Трёхмерное моделирование

Правила задания операции

Для сглаживания рёбер используется команда “3DE:Создать сглаживание рёбер”. Вызов команды может быть выполнен одним из следующих способов:

из элементов, на котором можно построить операцию сглаживания. Таковыми являются грани, рёбра, циклы, вершины, операции.

Для создания операции сглаживания необходимо выполнить следующий набор действий: 1. Выбрать элементы для сглаживания.

2.Задать параметры сглаживания.

3.Подтвердить создание операции.

296

Сглаживание рёбер

Правила выбора объектов

После запуска команды в автоменю активна универсальная опция, позволяющая выбирать все пригодные для создания операции объекты.

<N> Выбор граней, рёбер и вершин.

Выбор элементов осуществляется в 3D окне. Курсор нужно подвести к необходимому объекту. Выбираемый элемент при этом пометится, а у курсора появится подсказка для этого элемента в виде

текстовой строки. Для выбора нужно нажать .

Использование универсальной опции не всегда может быть удобным. Поэтому в автоменю существуют специализированные опции, настраивающие систему на выбор объектов определенного типа. Далее они рассмотрены в порядке их расположения в автоменю:

<V> Выбрать 3D вершину

Данная опция настраивает систему на выбор вершин. При указании в вершину выбираются все рёбра, сходящиеся в данной вершине. Для выбранной таким образом группы рёбер автоматически задаётся нулевой отступ от выбранной вершины. При рассогласовании направлений сходящихся рёбер выполняется автоматическая синхронизация параметров «Начало» и «Конец» таким образом, чтобы для всех рёбер отступ задавался в выбранной вершине.

Данная опция может использоваться в режиме выбора вершин без автоматического выбора рёбер. Это нужно для создания некоторых специальных случаев сглаживания (Y-форма, обработка вершин с рёбрами разной выпуклости). Опция, включающая и выключающая этот режим, приведена ниже:

<Z> Разрешить выбор вершин без выбора рёбер

В этом случае при указании на вершину выбора рёбер не происходит, а в список выбранных элементов для сглаживания добавляется выбранная вершина.

<E> Выбрать ребро

Данная опция настраивает систему на выбор рёбер. Она может быть использована совместно с режимом выбора последовательности гладко сопряжённых рёбер, который активируется опцией:

Последовательностью гладко сопряженных рёбер называется набор рёбер, образующий замкнутую или разомкнутую неразрывную кривую, не имеющую изломов (обеспечивается непрерывность по первой производной).

При использовании данного режима автоматически выбираются все рёбра, способные составить гладкую последовательность вместе выбираемым ребром.

Следующие три опции позволяют выбирать циклы, грани и операции.

<L> Выбрать цикл (замкнутый контур)

Начало и конец рёбер, входящих в замкнутый цикл, не требуют определения. В этом случае параметры сглаживания задаются для всех рёбер одновременно. Для каждого отдельного ребра цикла нельзя задать индивидуальные параметры. В качестве первой поверхности для всех рёбер цикла будет являться грань, обрамляемая выбранным циклом. Это необходимо помнить при создании фаски.

297

Трёхмерное моделирование

<F> Выбрать грань

Как и в предыдущем случае, для рёбер выбранной грани, используются одинаковые параметры. В качестве первой поверхности для всех рёбер этой грани является сама грань.

<B> Выбрать тело

После указания на операцию в список выбранных объектов попадают все рёбра тела, пригодные для сглаживания. Это принципиальное отличие от двух предыдущих опций позволяет задавать разные свойства для разных рёбер одного выбранного тела.

Отменить выбор всех выбранных объектов можно при помощи опции:

<K> Отменить выбор

Выбранные объекты сглаживания заносятся в виде списка в специальное поле диалога свойств операции.

Задание параметров операции. Использование манипуляторов

Параметры операции могут задаваться на любом этапе создания операции. Для задания параметров операции могут быть использованы окно свойств, работающее в прозрачном режиме или диалог параметров, требующий обязательного подтверждения для актуализации изменений. Совместно с окном свойств работают вспомогательные графические объекты – манипуляторы.

Окно свойств операции «Сглаживания рёбер» состоит из трёх секций: «Основные параметры», «Обработка перекрытий», «Опции». Часть элементов управления в окнах задания параметров могут пропадать или замещаться другими. Это зависит от типа сглаживания, от типа обрабатываемого элемента (ребро или вершина).

