Reliefkonstruktion mit ReliefVTR

Die Reliefkonstruktion mit ReliefVTR

Reliefs werden in ReliefVTR aus 2D – Liniengrafiken gerechnet. Die Arbeitsfolge für fertige Fräsdaten besteht in der Regel aus den folgenden Schritten:

Konstruktion auf Hintergrundgrafik

Soll eine vorgegebene Grafik (Foto) nachgearbeitet werden, dann kann im CAD mit dem Foto im Hintergrund gearbeitet und die nötige Liniengrafik darüber gezeichnet werden. Farb- und s/w – Fotos werden am Besten in eine .jpg – Datei gespeichert und im CAD mit dem Hilfsmittel Grafikhintergrund . Hgr-Bild laden geladen. Achten Sie beim Speichern auf die richtige Größe (Abmessung) des Fotos. jpg – Bilder werden mit der gespeicherten Abmessung in den Hintergrund geladen.

Im CAD zeichnen Sie Ihre Konturen und Strecken über dieses Foto. Am Besten sind Grafiken mit den hellen Layer Farben (Layer#6..10) auf dem Hintergrund zu erkennen. In geeigneten Bildern können auch mit Relief Edit . Schichtrand Konturen gesucht werden. Die erzeugten Linien und Konturen sollten bereits bei der Erstellung sinnvoll in Layer aufgeteilt werden. Der Layer #15 ist als Speicher für ReliefVTR reserviert und darf im CAD nicht benutzt werden. Aus den im CAD gezeichneten Wegen können Sie mit ReliefVTR eine 3D Form erzeugen. Zum weiteren Zeichnen und Editieren im CAD können Sie zwischen Hgr.-Bild und Relief als Hintergrund wählen.

Hinweis: Die Randsuche in Fotos mit Relief Edit . Schichtrand ist häufig schwierig, da Fotos meist sehr fleckig sind. Verbessern lässt sich dies durch das Glätten der Bilder mit Relief Edit . filtern. Hier sollten Sie die Glättung mit den Funktionen Fehlerpixel, Ausreißer und approximierenversuchen. Soweit keine Erfahrungen vorliegen können die Funktionen in der gelisteten Reihenfolge nacheinander angewendet werden.

Die Relieferzeugung

Zur Relieferzeugung in ReliefVTR wird zunächst mit neues Relief ein leeres Relief erzeugt. Dabei sollten Sie für die Entwurfsphase die vorgeschlagenen Einstellungen unverändert lassen. Damit wird ein gröberes Bild erzeugt, das sich schneller editieren lässt. Erst zur endgültigen Relieferzeugung stellen Sie die Reliefauflösung auf die gewünschte Größe. Für sehr tiefe Reliefs beachten Sie bitte auch den Relief Z – Bereich (Tiefe (Z)). Dieser ist auf 10mm voreingestellt und reicht für übliche Reliefs im Medaillen und Schmuckbereich. überschreitet das Relief bei dieser Einstellung den Bereich von +/- 32mm, dann sind Fehler zu erwarten. Sind tiefere Reliefs geplant, dann sollte der Z-Bereich entsprechend größer eingestellt werden. Andererseits wird bei großer Tiefe die Z-Auflösung und damit die Qualität verringert.

Sämtliche Eingaben zur Relieferzeugung werden den Objekten (Wegen) zugeordnet. Sie können ein Objekt jederzeit wieder auswählen, verändern und mit den angepassten Objektdaten sehr schnell ein neues Relief erzeugen. Wichtig für die Erzeugung von Reliefs aus 2D – Wegen ist eine genaue Vorstellung der Arbeitsfolge. Da bei der Relieferzeugung neben den 3D – Geometrien auch die Verknüpfungslogik (Reihenfolge) wichtig ist. Soll z.B. eine Münze erzeugt werden, dann werden zuerst alle Arbeiten im Flachbereich fertiggestellt und als letztes die Kugel für eine ballige Oberfläche erzeugt.

Zur Relieferzeugung markieren Sie im CAD die gewünschten Konturen und wechseln damit in das Menü ReliefVTR. Wenn die gleichen Wege für mehrere Objekte benötigt werden (z.B. Spiegel + Schräge Fläche), dann ist es sinnvoll vor dem Wechsel nach ReliefVTR eine Kopie der Wege anzulegen. Dazu kopieren Sie Ihre Wege in einen leeren Layer, markieren die Konturen in diesem Layer und wechseln nach ReliefVTR. Nach der Relieferzeugung (Zuweisung der Reliefeigenschaften) werden diese Konturen in die Objektliste für die Relieferzeugung übernommen und stehen für die unmittelbaren CAD – Operationen nicht mehr zur Verfügung. Markieren Sie nur die Wege für ein Reliefobjekt. Mit zu vielen Wegen verliert man leicht den überblick. Auch stehen in ReliefVTR nicht alle Auswahlmöglichkeiten des CAD zur Verfügung. Sind die Wege in der gewünschten Weise gewandelt, dann wechseln Sie in das CAD markieren die nächsten Wege gehen damit wieder nach ReliefVTR u.s.w. Grundsätzlich nicht erlaubt ist das Kopieren, Editieren von Daten aus Layer#15.

