冀教版六年級(jí)上冊(cè)長(zhǎng)江之歌課件1

第6章曲面建模ppt課件第6章曲面建模ppt課件6.1曲面建模概述曲面是指空間具有兩個(gè)自由度的點(diǎn)構(gòu)成的軌跡。同實(shí)體模型一樣，都是模型主體的重要組成部分，但又不同于實(shí)體特征。區(qū)別在于曲面有大小但沒(méi)有質(zhì)量，在特征的生成過(guò)程中，不影響模型的特征參數(shù)。曲面建模廣泛應(yīng)用設(shè)計(jì)飛機(jī)、汽車、電機(jī)及其他工業(yè)造型設(shè)計(jì)過(guò)程，用戶利用它可以方便的設(shè)計(jì)產(chǎn)品上的復(fù)雜曲面形狀。UGNX6曲面建模的建模方法繁多，功能強(qiáng)大，使用方便。全面掌握和正確合理使用是用好該模塊的關(guān)鍵。曲面的基礎(chǔ)是曲線，構(gòu)造曲線要避免重疊、交叉和斷點(diǎn)等缺陷。曲面建模的應(yīng)用范圍包括以下四個(gè)方面。構(gòu)造用標(biāo)準(zhǔn)方法無(wú)法創(chuàng)建的形狀和特征。修剪一個(gè)實(shí)體而獲得一個(gè)特殊的特征形狀。將封閉曲面縫合成一個(gè)實(shí)體。對(duì)線框模型蒙皮。6.1曲面建模概述曲面是指空間具有兩個(gè)自由度的點(diǎn)構(gòu)成的軌冀教版六年級(jí)上冊(cè)長(zhǎng)江之歌課件1冀教版六年級(jí)上冊(cè)長(zhǎng)江之歌課件16.13曲面建模的一般過(guò)程一般來(lái)說(shuō)，創(chuàng)建曲面都是從曲線開(kāi)始的?？梢酝ㄟ^(guò)點(diǎn)創(chuàng)建曲線來(lái)創(chuàng)建曲面，也可以通過(guò)抽取或使用視圖區(qū)已有的特征邊緣線創(chuàng)建曲面。其一般的創(chuàng)建過(guò)程如下所示。（1）首先創(chuàng)建曲線?？梢杂脺y(cè)量得到的云點(diǎn)創(chuàng)建曲線，也可以從光柵圖像中勾勒出用戶所需曲線。（2）根據(jù)創(chuàng)建的曲線，利用過(guò)曲線、直紋、過(guò)曲線網(wǎng)格、掃掠等選項(xiàng)，創(chuàng)建產(chǎn)品的主要或者大面積的曲面。（3）利用橋接面、二次截面、軟倒圓、N-邊曲面選項(xiàng)，對(duì)前面創(chuàng)建的曲面進(jìn)行過(guò)渡接連、編輯或者光順處理。最終得到完整的產(chǎn)品模型。6.13曲面建模的一般過(guò)程一般來(lái)說(shuō)，創(chuàng)建曲面都是從曲線6.2創(chuàng)建曲面在UGNX6中，可以通過(guò)多種方法創(chuàng)建曲面?？梢岳命c(diǎn)創(chuàng)建曲面，也可以利用曲線創(chuàng)建曲面，還可以利用曲面創(chuàng)建曲面。由點(diǎn)創(chuàng)建曲面是指利用導(dǎo)入的點(diǎn)數(shù)據(jù)創(chuàng)建曲線、曲面的過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)“通過(guò)點(diǎn)”方式來(lái)創(chuàng)建曲面，也可以通過(guò)“從極點(diǎn)”、“從云點(diǎn)”等方式來(lái)完成曲面建模。由以上幾種創(chuàng)建曲面方式創(chuàng)建的曲面與點(diǎn)數(shù)據(jù)之間不存在關(guān)聯(lián)性，是非參數(shù)化的。