Процесс задания параметров удобнее начинать после выбора элементов для создания скругления. Все выбранные объекты – рёбра, грани, циклы и вершины – отображаются в поле «Список». Выбирая конкретный объект в этом списке, можно задать для него параметры сглаживания. Изначально свойства сглаживания задаются одинаковыми для всех элементов. Об этом свидетельствует включенный флажок «Общие свойства». Отключив этот флажок, можно задавать персональные параметры сглаживания для каждого элемента списка объектов сглаживания.

Тип сглаживания выбирается из выпадающего списка. В зависимости от типа сглаживания появляются элементы управления для задания сопутствующих этому типу параметров.

Использование манипуляторов

Для задания основных численных параметров сглаживания в наглядном динамическом режиме удобно использовать специальные вспомогательные графические объекты – манипуляторы. Манипуляторы появляются автоматически после выбора объектов сглаживания. Их количество, вид и размер зависит от типа сглаживания, от вида выбранных объектов, от типа и значений изменяемых с их помощью параметров.

Манипуляторы рисуются разными цветами. По умолчанию активный манипулятор (который в данный момент мы двигаем мышкой) рисуется красным цветом, а все остальные – пассивные – рисуются жёлтым.

298

Сглаживание рёбер

Использование манипуляторов при одновременном сглаживании большого количества рёбер на компьютере небольшой производительности может вызывать ощутимые замедления системы. Для ускорения работы в этом случае манипуляторы можно выключить. Флажок, включающий манипуляторы, находится в окне свойств в секции «Опции».

В последующих параграфах рассмотрены все виды манипуляторов для каждого типа сглаживания.

Задание скругления постоянным радиусом

1. Выберите объекты для создания скругления. Это удобнее сделать на первом этапе. Но при необходимости выбор объектов возможен в любой момент задания операции.

2.Установите в выпадающем списке тип сглаживания «Скругление».

3.Задайте радиус скругления. Предварительное его значение можно установить при помощи манипуляторов.

Манипуляторы для обозначения и изменения радиуса скругления появляются на каждом выбранном ребре. На прямых рёбрах – в количестве 1 штуки, на криволинейных – по 2 штуки, на замкнутых – по 4 штуки.

Изначально для всех рёбер, обрабатываемых одной операцией, задаётся одно значение радиуса. При изменении одного манипулятора все другие изменяются синхронно на это же значение. Для задания индивидуальных свойств какого-то ребра, выберите его в списке рёбер окна свойств, и отключите флажок «Общие свойства». Далее для этого ребра можно задать индивидуальное значение радиуса в поле «Радиус». Манипуляторы, управляющие радиусом сглаживания на этом ребре, будут изменяться независимо от остальных.

4. Подтвердите создание операции кнопкой .

Задание скругления с переменным круговым радиусом

1. Выберите рёбра для создания скругления.

2.Выберите в выпадающем списке окна свойств тип сглаживания «Переменный (круговой)». Появляются необходимые элементы управления для задания остальных параметров.

299

Трёхмерное моделирование

3.Далее требуется задать набор промежуточных точек и значение радиуса в каждой точке.

Важно понимать следующее. Изначально система пытается составить одну последовательность (не обязательно гладкую) из всех выбранных рёбер. Если это не возможно, то будет составлено несколько последовательностей. Для каждой последовательности рёбер набор точек раскладывается по всей длине последовательности.

Система может автоматически составлять последовательности только из тех рёбер, которые помечены флажком «Общие свойства». Если для какого-либо ребра флажок «Общие свойства» отключен, то весь набор точек раскладывается на этом ребре, причём этот набор строго индивидуален для данного ребра.

Если обрабатывается несколько рёбер, составляющих гладкую последовательность, с отключенным флажком «Общие свойства», то нужно следить за тем, чтобы радиусы в месте соединения рёбер были одинаковыми.

Список точек для задания радиуса задаётся в поле «Позиция». Изначально существует две точки – «Начало» и «Конец», соответствующие 0% и 100% длины ребра (последовательности). Эти точки существуют всегда, и изменить их положение нельзя.

Для добавления новой промежуточной точки нажмите кнопку [Добавить]. На ребре появляется новый манипулятор, управляющий положением новой точки и радиусом сглаживания в этой точке. Двигая ручки манипулятора можно изменять оба эти параметра для обрабатываемой точки.