Entspricht das jetzt erstellte Relief Ihren Vorstellungen und sind alle Editierungsarbeiten abgeschlossen, dann können Sie das endgültige Relief erzeugen lassen. Dazu stellen Sie in neues Relief die Auflösung in die endgültige Größe (z.B. 0,02mm für Münzrelief; 0,1mm für Holzarbeit u.s.w.) und lassen mit neu erzeugen das Relief berechnen. Bei hohen Auflösungen und großen Abmessungen kann dies u.U. lange dauern. Da dieser Vorgang völlig automatisch abläuft, ist das jedoch nicht so ausschlaggebend.

Die Reliefauflösung

Günstige Bedingungen erreichen Sie, wenn Fräsauflösung (Fräsbahnabstand) und Reliefauflösung übereinstimmen bzw. wenn die Reliefauflösung beim 2-..4-fachen der Fräsauflösung liegt. Sie können erhebliche Rechenzeiten einsparen, wenn Sie unnötig hohe Reliefauflösung vermeiden und diese an die Fräsauflösung anpassen. 

Im Relief werden Punkte im Rasterformat ähnlich den Bilddaten PCX, TIFF, BMP u.s.w. gespeichert. Dieses Format ist sehr gut geeignet 3D – Bilddaten für übliche Reliefs mit hoher Auflösung zu erzeugen. Für Große Arbeiten können aber auch schnell Grenzen überschritten werden, welchen die Arbeitsgeschwindigkeit stark verringert. Deshalb sollten Reliefs mit einem Umfang von mehr als 10 Millionen Punkten möglichst nicht erzeugt werden. Die Berechnung und Fräserkorrektur eines Reliefs von 10 Mio. Punkten benötigt auch mit sehr schnellen Rechnern noch erhebliche Rechenzeit. Die Relief – Datenmenge ist Abhängig von der X- und Y-Abmessung und dem Punktabstand. So werden z.B. für ein Relief von X = 50 mm und Y = 50 mm bei einem Punktabstand (Auflösung) von 0,05mm 1Mio. Punkte erzeugt. Bei einem Punktabstand von 0,02mm und gleichen Abmessungen sind dies schon 6,25Mio. Punkte. Die für Ihr Relief erzeugten Daten (Lage, Abmessungen und Auflösungen) werden mit Relief Datei . Status angezeigt.

Sollen feine Strukturen erzeugt werden, so muß das Relief natürlich auf die entsprechende Auflösung eingestellt werden. Wird z.B. eine Linie mit senkrechten Flanken und mit einer Breite von 0,1mm gezeichnet, muß das Relief mit einer Mindestauflösung von 0,1mm, besser jedoch mit 0,05mm erzeugt werden. Wird diese Linie noch verrundet, dann muß die Auflösung nochmals höher angesetzt werden. Im Zweifelsfall kontrollieren Sie die erreichbare Relief – Qualität anhand einiger Probelinien. Andererseits sind Reliefauflösungen kleiner als 0,02mm kaum sinnvoll, da die reell erreichbaren Werkzeuge kaum mit dieser Abmessung gefertigt werden können.

Hinweis: Durch den Punktabstand kann niemals eine senkrechte Flanke (Frässteilheit 90°) erreicht werden.

Die Reliefkonstruktion

Mit ReliefVTR Konstruierte Relieftafel.

Zum Arbeiten mit ReliefVTR benutzen Sie für einen schnellen Wechsel der Programm Module am Besten das Icon-Menü. Das Programm Modul kann im Icon Menü mit einem Klick aus dem CAD angewählt werden. Aus ReliefVTR erreichen Sie das CAD ebenfalls im Icon Menü durch anklicken von Datei, CAD oder CAM. 