即當(dāng)創(chuàng)建點(diǎn)編輯后，曲面不會(huì)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)性變化。另外，由于其創(chuàng)建的曲面光順行比較差，一般在曲面建模中，此類方法很少使用，限于篇幅，此處不再詳細(xì)介紹。此處僅對(duì)由曲線和曲面創(chuàng)建曲面的各種方法進(jìn)行介紹。6.2創(chuàng)建曲面在UGNX6中，可以通過(guò)多種方法創(chuàng)建曲6.2.1創(chuàng)建直紋面直紋面是指利用兩條截面線串生成曲面或?qū)嶓w。截面線串可以由單個(gè)或多個(gè)對(duì)象組成，每個(gè)對(duì)象可以是曲線、實(shí)體邊界或?qū)嶓w表面等幾何體。創(chuàng)建直紋面，單擊“曲面”工具欄中的“直紋面”按鈕，打開(kāi)“直紋面”對(duì)話框，如圖6.1所示。在“對(duì)齊”下拉列表框中，系統(tǒng)提供了2種對(duì)齊方式，下面分別進(jìn)行介紹。參數(shù)：用于將截面線串要通過(guò)的點(diǎn)以相等的參數(shù)間隔隔開(kāi)。目的是讓每個(gè)曲線的整個(gè)長(zhǎng)度完全被等分，此時(shí)創(chuàng)建的曲面在等分的間隔點(diǎn)處對(duì)齊。若整個(gè)截面線上包含直線，則用等弧長(zhǎng)的方式間隔點(diǎn)。若包含曲線，則用等角度的方式間隔點(diǎn)。根據(jù)點(diǎn)：用于不同形狀的截面線的對(duì)齊，特別是當(dāng)截面線有尖角時(shí)，應(yīng)該采用點(diǎn)對(duì)齊方式。例如，當(dāng)出現(xiàn)三角形截面和長(zhǎng)方形截面時(shí)，由于邊數(shù)不同，需采用點(diǎn)對(duì)齊方式，否則可能導(dǎo)致后續(xù)操作錯(cuò)誤。6.2.1創(chuàng)建直紋面直紋面是指利用兩條截面線串生成曲面或6.2.2通過(guò)曲線組該方法是指通過(guò)一系列輪廓曲線（大致在同一方向）建立曲面或?qū)嶓w。輪廓曲線又叫截面線串。截面線串可以是曲線、實(shí)體邊界或?qū)嶓w表面等幾何體。其生成特征與截面線串相關(guān)聯(lián)，當(dāng)截面線串編輯修改后，特征會(huì)自動(dòng)更新?！巴ㄟ^(guò)曲線組”方式與“直紋面”方法類似，區(qū)別在于“直紋面”只適用兩條截面線串，并且兩條截面線串之間總是相連的。而“通過(guò)曲線組”最多允許使用150條截面線串。執(zhí)行“插入”|“網(wǎng)格曲面”|“通過(guò)曲線組”命令（或者單擊“曲面”工具欄中的“通過(guò)曲線組”按鈕），打開(kāi)“通過(guò)曲線組”對(duì)話框，如圖6.8所示。6.2.2通過(guò)曲線組該方法是指通過(guò)一系列輪廓曲線（大致在6.2.3通過(guò)曲線網(wǎng)格該方法是指用主曲線和交叉曲線創(chuàng)建曲面的一種方法。其中主曲線是一組同方向的截面線串，而交叉曲線是另一組大致垂直于主曲線的截面線。通常把第一組曲線線串稱為主曲線，把第二組曲線線串稱為交叉曲線。由于沒(méi)有對(duì)齊選項(xiàng)，在生成曲面，主曲線上的尖角不會(huì)生成銳邊?！巴ㄟ^(guò)曲線網(wǎng)格”曲面建模有以下幾個(gè)特點(diǎn)。生成曲面或體與主曲線和交叉曲線相關(guān)聯(lián)。生成曲面為雙多次三項(xiàng)式，即曲面在行與列兩個(gè)方向均為3次。