Текущее положение промежуточной точки отражается в поле «Положение (%):». Сюда же можно ввести точное значение с клавиатуры.

Для уточнения значения радиуса в промежуточной точке сначала нужно выбрать её из общего списка «Позиция». Далее можно ввести значение радиуса в поле «Радиус:».

4. Подтвердите создание операции нажатием кнопки .

Задание скругления переменным эллиптическим радиусом

1. Выберите рёбра для создания скругления.

300

Сглаживание рёбер

2.Выберите в выпадающем списке окна свойств тип сглаживания «Переменный (эллиптический)». Появляются необходимые элементы управления для задания остальных параметров.

3.Далее требуется задать набор промежуточных точек, смещения и значение коэффициента формы в каждой точке.

Скругление переменным эллиптическим радиусом, как и предыдущий вид скругления переменным радиусом, базируется на специальных точках. Приёмы задания набора точек аналогичны приёмам, описанным для переменного кругового скругления. Отличие при задании этого типа сглаживания состоит в способах задания формы скругления.

При данном способе сглаживания для каждой точки задаются два смещения, определяющие границы поверхности сглаживания в данном сечении, и коэффициент формы поверхности.

В самом общем случае, когда вы не используете манипуляторы, рекомендуется следующий порядок задания параметров поверхности в точках:

4.1 Установить курсор на требуемое ребро в списке выбранных элементов.

4.2Установить курсор в поле списка точек.

4.3Добавить необходимое количество промежуточных точек, задать их положение на ребре или текущей последовательности рёбер.

4.4Перебирая точки для каждого ребра, задать значения смещений и коэффициентов формы.

Задание фаски

1. Выбрать рёбра для создания фаски.

2.Выбрать тип сглаживания «Фаска (смещения)» или «Фаска (длина-угол)».

3.Задать параметры фаски. Для разных типов фаски набор параметров различен. Удобнее всего для установки приблизительного значения пользоваться манипулятором-фаской. Точное значение можно задать в окне свойств.

301

Трёхмерное моделирование

При задании фаски по смещениям одна ручка манипулятора задаёт первое смещение, другая управляет вторым смещением. С какой стороны от ребра будет задаваться первое и второе смещение, зависит от направления ребра. Направление ребра можно изменить на противоположное при помощи флажка «Разворот». Этот флажок работает для каждого отдельного ребра и не зависит от параметра «Общие свойства».

При задании фаски по углу вторая ручка манипулятора будет задавать параметр «Угол». В окне свойств напротив поля «Угол» можно включить специальный флажок, который заблокирует изменение угла при помощи второй ручки манипулятора. При этом передвижение обеих ручек манипулятора будет задавать только первое смещение при неизменном угле.

4. Подтвердите создание операции.

Управление специальными функциями сглаживания

Удаление топологии. Функцией удаления топологии управляет специальный флажок «Удалять элементы» в окне свойств. Управление этой функцией возможно для всех типов сглаживания.

Обработка перекрытий. Установка на обработку перекрытий задаётся при помощи соответствующих флажков, расположенных в отдельной секции окна свойств. По умолчанию, все опции включены. При таком положении опций система пытается применить все возможные типы обработки перекрытий в порядке расположения опций.

Алгоритм обработки зон с маленькой кривизной выбирается из выпадающего списка.

Продолжение сглаживания по касательной. Во всех видах сглаживания доступна функция сглаживания гладких последовательностей рёбер, примыкающих к уже выбранным рёбрам. Сглаживание рёбер ведется в том порядке, в котором они расположены в поле «Список». Данная функция ведет поиск гладкой последовательности среди соседних рёбер, примыкающих к сглаживаемому в данный момент ребру. Гладкая последовательность может существовать ранее или образоваться при появлении нового ребра на границе поверхности сглаживания в результате сглаживания предыдущего ребра из набора. В случае определения гладкой последовательности система пытается продолжить поверхность сглаживания на всю последовательность.

Вышеописанная опция имеет похожее назначение, но её отличие в том, что она позволяет выбирать все рёбра последовательности указанием на одно из них, то есть помещает все рёбра последовательности в поле «Список». При использовании флажка «Продолжить по касательной» в

302

Сглаживание рёбер

списке выбранных элементов для сглаживания могут присутствовать не все рёбра сглаживаемой последовательности, а только одно. Это важно при возможном последующем изменении топологии модели, когда состав гладкой последовательности может меняться. В этом случае достаточно выбрать для сглаживания наиболее «стабильное» ребро из всей последовательности.

