Rhino與ProENGINEER建模的對(duì)比及在工業(yè)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

1、Rhino與Pro/ENGINEER建模的比照及在工業(yè)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用rhin與pr/engineer建模的比照及在工業(yè)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用隨著數(shù)字技術(shù)的日新月異，工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)生了革命性的變化。計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，產(chǎn)生了基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)aidputeraidedindustrialdesign。犀牛與pr/engineer以下簡(jiǎn)稱pre為aid兩個(gè)常用的軟件。從計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)建模的角度分析，這兩個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)的手段、方法和所發(fā)揮的設(shè)計(jì)作用等方面雖然有些一樣的地方，但從根本上有很大的區(qū)別。這些區(qū)別往往給選擇aid輔助軟件的設(shè)計(jì)者帶來很大的迷惑。本文將對(duì)犀牛與pre建模的比照及其在工業(yè)

2、設(shè)計(jì)上的應(yīng)用進(jìn)展探究。1aid在工業(yè)設(shè)計(jì)上的地位和作用aid是以工業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)為主體，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)為輔助工具，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)、色彩、宜人性設(shè)計(jì)和美學(xué)原那么的量化描繪，從而設(shè)計(jì)出更加實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀、宜人和創(chuàng)新的新產(chǎn)品，滿足不同層次人們的需求。從設(shè)計(jì)草圖到綜合評(píng)價(jià)，工業(yè)設(shè)計(jì)師利用aid技術(shù)，可以極大的縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，響應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品品種多樣化、高質(zhì)量、興趣化、個(gè)性化、小批量的需求，確保產(chǎn)品的新穎性、獨(dú)特性、準(zhǔn)確性。由此可見，aid在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)過程中，不可或缺。2犀牛與pre概述2.1犀牛介紹rhin，又叫犀牛，是由美國rbertneel公司于1998年推出的一款基于nurbs(nn-

3、unifrratinalb-spline)非均勻有理b樣條曲線為主的三維建模軟件。首先，它是一個(gè)平民化的高端軟件，對(duì)電腦硬件要求不高。其次，它體積小，全部安裝完畢才一百多兆，功能卻很強(qiáng)大，并且由于引入了flaing及brazil等渲染器,其圖像的真實(shí)品質(zhì)已非常接近高端的渲染器。再次，犀牛不但用于ad，a等工業(yè)設(shè)計(jì)，更可為各種卡通設(shè)計(jì)，場(chǎng)景制作及廣告片頭打造出優(yōu)良的模型。2.2pre介紹pr/engineer操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司pt旗下的ad/a/ae一體化的三維軟件。pr/engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，作為當(dāng)今世界機(jī)械ad/ae/a領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)

4、可和推廣。它是現(xiàn)今主流的ad/a/ae軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。pr/e第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)展選擇，而不必安裝所有模塊。pr/e的基于特征方式，可以將設(shè)計(jì)至消費(fèi)全過程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。3犀牛與pre建模的比照3.1犀牛與pre的啟動(dòng)界面本文以rhin4.0與pr/engineerildfire4.0作比照。啟動(dòng)犀牛后，其界面左端布有兩排工具欄，所有的菜單和工具欄圖標(biāo)皆為可操作狀態(tài)。而啟動(dòng)pre軟件后，其界面大部分

5、顯示圖標(biāo)都是灰色，并且當(dāng)點(diǎn)擊軟件的下拉式菜單，發(fā)現(xiàn)其下的選項(xiàng)大部分均為灰色，為不可用狀態(tài)。另一個(gè)區(qū)別是：犀牛啟動(dòng)后的默認(rèn)的窗口為四個(gè)：頂視圖、前視圖、右視圖和透視圖，雙擊視圖名，就可以將該視圖最大化。而pre只有一個(gè)透視圖窗口，只有在使用造型設(shè)計(jì)工具的時(shí)候，才有四個(gè)視窗的顯示形式。3.2犀牛與pre建模工具點(diǎn)、線和面的創(chuàng)立。說到二維建模，不得不談到二維建模的對(duì)象：點(diǎn)、線、面。因犀牛是通過建立曲面，合并曲面來創(chuàng)立實(shí)體的，并且在pre中，面的詳細(xì)構(gòu)建和編輯與三維實(shí)體的構(gòu)建和編輯在同一類工具中完成，即創(chuàng)立面的工具同時(shí)也可以創(chuàng)立實(shí)體。面的構(gòu)建和編輯將放在下一節(jié)即三維建模工具中講解。在構(gòu)建點(diǎn)、線和面的方

