vistas sem os longos atrasos associados a uma renderização mais realista , ou mesmo o processamento de faces e sombreamento simples .

O formato de estrutura de arame também é adequado e amplamente utilizado em caminhos de ferramentas de programação para máquinas-ferramentas de controle numérico direto (DNC) .

Ilustrações desenhadas à mão em forma de moldura de arame datam do Renascimento italiano . Modelos de arame também foram usados ​​extensivamente em videogames para representar objetos 3D durante os anos 1980 e início dos anos 1990, quando objetos 3D preenchidos "corretamente" seriam muito complexos para calcular e desenhar com os computadores da época. Modelos de arame também são usados ​​como entrada para manufatura auxiliada por computador (CAM).

Existem três tipos principais de modelos 3D de desenho auxiliado por computador (CAD); armação de arame é a mais abstrata e menos realista. Os outros tipos são superficiais e sólidos . O método de modelagem wire-frame consiste apenas em linhas e curvas que conectam os pontos ou vértices e, portanto, definem as arestas de um objeto.

Exemplo simples de modelo de wireframe

Um objeto é especificado por duas tabelas: (1) Tabela de vértices e, (2) Tabela de borda.

A tabela de vértices consiste em valores de coordenadas tridimensionais para cada vértice com referência à origem.

Vértice X Y Z
1 1 1 1
2 1 -1 1
3 -1 -1 1
4 -1 1 1
5 1 1 -1
6 1 -1 -1
7 -1 -1 -1
8 -1 1 -1

A tabela de arestas especifica os vértices inicial e final de cada aresta.

Borda Iniciar o vértice Fim do vértice
1 1 2
2 2 3
3 3 4
4 4 1
5 5 6
6 6 7
7 7 8
8 8 5
9 1 5
10 2 6
11 3 7
12 4 8

Uma interpretação ingênua poderia criar uma representação de estrutura de arame simplesmente desenhando linhas retas entre as coordenadas da tela dos vértices apropriados usando a lista de arestas.

Ao contrário das representações projetadas para uma renderização mais detalhada, as informações de face não são especificadas (devem ser calculadas se necessário para uma renderização sólida).

Cálculos apropriados devem ser executados para transformar as coordenadas 3D dos vértices em coordenadas de tela 2D .

Veja também

Referências

  1. Principles of Engineering Graphics por Maxwell Macmillan International Editions
  2. Livro de dados do engenheiro ASME por Clifford Matthews
  3. Desenho de Engenharia por ND Bhatt
  4. Texturização e Modelagem por Davis S. Ebert
  5. Computação Gráfica 3D por Alan Watt