Задание скругления Y-формы

1. Выбрать рёбра, необходимые для создания сглаживания.

2.Выбрать вершину, в которой предполагается создание сглаживания Y-формы. Для выбора вершины без выбора рёбер требуется задействовать опцию автоменю

<Z> Разрешить выбор вершин без выбора рёбер

3.В списке выбранных объектов для сглаживания указать на вершину и включить для неё флажок

«Y-форма».

Если построение сглаживания Y-формы в данной вершине невозможно, то система попытается построить обычное сглаживание, а флаг «Y-форма» будет проигнорирован.

4.Для рёбер задать значение радиуса сглаживания. Это можно сделать при помощи соответствующих манипуляторов или в поле «Радиус», которое становится доступным после выбора ребра в поле «Список».

5. Подтвердить создание операции .

Задание сглаживания со сферическими вершинами и отступами от вершины

Параметры отступов от вершины могут быть заданы при сглаживании рёбер всеми типами сглаживания, кроме фаски. Если предполагается создать сглаживание с отступами от вершины, то удобнее всего следовать нижеописанному алгоритму:

303

Трёхмерное моделирование

1. Выбор объектов (рёбер) для сглаживания производить выбором вершин, в которых предполагается задавать отступы. Выбор рёбер

указанием на вершину возможен при выключенном режиме .

При выборе рёбер таким способом автоматически устанавливаются нулевые значения отступов от выбранной вершины. Об этом свидетельствует появление специальных манипуляторов.

В поле «Список» окна свойств заносятся только рёбра, примыкающие к вершине. Сама вершина туда не попадает.

2.Задание значения отступов. Эту процедуру удобнее всего производить при помощи манипуляторов, управляющих отступами.

Изначально для всех рёбер включен флажок «Общие свойства». Это позволяет задавать одинаковые отступы для всех рёбер, сходящихся в выбранных вершинах. При изменении значения одного отступа на остальных рёбрах устанавливается такое же значение. Это видно по синхронному изменению положения всех манипуляторов, управляющих отступами.

Для задания разных значений отступов нужно отключить флаг «Общие свойства». Это не обязательно делать сразу для всех рёбер. Можно задать индивидуальные свойства только для избранных рёбер, отключив только для них флаг «Общие свойства». Для остальных же попрежнему будут использоваться общие свойства.

Значения отступов отображаются в окне свойств, в поле «Начало» и «Конец» - в зависимости от того, в какой части ребра задан отступ. В эти же поля можно ввести точные значения с клавиатуры. Около каждого поля есть флажок, который активирует параметр «Отступ» в начале или в конце ребра. Когда мы выбирали рёбра описанным выше способом (указанием на вершину) система самостоятельно активировала нужные флажки для рёбер, сходящихся в выбранных вершинах. Причём она сделала это в соответствии с ориентацией сходящихся рёбер. Часть рёбер имеет отступ в начале, часть в конце, но все ребра имеют отступ от той вершины, в которой они сходятся.

В самом общем случае можно активировать параметры отступа вручную при помощи указанных флажков. Визуально контролировать параметры задаваемого отступа можно при помощи манипуляторов.

3.Задание значения радиуса для сглаживаемых рёбер. Тип сглаживания может быть задан любой, кроме фаски. Задание параметров сглаживания для рёбер производится согласно описанным выше правилам для используемого типа сглаживания.

4.Подтвердить создание операции .

304

Сглаживание рёбер

Обработка вершин с рёбрами разной выпуклости

Данная специальная обработка может осуществляться только при использовании скругления постоянным радиусом.

Для сглаживания двух рёбер одной выпуклости из трёх сходящихся рёбер разной выпуклости с обработкой вершины нужно дополнительно выбрать вершину, в которой сходятся рёбра. Для выбора отдельной вершины включите специальный режим:

<Z> Разрешить выбор вершин без выбора рёбер

После этого выберите нужную вершину. Выбранная вершина заносится в поле «Список» окна свойств. Остальные параметры сглаживания задаются по правилам, описанным для типа сглаживания «Скругление».

305