3B Tasarım ve Modelleme — Ünite 2 Soru-Cevap

Üç temel prensip; katı (solid), yüzey (surface) ve çokgen ağ (polygon mesh) modelleme olarak sıralanabilir.

Tel kafes modelleme en temel ve diğer modelleme sistemlerinin ilk çıkış noktası olarak görülür.

Tel kafes sisteminin, yüzey ve çokgen ağ modelleme ile benzer yanları bulunmaktadır. En yakın olduğu prensip ise çokgen ağ modellemedir.

Katı modeller, içi dolu ve uzayda belirgin bir hacmi olan nesnelerin dijital temsilleridir.

Katı modelleme teknikleri yüzey modelleme sistemlerinin geliştirilmesinden sonra, 1970’lerde ortaya çıkmıştır.

Katı modeller, 3 boyutlu modelleme yazılımlarında bulunan temel geometrik şekiller olan küreler, dikdörtgen prizmalar, silindirler, piramitler, koniler ve toruslar (simit şeklindeki nesneler) kullanılarak oluşturulabilir.

Katı modelleme prensiplerine yönelik iki temel yaklaşım “yapıcı katı geometri” ve “sınır gösterimi” yaklaşımıdır.

B-rep sistemi (“sınır gösterimi” B-rep, Boundary Representation), 3 boyutlu modeli küçük yüzey koleksiyonlarına ayrıştırır. 

CSG ve B-rep sistemleri karşılaştırıldığında; CSG sistemlerinin başlangıçta bilgisayar destekli tasarım ve üretim uygulamalarında kullanıldığı ancak zamanla B-rep sisteminin daha yaygın hâle geldiği görülmektedir.

Günümüzde ürün tasarımında yaygın olarak kullanılan katı modelleme yazılımları arasında Solid Works, Fusion 360, Siemens NX, Catia, Inventor ve SpaceClaim yer almaktadır.

Yüzey modelleme, özellikle karmaşık geometriler ve ince detayları gerektiren uygulamalar için idealdir.

Yüzey modelleme prensibinde en yaygın hesaplama yöntemi olarak kullanılan düzgün olmayan oransal temel bağ interpolasyonu veya eğri yapısıdır (NURBS, Non-uniform rational basis spline).

Geometrik devamlılık, bir yüzeyin veya eğrinin parçaları arasındaki geçişin ne kadar pürüzsüz olduğunu tanımlar. Geometrik devamlılık dereceleri genellikle G0, G1, G2 gibi ifadelerle belirtilir.

Yüzey modellemede kullanılan, noktadan eğriye ve eğriden yüzeye yaklaşımı yerine; çokgen ağ modellemedekine benzer olarak elektronik model hamuru yaklaşımı ön plana çıkar.

Parametrik 3 boyutlu modelleme, modüller kullanılarak belirli denklemler ve parametreler arasında kurulan bir algoritma ile çalışır.

Üretken (generative) modelleme, tasarım süreçlerinde yapay zekâ ve bulut teknolojilerini kullanarak yeni ve inovatif çözümler üretmek için kullanılan bir yöntemdir.

3 boyutlu tarama, fiziksel bir nesnenin dijital ortama aktarılmasını sağlayan teknolojidir. Bu yöntem, nesnenin yüzey geometrisini belirlemek için kullanılır ve elde edilen veriler çeşitli alt yöntemlerle işlenir.

Parçaların farklı dosyalarda teker teker tasarlandığı sonrasında bir montaj dosyasında bir araya getirildiği yazılımlardır.

Autodesk Alias ve McNeel Rhinoceros, yüzey modelleme programları arasında en yaygın olarak kullanılan programlardır.

Spline yazılımını Shapr3D’den ayıran unsur vektör modelleme yöntemine dayanmasıdır.

Mimarlık alanında V-Ray, Corona ve Lumion gibi render motorları ön plana çıkmaktadır.

Fizik motorları, nesnelerin fiziksel davranışlarını simüle etmek için gerekli matematiksel hesaplamaları gerçekleştirirler.

Katı ile yüzey prensibe dayalı modeller farklı yazılımlar arasında geçiş yapmak için “.stp” veya “.step”, ve “.igs” veya “.iges” uzantıları kullanmaktadır.