主曲線環(huán)狀封閉，可重復(fù)選擇第一條交叉線作為最后一條交叉線，可形成封閉實(shí)體。選擇主曲線時(shí)，點(diǎn)可以作為第一條截面線和最后一條截面線的可選對(duì)象。6.2.3通過(guò)曲線網(wǎng)格該方法是指用主曲線和交叉曲線創(chuàng)建曲6.2.4掃掠掃掠是使用輪廓曲線沿空間路徑掃掠而成，其中掃掠路徑稱為引導(dǎo)線（最多3根），輪廓線稱為截面線。引導(dǎo)線和截面線均可以由多段曲線組成，但引導(dǎo)線必須一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。該方法是所有曲面建模中最復(fù)雜、最強(qiáng)大的一種，在工業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中使用廣泛。創(chuàng)建掃掠曲面，執(zhí)行“插入”|“掃掠”|“掃掠”命令（或者單擊“曲面”工具欄中的“掃掠”按鈕），打開(kāi)“掃掠”對(duì)話框，如圖6.19所示。6.2.4掃掠掃掠是使用輪廓曲線沿空間路徑掃掠而成，其中6.2.5截面創(chuàng)建截面可以理解為在截面曲線上創(chuàng)建曲面。主要是利用與截面曲線相關(guān)的條件來(lái)控制一組連續(xù)截面曲線的形狀，從而生成一個(gè)連續(xù)的曲面。其特點(diǎn)是垂直于脊線的每個(gè)橫截面內(nèi)均為精確的二次（三次或五次）曲線。在飛機(jī)機(jī)身和汽車覆蓋件建模中應(yīng)用廣泛。執(zhí)行“插入”|“網(wǎng)格曲面”|“截面”命令（或者單擊“曲面”工具欄中的“剖切曲面”按鈕），打開(kāi)“剖切曲面”對(duì)話框，如圖6.27所示。在UGNX6中系統(tǒng)提供了20種截面曲面類型，其中“Rho”是投射判別式，是控制截面線“豐滿度”的一個(gè)比例值?！绊旤c(diǎn)線串”完全定義截型體所需數(shù)據(jù)。其它線串控制曲面的起始和終止邊緣以及曲面形狀。下面介紹其中常用的幾種截面曲面類型，其余類型可參考其學(xué)習(xí)。6.2.5截面創(chuàng)建截面可以理解為在截面曲線上創(chuàng)建曲面。主6.2.6N邊曲面N邊曲面用于創(chuàng)建一組由端點(diǎn)相連曲線封閉的曲面，并指定其與外部面的連續(xù)性。創(chuàng)建N邊曲面，執(zhí)行“插入”|“網(wǎng)格曲面”|“N邊曲面”命令（或者單擊“曲面”工具欄中的“N邊曲面”按鈕），打開(kāi)“N邊曲面”對(duì)話框，如圖6.42所示。6.2.6N邊曲面N邊曲面用于創(chuàng)建一組由端點(diǎn)相連曲線封閉6.2.7橋接曲面橋接曲面用于在兩個(gè)曲面建立過(guò)渡曲面。過(guò)渡曲面與兩個(gè)曲面之間的連接可以采用相切連續(xù)或曲率連續(xù)兩種方式。橋接曲面簡(jiǎn)單方便，曲面光滑過(guò)渡，邊界約束自由。為曲面過(guò)渡的常用方式。創(chuàng)建橋接曲面，單擊“曲面”工具欄中的“橋接”按鈕，打開(kāi)“橋接”對(duì)話框，如圖6.46所示。對(duì)該對(duì)話框中常用選項(xiàng)的功能說(shuō)明如下。主面：用于選擇兩個(gè)主面。單擊該按鈕，指定兩個(gè)需要連接的表面。在指定表面后，系統(tǒng)將顯示表示向量方向的箭頭。指定片體上不同的邊緣和拐角，箭頭顯示會(huì)不斷更新，此箭頭的方向表示片體生產(chǎn)的方向。側(cè)頁(yè)：用于指定側(cè)面。