6、式上，犀牛的方式比pre的更加多樣化，并且更加自由。犀牛不僅可以在視圖中點(diǎn)擊單獨(dú)構(gòu)建，而且可以將點(diǎn)、線和面構(gòu)建在已經(jīng)建立好的對(duì)象上，其建構(gòu)的方式多。pre的點(diǎn)工具、直線工具、矩形工具、樣條曲線都只有一個(gè)，與犀牛比起來似乎是太顯得局限了。在犀牛中，還在創(chuàng)立工具上參加了右鍵功能，例如：右鍵控制點(diǎn)曲線工具，可以創(chuàng)立通過數(shù)個(gè)點(diǎn)的曲線。pre就沒有這個(gè)功能了。點(diǎn)、線和面的犀牛的編輯不是基于參數(shù)化的。所以其構(gòu)建的點(diǎn)、線和面都是概念對(duì)象，沒有參數(shù)化，大孝長(zhǎng)短、比例憑建模感覺。另外，犀牛沒有像autad一樣，開拓了專門的二維建模窗口。默認(rèn)的情況下，犀牛的二維建模窗口是和透視窗口集成到一起的，是為三維的建模效勞

7、的。在編輯面的功能上，犀牛相當(dāng)強(qiáng)大，可以對(duì)面進(jìn)展合并、炸開、分割、修剪、重建等，操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)比pre自由，而且交互更加簡(jiǎn)單。對(duì)于對(duì)象的編輯，pre與犀牛有天壤之別。pre首創(chuàng)參數(shù)化建模，通過改變對(duì)象的尺寸值可以改變?cè)搶?duì)象，通過改變對(duì)象本身也同是改變了該對(duì)象的尺寸值。編輯點(diǎn)和線的方法包括：通過手動(dòng)來大致改變對(duì)象的屬性和位置，通過數(shù)值來準(zhǔn)確改變對(duì)象的屬性或位置，通過添加約束來改變對(duì)象的屬性和位置。創(chuàng)立面時(shí)，pre不像犀牛有的面可以直接創(chuàng)立，要先創(chuàng)立線，然后利用專門的工具來構(gòu)建面。編輯面的時(shí)候即可以像犀牛一樣拉動(dòng)面的控制點(diǎn)進(jìn)展建模，也可以通過編輯其線來參數(shù)化建模。三維模型的創(chuàng)立。犀牛與pre在三維建模的

8、方法和工具上都有哪些相似和區(qū)別呢？經(jīng)過多年使用這兩個(gè)軟件的經(jīng)歷，總結(jié)出它們的建模方法和工具如下：犀牛與pre的建模方法建構(gòu)曲面和實(shí)體都?xì)w為三類：拉伸、旋轉(zhuǎn)、四邊成形。拉伸和旋轉(zhuǎn)方式建模在軟件中分別由拉伸和旋轉(zhuǎn)工具完成模型創(chuàng)立。只是在犀牛軟件中，拉伸和旋轉(zhuǎn)工具的建模方式比pre更加多樣化。比方，犀牛中的拉伸工具該工具在犀牛中翻譯為擠出，可以沿直線、曲線拉伸，也可以拉伸到點(diǎn)，拉伸為錐狀。而pre的拉伸工具只能沿直線拉伸。要完成犀牛中用拉伸工具的其他方式創(chuàng)立的模型，pre得用到其他的建模工具。再比方旋轉(zhuǎn)工具，犀牛不僅可以通過定義旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)展旋轉(zhuǎn)revlve，而且可以定義沿著某條途徑進(jìn)展旋轉(zhuǎn)railr

