曲面造型最全科普，3D设计师必懂（3）：建模与分析

liushuohua

2 A6 k+ \7 n- _0 F! d关于曲面造型科普的知识，已经进行到最后一篇了，之前介绍的两篇科普文章——NURBS基础概念及曲面连续性介绍颇受好评，但主要还是停留在概念层面的介绍，如何通过三维CAD完成曲面建模是许多设计师关心的事情，因此博主今天通过中望3D这款跟proe、ug、solidworks类似的三维设计软件，跟大家分享具体的建模理念与如何进行分析。
0 z. \0 c# C( m# p' w5 g1 }) b
中望3D全球创新设计大赛优秀的曲面设计作品
①一般说来，曲面的建模方法如下：
1.  用测量得到的点云建立曲线，或者从光栅图像中勾勒出相关的曲线。
2.  根绝得到的曲线，构建产品主要的或者大面积的曲面。
  x" u) e5 u( @% ?3.  对前面建立的曲面进行过渡对接、编辑或者光顺处理，最终得到完整的造型。
根据曲面构建的原理，中望3D的曲面建模功能分为3类。
; @/ H' S) u8 @/ J; ^6 S1.  由点构面，根据导入的点数据构建曲线、曲面。
! ~  w7 v( y" f1 q/ i( W5 m2.  由线构面：根据已有的曲线来构建曲面。ZW3D提供的这类功能曲面有拉伸曲面、旋转曲面，扫描曲面，直纹面，圆形曲面、锥形曲面、网格面。FEM曲面和N边面等，这些功能建立的曲面与曲线之间是有关联性的，对曲线进行编辑后曲面也将随之改变。这类命令是构建曲面的主要方法。
3.  由面构面：对由线构面中得到的一系列曲面进行连接、编辑等操作，得到新的曲面，这类功能包括桥接、延伸、偏移曲面、裁剪曲面和倒圆面。
② 如何通过分析判定曲面质量
要创建高质量的曲面，借助软件的曲面分析功能是比不可少的，曲面的质量主要由两部分来决定：曲面和曲面之间的连接质量和单个曲面的内部质量，这两者都可以通过曲面的高斯曲率复分析、斑马条（反射）分析和二面曲率分析来判断。
在中望3D里，可以通过【查询】-【面】功能来进行分析（如下图），选择【分析面】就会出现传说中的“斑马线”。
3


) e$ r3 N: o, g) O4 o
1 b& _: Y8 r% i3 Q! h! \  u高斯曲率实际反映的是曲面的弯曲程度，因此在三维CAD软件中都把高斯曲率分析作为分析曲面造型中内部曲面质量和连接情况的主要依据。当曲面的高斯曲率变化比较大比较快的时候表面曲面内部变化比较大也就意味这曲面的光滑程度越低，而两个连接的曲面如果在公共边界上的高思曲率发生突变就表示两个曲面的高斯曲率并不连续，通常也叫曲率不连续，说明两个曲面的连接没有到达G2连接质量。
' y$ s* \2 B7 b; {6 I7 I; A7 F+ G在三维CAD软件中，通常都是使用曲面表面的颜色分布和变化来表示曲面高斯曲率的分布，中望3D便是如此，通过这些颜色的变化就可以直观地知道曲面的高斯曲率的变化，而颜色的突变就表示高斯曲率的突变。
3 g* z; i: I$ B3 n4 \! V

& \0 z/ y- [3 O; R- I+ M6 L
图纸推荐：莫比乌斯环    船用锚机