單擊該按鈕，指定一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面，作為生產(chǎn)片體時(shí)的引導(dǎo)側(cè)面，系統(tǒng)依據(jù)引導(dǎo)側(cè)面的限制而生成片體的外形。第一側(cè)面線串：?jiǎn)螕粼摪粹o，指定曲線或邊緣，作為生產(chǎn)片體時(shí)的引導(dǎo)線，以決定連接片體的外形。第二側(cè)面線串：?jiǎn)螕粼摪粹o，指定另一條曲線或邊緣，與上一個(gè)按鈕配合，作為生產(chǎn)片體的引導(dǎo)線，以決定連接片體的外形。相切：選擇該選項(xiàng)，沿原來(lái)表面的切線方向和另一個(gè)表面連接。曲率：選擇該選項(xiàng)，沿原來(lái)表面圓弧曲率半徑與另一個(gè)表面連接，同時(shí)保證相切的特性。6.2.7橋接曲面橋接曲面用于在兩個(gè)曲面建立過(guò)渡曲面。過(guò)6.2.8規(guī)律延伸規(guī)律延伸曲面是指在已有片體或表面上曲線或原始曲面的邊，生成基于長(zhǎng)度和角度可按指函數(shù)規(guī)律變化的建立延伸曲面。其主要用于擴(kuò)大曲面，通常采用近似方法建立。創(chuàng)建規(guī)律延伸曲面，執(zhí)行“插入”|“彎邊曲面”|“規(guī)律延伸”命令（或者單擊“曲面”工具欄中的“規(guī)律延伸”按鈕，打開(kāi)“規(guī)律延伸”對(duì)話框，如圖6.50所示。6.2.8規(guī)律延伸規(guī)律延伸曲面是指在已有片體或表面上曲線6.2.9偏置曲面偏置曲面用于創(chuàng)建原有曲面的偏置平面，即沿指定平面的法向偏置點(diǎn)來(lái)生成用戶所需的曲面。其主要用于從一個(gè)或多個(gè)已有的面生成曲面，已有面稱之為基面，指定的距離稱為偏置距離。創(chuàng)建偏置曲面，執(zhí)行“插入”|“偏置\縮放”|“偏置曲面”命令（或者單擊“曲面”工具欄中的“偏置平面”按鈕），打開(kāi)“偏置平面”對(duì)話框，如圖6.57所示。偏置曲面操作比較簡(jiǎn)單，選取基面后，設(shè)置偏置距離，單擊“確定”按鈕便完成偏置曲面操作。舉例介紹用“偏置曲面”創(chuàng)建曲面的操作步驟如下。6.2.9偏置曲面偏置曲面用于創(chuàng)建原有曲面的偏置平面，即6.2.10藝術(shù)曲面該方式是指用任意數(shù)量的截面和引導(dǎo)線來(lái)創(chuàng)建藝術(shù)曲面。其與通過(guò)曲線網(wǎng)格創(chuàng)建曲面類型相似，也是通過(guò)一條引導(dǎo)線來(lái)創(chuàng)建曲面。利用該選項(xiàng)可以改變曲面的復(fù)雜程度，而不必重新創(chuàng)建曲面。創(chuàng)建藝術(shù)曲面，執(zhí)行“插入”|“網(wǎng)格曲面”|“藝術(shù)曲面”命令（或者單擊“自由曲面形狀”工具欄中的“藝術(shù)曲面”按鈕），打開(kāi)“藝術(shù)曲面”對(duì)話框，如圖6.61所示。6.2.10藝術(shù)曲面該方式是指用任意數(shù)量的截面和引導(dǎo)線來(lái)6.3編輯曲面對(duì)于創(chuàng)建的曲面，往往需要通過(guò)一些編輯操作才能滿足設(shè)計(jì)要求。曲面編輯操作作為一種高效的曲面修改方式，在整個(gè)建模過(guò)程起到著非常重要的作用。可以利用編輯功能重新定義曲面特征的參數(shù)，也可以通過(guò)變形和再生工具對(duì)曲面直接進(jìn)行編輯操作。曲面的創(chuàng)建方法不同，其編輯的方法也不同，下面對(duì)幾種常用的曲面編輯方法進(jìn)行講述。