9、evlve。第三類建模方法：四邊成形涉及的工具較多。犀牛中四邊成形又分為四類：其一，掃描類。單軌掃描、雙軌掃描；其二，自由類。lft；其三，網(wǎng)格類。網(wǎng)格曲面、path面；其四，修補(bǔ)類?；旌?、匹配、合并曲面。pre四邊成形分為三類：其一，掃描類。掃描、可變截面掃描、螺旋掃描；其二，自由類?；旌稀呙杌旌?；其三，網(wǎng)格類。邊界混合、造型工具。其中可變截面掃描、邊界混合、造型工具為主要的曲面模型創(chuàng)立工具，pre很人性化的把它們集中到窗口右邊的工具欄中。犀牛與pre構(gòu)建實(shí)體的區(qū)別還在于：犀牛通過創(chuàng)立封閉的曲面，然后進(jìn)展合并來構(gòu)建實(shí)體，該實(shí)體可以炸開，變成原始的面；pre的構(gòu)建工具既可以創(chuàng)立曲面也可以創(chuàng)立

10、實(shí)體，而且不需要合并曲面來創(chuàng)立實(shí)體，是直接創(chuàng)立實(shí)體，不能炸開。犀牛三維建模時(shí)，可以很自由地在視圖中創(chuàng)立一些常見的三維模型，比方正方體、長(zhǎng)方體、球形、橢球形、圓錐、圓柱、圓管等。犀牛的三維模型是直接創(chuàng)立的，看不到其建立的根底：二維輪廓。要使用二維輪廓時(shí)，得利用專門的工具從三維模型中提取出來。在pre中，根本就看不到這些常見三維模型圖標(biāo)的蹤影。有的初學(xué)者會(huì)說這是pre的缺陷，很容易引起這些用戶的不滿。其實(shí)根本原因在于：pre參數(shù)化建模的規(guī)那么。從父子關(guān)系的角度分析，pre三維模型的父是二維模型，二維模型的父是坐標(biāo)。要建立三維模型，那么首先要確立該三維模型的坐標(biāo)，即把二維草繪建立在某個(gè)平面上，然后再

11、通過草繪來創(chuàng)立三維模型。二維模型和三維模型之間建立的是父子關(guān)系，刪除二維模型，三維模型也會(huì)消失，除非斷開它們的這種關(guān)系。三維模型的犀牛中可以對(duì)三維實(shí)體的線進(jìn)展倒角，也可以對(duì)實(shí)體上的面進(jìn)展編輯，實(shí)體之間進(jìn)展布爾運(yùn)算，或把實(shí)體炸開轉(zhuǎn)為面來進(jìn)展但這些編輯除了倒角可以很方便的輸入數(shù)值控制之外，其他的編輯幾乎靠物件鎖點(diǎn)和手動(dòng)，輔以視覺感覺。pre對(duì)實(shí)體的編輯通過以下幾種方式完成：編輯創(chuàng)立實(shí)體的二維模型參數(shù)或約束；對(duì)實(shí)體的線和面編輯，在實(shí)體上加特征：空、抽殼、筋、拔模、倒圓角、倒斜角；實(shí)體和實(shí)體之間進(jìn)展材料切削；利用其它工具，拉動(dòng)實(shí)體上的點(diǎn)；利用其它工具進(jìn)展折彎、展平等?？偠灾Ｅcpre建模的根本區(qū)

