cadp2的全部配图中文教程5

音响工程中的计算机辅助设计软件------CADP2（五）圆形体育场的建模前言朋友们也许会注意到，在上期的模型构筑中我们所绘制的每条线都是直线，每个面都是平面。我们都知道，几乎在所有的工程项目中都或多或少的要遇到曲线和曲面，比如圆形体育馆、体育场、圆形穹顶、圆形舞台……那么在CADP2中如何才能绘制这些圆形建筑的模型呢？其实，无论是CADP2还是EASE，BOSE的MODELER还有ALTEC的AconstaCAD……都不能直接输入曲线和曲面。因为，这些软件在声学模拟的过程中都只认面，而且只认平面！哪怕有一个面不平，则这个模型是无效的！怎么办？大家请看图①：从图中可以看出，一条曲线可以由多条直线段来近似的形成，直线段的数量越多，则形成的曲线越接近理想曲线，当然，曲面的获得也是由多个平面来组成的。这相当于量化的作用，好比数字化中的模拟转数字过程。圆的绘制：要想绘制圆形体育场，我们必须了解圆的绘制。圆是曲线中较特殊而且较难绘制的图形，掌握了它的特点及绘制方法对其它的圆形场馆、球面、圆穹顶的绘制有直接的意义。下面，我们来绘制一个半径为10米的圆。结合刚才所讲，我们把这个圆分成36段进行（36段应该很接近一个圆了）。如果把圆心作为一个作标的原点，那么可以把圆分成四个象限，则每个象限里有九个线段，只要我们把每个线段的点的座标算出来的话，连接这36个点，圆就出来了，如图2：如何算出每个点的坐标呢？现举例说明：如何求出如图2中的点C的座标，要求出此点的x..y坐标值，也即求出此点分别到y轴和x轴的距离(CL、CK的长度)，如图3：图中：∠A＝30°（因为每一个象限平分成了9段，每段与圆心的连线，与x轴所形成的角度是10°，第三个点与圆心的夹角也就是30°），再加上已知圆半径＝10m，所以此点的x轴坐标＝CosA×10＝0.866×10＝8.66my轴坐标＝SinA×10＝0.5×10＝5m依照此算法，我们可以总结出一个公式：x点坐标＝CosA×半径y点坐标＝SinA×半径下面依照此公式可以快速求出其它每个点的座标值，则此圆就出来了（当然第2、3、4象限的值无需计算，只是把各自x轴与y轴的值相应的调换，同时注意正负即可）。现在我们可以绘制如图4的体育场了。绘图之前我想提醒大家，以下要用到的画图方法如果已出现在上期的话，则本期将不在重复。另外，你还得准备一本数学用表，以方便我们后面大量的计算。已知体育场：田径场长100m、宽50m，四个弯道的圆弧半径R1＝10m，第一层观众席最高处的圆弧半径R2＝20m，走道宽度1.5m，第二层观众席前排的圆弧半径是R3＝21.5m，第二层观众席的最高处圆弧半径是R4＝40m，体育场顶部的圆弧半径R5＝25m，第一层观众席看台高度4m。绘图之前，必须先设置一下绘图环境：打开Options\Display窗口，把默认的英制改为公制，按OK；再打开Drawing窗口，把选项中的栅格尺寸改成0.01，按OK。依照前面介绍的公式，我们可以计算出R1与R2之间的三个面每个点的座标值如图5：A（10，0，0）B（8.66，5，0）C（17.32，10，0）D（20，0，0）E(5，8.66，0)F(10，17.32，0)G(0，10，0)H(0，20，0)………..按照这些坐标值我们可以轻松绘出第一层观众席。这里，告诉大家一个快速绘图的方法：你可以先近似的画出想要绘制的图形，然后到平面数据窗口精确的输入你所算出的每个点的坐标值。此方法既快又准确。但我们从上图中可以看出，此观众席目前是一个水平面，要知道，从图纸中可以看出，每一层后半部的高度是4m，也就是说这本个面都是倾斜的平面，并非水平面，如何才能让它的后半部抬起呢？有两种方法：1、先按住SHIFT键（按住CTRL键也可以，但它不能取消选择），然后用鼠标左键依次单击DC、CF、FH、这三条线段：选中这三条线段，这时在左视图中按住被选中的其中任意一条直线，向上拖拽4m，拖拽时注意观察信息栏中的坐标值的变化，x轴此时是不能有变化的，如果有变化，说明你并没有垂直的向上拖拽，而是歪斜了，当Z轴的数值变化到4时，然后松开鼠标。另外，为了提高拖拽的精度，最好把此视图放大后再进行拖拽。2、打开Windows／ShowsPlanes窗口，然后双击每一个平面的序号，依次修改相应的点，D、C、F、H的Z轴值为4。绘制好后，结果如图6。这里提醒朋友们在用第一种方法操作后，最好也到此平面控制窗口中检查每一个平面的点的坐标值是否准确，这是因为图形显示的尺寸与平面窗口中的数据总有些小误差。