樣條截面
樣條截面可以構(gòu)造更加隨意的上表面形狀,其中形狀系數(shù)僅僅用于變化 H0 以上的部分。如圖 1 所示。
▲圖 1
樣條截面的控制參數(shù)包括拉高比例、表面特點(diǎn),也有五種造型效果,這與橢圓截面的效果大致相同。
1 、基準(zhǔn)高度:
一般用網(wǎng)格高度的數(shù)值來(lái)表示距離零平面的高度,有時(shí)所設(shè)計(jì)的曲面不是從零平面起始的,需要疊加在一個(gè)矩形塊上,即曲面生成以后有一個(gè)“臺(tái)階”,我們可以在浮雕曲面參數(shù)設(shè)置中用基準(zhǔn)高度的數(shù)值來(lái)表示這個(gè)“臺(tái)階”的高度。
前面講解矩形截面時(shí)提到:針對(duì)于矩形截面網(wǎng)格來(lái)說(shuō),它只有一種高度定義方式,所以生成的網(wǎng)格高度就等于基準(zhǔn)高度,但對(duì)于其他截面形狀的網(wǎng)格來(lái)說(shuō),高度定義方式比較多,此時(shí)用基準(zhǔn)高度的數(shù)值來(lái)表示網(wǎng)格曲面“臺(tái)階”的高度,臺(tái)階以上部分按照設(shè)置參數(shù)計(jì)算。
基準(zhǔn)高度等于零,生成的曲面網(wǎng)格“臺(tái)階”等于零(圖 2),基準(zhǔn)高度大于零,生成的曲面網(wǎng)格“臺(tái)階”大于零(圖 3),如果基準(zhǔn)高度小于零,則生成底面在零平面以下的網(wǎng)格曲面(圖 4)。
▲圖 2
▲圖 3
▲圖 4
2、側(cè)面角度:
在三角、橢圓、樣條截面網(wǎng)格中,只要選擇自由高度、限定高度、局部等高中的任何一種,就要對(duì)生成曲面網(wǎng)格的側(cè)面角度進(jìn)行設(shè)置。
自由高度方式的網(wǎng)格曲面高度由區(qū)域邊界大小和側(cè)面角度決定,區(qū)域不變的情況下,側(cè)面角度越大,曲面越陡峭,曲面高度越大。如下圖所示。
▲圖 5 側(cè)面角度較小
▲圖 6 側(cè)面角度較大
3、拉高比例:
是一個(gè)比例數(shù)值,即生成網(wǎng)格曲面高度與設(shè)置曲面高度的比例。此值一般為1,如果為零,生成曲面高度將為零;如果大于1,生成曲面比設(shè)置的曲面高度要大,反之則比設(shè)置的曲面高度小;如果小于零,則生成下凹的曲面。如下圖所示。
▲圖 7 拉高比例=2
▲圖 8 拉高比例=1
▲圖 9 拉高比例= –1
4 、形狀系數(shù)S:
橢圓截面的短軸半徑與長(zhǎng)軸半徑之比。
在設(shè)置橢圓截面形狀參數(shù)的時(shí)候,可設(shè)置形狀系數(shù) S。比值越大,曲面越陡峭;反之,比值越小,曲面變化越平緩,我們建議這個(gè)比值一般應(yīng)該落在[0.2-1.0]這個(gè)范圍之內(nèi)。
為了進(jìn)一步了解形狀系數(shù)對(duì)橢圓截面的影響,我們來(lái)看一看下面的實(shí)例。
例子:
我們繪制一個(gè)圓,以它作為網(wǎng)格曲面的邊界區(qū)域,它的半徑是10mm(R=10mm),如圖 10 所示,截面形狀采用“橢圓截面”,為了講解的需要,邊界角度輸入 90 度,采用“自由高度”,拉高比例為 1,形狀系數(shù)輸入 0.6,表面特點(diǎn)選擇“整體光滑”,基準(zhǔn)高度為 0,構(gòu)造浮雕曲面,如圖11(A)所示。
▲圖 10 網(wǎng)格邊界區(qū)域
▲圖 11 浮雕曲面
圖 11(B)就是曲面在直徑 d 處的截面形狀,此時(shí)形狀系數(shù) S 等于 h 比 d/2。在計(jì)算浮雕曲面時(shí),比例系數(shù)越小浮雕曲面形狀越扁平,比例系數(shù)越大浮雕曲面形狀越飽滿(mǎn),但邊界角度不變,如下圖 12 所示,這也是與拉高比例不同的地方。