In ReliefVTR kann durch Objektzuweisung ein Relief aus zuvor bereitgestellten Vektordaten erzeugt, verändert und kombiniert werden. So können z. B. Vektorschriften und Zeichnungen sowie Flächen in ein Relief eingebaut werden. Einzelne Bereiche lassen sich so durch Addition, Subtraktion u.s.w. anheben, absenken oder löschen. Flächen können Plan auf einer beliebigen Höhe gefüllt werden. Für die Ränder kann ein formbarer Spiegelverlauf verwendet werden. Die Funktionen in ReliefVTR sind vollständig objektorientiert. Die einzelnen Objekte lassen sich jederzeit frei editieren. Sie können ein Relief aus Strecken und Konturen mit zugewiesenen Eigenschaften und aus anderen Reliefs (vgl. Relief Datei . Export Auszug und Export Rahmen) zusammensetzen. Neben dem kompletten Erzeugen von Reliefs aus Vektordaten kann mit den Funktionen auch ein vorhandenes Relief z.B. durch hinzufügen von Flächen, Schrift u.s.w. verändert werden.

Einige der Funktionen in ReliefVTR benutzen Spiegelverläufe. Diese Verläufe werden referenziert und nicht in die Daten eingebunden. Die Spiegelverläufe werden automatisch in das Verzeichnis PROJECT gespeichert. 

Objekte mit Eigenschaften werden im Layer#15 gespeichert. Obwohl diese Wege auch im CADbearbeitet werden könnten, sollten angelegte Objekte nicht direkt im CAD verändert werden, da dadurch Eigenschaften verloren gehen. Wollen Sie die Wege eines Objektes überarbeiten, dann fertigen Sie sich mit ReliefVTR . Objekt Copy ein Kopie, verändern diese und übernehmen Sie das Objekt wieder im Objekt Tausch.

Das Menü ReliefVTR gliedert sich in die Bereiche

• Objekte erzeugen (Schräge .. Relief einfügen),
• Objekte editieren (Objekt edit .. Objekt Tausch) und
• Relief Ansicht (Relief Position .. Rendern),
• Relief einstellen und erzeugen (neues Relief, neu erzeugen).

Arbeitsschritte zur Reliefkonstruktion

Relief – Objekte erzeugen

Mit den folgenden Funktionen lassen sich mit einfachen Mitteln Relief – Objekte aus Konturen, Strecken, Flächen und Reliefs erzeugen. Alle Objekte können mit logischen Operationen (ADD, SUB, COPY, AND, OR) mit dem Hintergrund (dem schon vorhandenen Relief) verknüpft werden. Aus diesem Grund ist es u.a. wichtig neben der Geometrie auch die Reihenfolge klar zu definieren. Die logischen Operationen werden unter Reliefverknüpfung erklärt.

Die Reliefverknüpfung  (Logik)

Das Objekt wird zum bereits vorhandenen Relief (Hintergrund) logisch verknüpft. Je nach Objektart stehen einige Verknüpfungen nicht zur Verfügung. Die wichtigsten Verknüpfungen sind ADD (+), SUB (-), COPY und OR (max).

3D Relief Konverter aus 2D Konturen Auswirkung der Reliefverknüpfung: Oben Hintergrund (horizontale Felder) erhaben. Unten Hintergrund (horizontale Felder) vertieft. Die Beispiele für AND (clr) wurden jeweils separat erzeugt.

Neue eingegebene Objekte werden nach ihrer kompletten Definition mit erzeugen in das vorhandene Relief eingefügt und sind danach sofort sichtbar. Werden vorhandene Objekte editiert, dann können die Einstellungen mit übernehmen fixiert werden. Sollen diese änderungen sichtbar werden, muß danach das Relief mit neu erzeugen komplett aufgebaut werden.

Der Spiegelverlauf

Einige Funktionen in ReliefVTR benutzen Spiegelverläufe. Die Spiegelverläufe müssen als Datei vorhanden sein. Dazu werden die hier erzeugten Schnitte vor ihrer ersten Verwendung (in das PROJECT Verzeichnis) gespeichert. Sie haben mit den Funktionen Datei . Project Neu / öffnen / speichern die Möglichkeit eine Arbeit komplett mit allen zugehörigen Daten zu sichern.

Polylinien dürfen keine Hinterschneidungen besitzen. Der Polylinien-Verlauf für Flächen unterscheidet sich grundsätzlich vom Verlauf für Strecken. Der Flächenverlauf wird immer von der Kontur nach Innen abgebildet und hat meist einen ansteigenden Verlauf. Der Streckenverlauf wird nach Rechts und Links von der Strecke projiziert, hat seinen höchsten Punkt meist in der Mitte und einen abfallenden Verlauf. Für die Eingabe Spiegelverlauf wählt das Programm automatisch die richtige Eingabeform. Zur Schnittauswahl muß der Anwender den richtigen Verlauf bestimmen.

Spiegelverlauf für Flächen.	Spiegelverlauf für Strecken.