6.3編輯曲面對(duì)于創(chuàng)建的曲面，往往需要通過(guò)一些編輯操作才6.3.1X成形該方法是指通過(guò)一系列的變換類型以及高級(jí)變換方式對(duì)曲面的點(diǎn)進(jìn)行編輯，從而改變?cè)?。單擊“曲面形狀”工具欄中的“X變形”按鈕，打開(kāi)“X變形”對(duì)話框，如圖6.66所示。6.3.1X成形該方法是指通過(guò)一系列的變換類型以及高級(jí)變6.3.2等參數(shù)裁剪/分割該方法是指按照一定的百分比在曲面的U方向和V方向進(jìn)行等參數(shù)的修剪和分割。單擊“編輯曲面”工具欄中的“等參數(shù)修剪/分割”按鈕，打開(kāi)“修剪/分割”對(duì)話框，如圖6.73所示。下面分別介紹“等參數(shù)修剪”和“等參數(shù)分割”的用法。6.3.2等參數(shù)裁剪/分割該方法是指按照一定的百分比在曲6.3.3剪斷曲面剪斷曲面是以指定點(diǎn)為參照，進(jìn)行分割或剪斷曲面中不需要的部分?！凹魯嗲妗辈煌凇靶藜羟妗?，因?yàn)榧魯嗖僮鲗?shí)際修改了輸入曲面幾何體，而修剪操作保留曲面不變。創(chuàng)建剪斷曲面，單擊“自由曲面形狀”工具欄中的“剪斷曲面”按鈕，打開(kāi)“剪斷曲面”對(duì)話框，如圖6.82所示。6.3.3剪斷曲面剪斷曲面是以指定點(diǎn)為參照，進(jìn)行分割或剪6.3.4擴(kuò)大曲面該選項(xiàng)用于在選取的被修剪的或原始的表面基礎(chǔ)上生成一個(gè)擴(kuò)大或縮小的曲面。擴(kuò)大曲面，單擊“編輯曲面”工具欄中的“擴(kuò)大曲面”按鈕，打開(kāi)“擴(kuò)大曲面”對(duì)話框，如圖6.88所示。對(duì)該對(duì)話框中各項(xiàng)參數(shù)說(shuō)明如下。線性：是指曲面上延伸部分是沿直線延伸而成的直紋面。該選項(xiàng)只能擴(kuò)大曲面，不可以縮小曲面。自然：是指曲面上的延伸部分是按照曲面本身的函數(shù)規(guī)律延伸。該選項(xiàng)既可以擴(kuò)大曲面也可以縮小曲面。全部：用于同時(shí)改變U向和V向的最大和最小值。只有移動(dòng)其中一個(gè)滑塊，便可以移動(dòng)其他滑塊。重置和重新選擇面：用于進(jìn)行重新開(kāi)始或更換編輯面。編輯副本：用于對(duì)編輯后的曲面進(jìn)行復(fù)制，以方便后續(xù)操作。6.3.4擴(kuò)大曲面該選項(xiàng)用于在選取的被修剪的或原始的表面6.3.5變換曲面該選項(xiàng)是指通過(guò)動(dòng)態(tài)方式對(duì)曲面進(jìn)行一系列的縮放、旋轉(zhuǎn)或平移操作，并移除特征的相關(guān)參數(shù)。創(chuàng)建變換曲面，單擊“自由曲面形狀”工具欄中的“變換片體”按鈕，打開(kāi)“變換曲面”對(duì)話框，如圖6.92所示。6.3.5變換曲面該選項(xiàng)是指通過(guò)動(dòng)態(tài)方式對(duì)曲面進(jìn)行一系列6.4綜合實(shí)例——?jiǎng)?chuàng)建汽車模型本節(jié)利用一個(gè)車身造型的基本實(shí)例介紹曲面建模的若干功能，從而加深讀者對(duì)本章的認(rèn)識(shí)。具體操作步驟如下介紹。6.4綜合實(shí)例——?jiǎng)?chuàng)建汽車模型本節(jié)利用一個(gè)車身造型的基本6.5小結(jié)本章主要介紹了常用的幾種曲面建模及曲面編輯的方法。讀者可以參照本書(shū)提