▲圖 12
1)當(dāng)形狀系數(shù)為 1 時(shí),浮雕曲面形狀最飽滿(mǎn),對(duì)于上面提到的參數(shù)設(shè)置情況,截面就是一個(gè)半圓,如圖 13 所示。
▲圖 13
2)形狀系數(shù)小于 1 時(shí),浮雕曲面形狀開(kāi)始扁平,如圖 12 所示。
3)形狀系數(shù)大于 1 時(shí),浮雕曲面呈倒橢圓狀,如圖 14 所示。
▲圖 14
4)形狀系數(shù)等于零,網(wǎng)格高度為零,系統(tǒng)生成一平面,如圖 15 所示。
▲圖 15
以上是邊界角度為 90 度的情況,對(duì)于 0<邊界角度<90 的情況,變化規(guī)律是相同的,這里就不再贅述。
5 、整體光滑:
曲面的變形比較柔軟,缺少剛性,構(gòu)造出曲面整體較光滑。
6 、棱角清晰:
曲面尖角處采用延伸過(guò)渡,構(gòu)造曲面整體的棱角清晰。效果對(duì)比如圖 16、圖 17 所示。
▲圖 16 整體光滑
▲圖 17 棱角清晰
7、 網(wǎng)格精度:
每個(gè)小網(wǎng)格的尺寸。
參數(shù)中還需設(shè)置網(wǎng)格的精度,網(wǎng)格設(shè)置中包括網(wǎng)格的尺寸精度和浮雕預(yù)覽精度,網(wǎng)格的尺寸精度是每個(gè)小網(wǎng)格的尺寸,它的單位是毫米。系統(tǒng)默認(rèn)網(wǎng)格尺寸精度 x、y方向都為 0.2mm,即每0.2mm×0.2mm 區(qū)域內(nèi)生成一個(gè)網(wǎng)格;此值越小,單位區(qū)域內(nèi)生成網(wǎng)格數(shù)目越多,系統(tǒng)計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng),反之網(wǎng)格數(shù)目越少,系統(tǒng)計(jì)算時(shí)間越短。用戶(hù)可根據(jù)設(shè)計(jì)浮雕的表面精度要求來(lái)設(shè)定。
一般我們建議一張網(wǎng)格曲面的網(wǎng)格數(shù)目不要超過(guò) 1000 X 1000 個(gè),即 x、y 方向上精度為0.1~0.5,預(yù)覽精度 0.2~0.8,否則計(jì)算、預(yù)覽的速度會(huì)受到影響。
考慮到時(shí)間上的利用,往往設(shè)計(jì)浮雕可以先選擇較大的精度設(shè)置來(lái)確定思路,用相對(duì)較小的精度來(lái)最后設(shè)計(jì)。
由于網(wǎng)格曲面的最終形狀取決于多個(gè)參數(shù),通過(guò)組合這些參數(shù)便可以構(gòu)造出各種各樣的網(wǎng)格曲面。對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō),熟練控制組合這些參數(shù)需要一段時(shí)間,但是只要經(jīng)過(guò)一些實(shí)例的練習(xí),用戶(hù)不難掌握網(wǎng)格造型的一些技巧。
8 、生成矩形網(wǎng)格:
生成的網(wǎng)格曲面是以所選邊界曲線的矩形邊界為邊界,也就是說(shuō)邊界曲線內(nèi)區(qū)域按照曲面設(shè)置參數(shù)生成網(wǎng)格,其他區(qū)域生成高度為零的平面,如果要按照邊界曲線內(nèi)區(qū)域生成網(wǎng)格,則要去掉生成矩形網(wǎng)格選項(xiàng)。
以下兩圖是這兩種網(wǎng)格的對(duì)比效果:
▲圖 18 形網(wǎng)格和矩形網(wǎng)格對(duì)比
說(shuō)明:
矩形網(wǎng)格計(jì)算速度一般較快,我們會(huì)在后面章節(jié)中講述矩形網(wǎng)格的具體用法。
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