Help	Hilfe zu dieser Eingabe.
öffnen	Einen Verlauf vom Datenträger auswählen. Sie sollten Schnitte immer im PROJECT – Verzeichnis anlegen, damit eine Arbeit komplett gesichert werden kann.
Speichern	Einen Verlauf in eine Datei speichern. Sie sollten Schnitte immer im PROJECT– Verzeichnis anlegen, damit eine Arbeit komplett gesichert werden kann.
OK	Die Eingaben übernehmen und den Spiegelverlauf erzeugen.
Esc	Die Eingabe abbrechen und keinen Verlauf erzeugen.
Endhöhe der Polylinie [mm]:	Höchste Stelle der Polylinie.
Startwert [mm]:	Offset in horizontaler Richtung.
Breite der Polylinie [mm]:	Gesamtbreite der Polylinie.
Startwinkel [�]:	Anfangswinkel der Polylinie (0..90°).
Endwinkel [�]:	Endwinkel der Polylinie (0..90°).
Schnittauswahl:	Auswahl von regelmäßigen Schnitten (Gerade, Radius, …, s.u.).

Die Schnittauswahl:

Für die meisten eher künstlerischen Anwendungen ist die zuvor beschriebene Schnitteingabe geeignet. Einige eher technische Anwendungen verlangen klar definierte Verläufe (z. B. Schräge (Diagonal) und Radius) die hier eingegeben werden können.

Auswahl der zur Verfügung stehenden Schnitte.

Beispiele für Diagonal, Radius – und Radius + mit den erzeugten Verläufen.

Eingaben für die Polylinien:

Das Menü ReliefVTR

Schräge 3/4Pkt.

Die durch Konturen begrenzten Bereiche werden in Schräge Relief – Flächen gewandelt. Die Konturen, für die eine Relieffläche berechnet werden soll, müssen mit dem Cursor ausgewählt werden. Die Fläche wird durch 3 Punkte (P1, P2, P3) oder durch 4 Punkte (P1 .. P4) in X, Y und Z bestimmt. Die Punkte dürfen nicht auf einer Linie liegen und sollten eine möglichst große Fläche einschließen.

Schräge Fläche mit 4Pt.

Die Z-Werte (Z1, Z2, Z3(, Z4)) können direkt manuell eingegeben oder nach , im Relief ausgewählt werden. Bei Eingabe von für den Z-Wert wird der tatsächliche Z-Wert zum Augenblick der Flächenerzeugung aus dem Relief gelesen. Für den Z – Zahlenwert wird während der Eingabe ‚?‘ angezeigt. Damit können Flächen abhängig voneinander angelegt werden. Wird die Bezugshöhe geändert, dann ändern sich beim neu Erzeugen alle davon abhängige Flächen.

Spiegel.

Eine gewölbte Spiegelfläche mit Hilfe eines Verlaufs erzeugen. Der Verlauf wird in der Eingabe Spiegelverlauf eingestellt und aus einer Datei geladen. Die Konturen, für die eine Relieffläche berechnet werden soll, müssen mit dem Cursor ausgewählt werden.

Rand + Plan.

Eine plane (ebene) Fläche dessen Rand mit einem Spiegelverlauf geformt wird erzeugen. Die Konturen, für die eine Relieffläche berechnet werden soll, müssen mit dem Cursor ausgewählt werden. Nur geschlossene Ränder können als Flächen akzeptiert werden.

Hinweise zu Reliefbegrenzungen mit Planfläche:

Ellipse.

Eingabe einer Kugel- oder Ellipsenfläche. Zur Eingabe einer Ellipse sind keine Konturen oder Strecken aus dem CAD nötig. Vor Eingabe einer Scheitelhöhe (Höhe in der Ellipsenmitte) sollten die Radien in X und Y eingegeben werden.

Strecke / Zylinder.

Konturen, Strecken, einzelne Linien und Punkte in Reliefdaten wandeln und in das vorhandene Relief einarbeiten. Der Verlauf wird nach Rechts und Links von der Strecke projiziert und hat seinen höchsten Punkt in der Regel in der Mitte. Damit unterscheiden sich die Verläufe für Strecken grundsätzlich von den Verläufen für Flächen. Flächenverläufe haben in der Regel einen ansteigenden Verlauf, Verläufe für Strecken haben einen abfallenden Verlauf. Die Konturen oder Strecken, für die Reliefflächen berechnet werden sollen, müssen mit dem Cursor ausgewählt werden.

Polyradius.

Entlang eines Vektors wird eine veränderliche Radiusabbildung (rotationssymmetrischer liegender Zylinder mit variablem Radius) erzeugt, dessen Scheitel in Vektorrichtung verläuft.

Muster.

Reliefmuster (Gitter, Mauer, Sand, ..) erzeugen.

Gitter Mauer Sand Musterlinie