另外重要一点，不要误以为平面窗口中的数据只精确到小数点后2位，最好你算出的多少位就输入多少位，千万不要自行四舍五入，否则当你检查所有点的三维坐标时看起来都一样，结果这些结合起来的平面总是显示不平，那可是最头痛的问题了！接着，我们来绘制2层观众席之间的走道，注意看图7。我们是把弯角处第一层观众席设计为三个平面，而第二层由于它的半径比较大，所以设计为六个平面，在绘制走道时，应注意，靠近二层看台的走道的线段比靠近一层看台的线段多出一倍，所以，每个点现圆的夹角变成了15°，通过查询我们可以求出图7中7个点的x、y轴坐标。下面点击NEWPLANE命令依次点击D、C、F、H、M、L、K、S、I这11个点，则走道也绘制好了。关于绘制方法，我们上期已经讲得很详细，这里不再重复，只提示大家此走道的所有点的Z轴值，也即此平面的高度是4m。由于两层观众席之间是有高度的（已知2米），那么我们可以的通过选中线段IJ、JK、KL、LM、MN、NO这六条线段，然后调用Tools\ExtrudeEdges命令来实现。如图8我们可以像绘制图6一样来绘制第二层观众席了。首先计算机出各点的x.、y坐标，注意半径是R＝40米，而且各个点与圆心的夹角分别是以15°递增的。以下是各点坐标：P（40,0,16）S（28.28,28.28,16）V（0,40,16）Q（38.64,10.35,16）T（20,34.64,16）R（34.64,20,16）)U（10.35,38.64,16）绘制的结果如果图9：继续同时选中PQ、QR、RS、ST、TU、UV这六条线段然后在侧视图（SideView）用左键按住任意一条选中的线向上拖动10米后松开，则第二层观众席就形成了，如图10。别忘了去ShowsPlanes窗口中检查各平面的点的数值是否准确。至于二层观众席后墙面的绘制，我想已经难不倒各位了。利用ExtrudeEdges命令来拉伸得到；还有穹顶的绘制方法也和前面讲的一样，这里需要您自己动手试一下了。在此只提示几个尺寸：墙高6米，穹顶的半径是25m，同样也是分成六个平面来完成的。如图11：图中a、b、c、d、e、f、g、七点的坐标分别是：a（25,0,24）b（24.15,6.46,24）c（21.65,12.5,24）d(17.68,17.68,24)e(12.5,21.65,24)f(6.46,24.15,24)g(0,25,24)注意这七点在视图中看起来这和第二层观众席几乎是重合的，可不要偷懒不去计算这七点的坐标，否则后面当你拉伸时遇到那些烦人的黄绿色虚线条时，可不要怪我没有提醒你哟？到目前，我们已经完成了这个体育场的一个弯角。用以前所讲的方法，你可以自己把图12给绘制出来，方法同样不再重复。只是注意尺寸要正确，还有非常重要的一点：这两部分平面的长度只用原来长度的一半（长40m，宽15m）为什么这样做？因为CADP2已为我们提供一个非常宝贵的命令：镜像MirrorPlanes,有了它可以省去一半的时间，（在这个范例中可以省去四分之三的时间或更多）。现在，再次检查一下Options选项中的栅格尺寸是否是0.01，如果没有则应改成0.01，按OK。在任何一个视图中框选整个图形，这时整个模型的所有的面均被选中，这时单击Tolls下的MirrorPlanes，此时光标变成了如图示13的形状，把顶视图（TOPVIEW）切换到全屏状态（在顶视图中双击右键），同时按F4尽可能的放大最左侧这条线段（我们把这条线作为镜像的参照线），这时在这些线段上任一处接住并向下拖动小段距离（注意你向下拖动的那条线尽量与这条线重合，如果重合，此时重合部分会是浅蓝色），此时松开左键，此时你会发现我们刚才所绘制的图形已全部复制到此条线段左侧。但此时不要太急着高兴，因为中间线仍然是红色的虚线说明这些虚线上的七个点并未重合（虽然看似重合）。你看起来是七个点，其实由于镜像后，这里已经是14个点了，所以你必须在这七个点上分别单击并微量的动一下，注意一定要微量！当光标变成带双圆圈的十字形时，说明此两点已真正重合成一点了，此时松开鼠标。好了，那些红虚线是否都已经变成了是黑色实线？如图14。下面的工作和刚才一样，用MirrorPlanes命令把体育场的另一半给镜像出来，最后别忘了绘制整个田径场面。至于穹顶上的红虚线，那是因为我们没有进行封顶的原因。好了，体育场就完全绘制完毕。你的模型怎么样？有没有黄绿色的虚线？有的话，赶紧到平面数据窗口去查查你的计算和输入有没有错误。你现在可以轻松一下了，同时也可美美欣赏一下自己的作品了：按CTRL键的同时，用右键在斜视图里随意拖一拖，并配合F4和F3试一试，你会兴奋一阵子的！