12、別在于：犀牛不能參數(shù)化，而pre可以參數(shù)化。參數(shù)化是pre軟件的核心。正是pre的參數(shù)化理念，在建模的窗口中，可以看到左邊是模型樹的顯示，記錄模型的每個(gè)特征。犀牛就沒有模型樹似的構(gòu)建歷史記錄，因此編輯起來非常費(fèi)事。3.3犀牛與pre在工業(yè)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用由上而知，犀牛與pre在建模上是各有特點(diǎn)的。犀牛從一開場(chǎng)就定位為工業(yè)設(shè)計(jì)的造型軟件。在整個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)流程的中，當(dāng)設(shè)計(jì)者確定了二維草繪方案之后，要進(jìn)展三維模型的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，就可以借助犀牛建模。建立在一定的審美和感覺的根底上，設(shè)計(jì)師可以很自由和隨意地在犀牛中創(chuàng)立點(diǎn)、線、面、體，不用考慮很多理性的、產(chǎn)品工程的、消費(fèi)的因素。犀牛建模的自由，能讓設(shè)計(jì)師竭力

13、發(fā)揮其藝術(shù)天分。設(shè)計(jì)師可以在極端的時(shí)間內(nèi)，完成多個(gè)方案的建模。雖然犀牛本身的渲染技術(shù)達(dá)不到專業(yè)級(jí)的渲染器水準(zhǔn)，但是如今可以在犀牛里安裝很多插件，比方vray、flaing及brazil等渲染器，還可以把目前比擬流行的即時(shí)渲染器：keysht掛入其中，其圖像的真實(shí)品質(zhì)已非常接近高端的渲染器。因此，在三維模型的創(chuàng)意設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師不僅可以利用犀?？焖俚亟⒛Ｐ?，而且可以把方案迅速甚至即時(shí)視覺化，能極大的開拓設(shè)計(jì)創(chuàng)意的廣度。pre是一個(gè)工程軟件，是面向消費(fèi)和制造的軟件。卓越的參數(shù)化設(shè)計(jì)、模型樹的引入、單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題、并行工程設(shè)計(jì)解決方案等讓設(shè)計(jì)模型的創(chuàng)立、編輯、修改如魚得水。但同時(shí)由

14、于構(gòu)建模型的理性和嚴(yán)謹(jǐn)，大大減慢了創(chuàng)立模型的速度。特別是學(xué)過犀牛之后，再來學(xué)習(xí)pre會(huì)有一個(gè)適應(yīng)的過程?；谝陨咸卣?，在工業(yè)設(shè)計(jì)中，pre應(yīng)用于三維創(chuàng)意模型定案后的細(xì)化設(shè)計(jì)。即當(dāng)設(shè)計(jì)師運(yùn)用犀牛，模型可視化定案后，就可以利用pre來創(chuàng)立定案后的模型，并考慮產(chǎn)品的加工性、消費(fèi)性，進(jìn)展模型的設(shè)計(jì)細(xì)化，以用于后期的構(gòu)造設(shè)計(jì)。假如二維草圖定案后的模型不是很復(fù)雜的模型，也可以直接用pre來創(chuàng)立三維模型，加快設(shè)計(jì)速度?？上驳氖?，pre當(dāng)中也可以掛入即時(shí)渲染插件keysht，極大的拓展了pre應(yīng)用。設(shè)計(jì)師可以把創(chuàng)立的模型即時(shí)視覺化，以進(jìn)展模型外觀的評(píng)估和改良設(shè)計(jì)。再者，從設(shè)計(jì)交流上，傳統(tǒng)的交流方式是，由構(gòu)造設(shè)計(jì)師代替工業(yè)設(shè)計(jì)師表達(dá)工業(yè)設(shè)計(jì)模型。如今工業(yè)設(shè)計(jì)師可以利用pre來直接表達(dá)自己的方案，與構(gòu)造設(shè)計(jì)師進(jìn)展更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)交流，準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計(jì)理念，并行設(shè)計(jì)，加快設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)度。3.4犀牛與pre在工業(yè)設(shè)計(jì)中的結(jié)合使用pre自野火版3.0后與犀牛達(dá)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，pre可以直接讀取犀牛格式的文檔。這就使犀牛中創(chuàng)立的前期創(chuàng)意方案可以無縫轉(zhuǎn)到pre中使用。pre設(shè)計(jì)后期模型制作，推薦以繼承的方式讀取犀牛文件，這樣后期設(shè)計(jì)完成之后，前期犀牛創(chuàng)意方案中的任何修改都能在pre中