拆面方法和技巧

拆面方法和技巧

大凡每种技术都有两个层次：第一个层次是能做，第二个层次是做得好，要想达到第二个层次首先就要经过第一个层次的磨练。所以任何不切合实际的一步到位的法都是不现实的。只有在掌握正确方法的指引之下不断的实践才能真正的提高和融汇。随着软件的功能的提升，构面的技巧也应该不断的提升和修正，创新的精神和尝试才是让自己不断进步的关键。对造型而言，模型的不同的地方也具有不同的地位，对于模型的主干面，具有较多的后续处理的面(比如主身面)，我们应该尽可能的提高它的质量，一方面是为了外观，另一方面也是为了后续处理的方便。不能为了贪图一时的方便给后续处理(比如Shell)带来无尽的烦恼，相反对于一些无关大雅，没有后续处理的面(比如小的细节花纹)，则可以相对放松要求，过得去就行了，非特殊用途，追求全部曲面都是高质量是很浪费时间的。

说到曲面的质量，主要就是两个方面：自身的曲面质量得与相邻的曲面的过渡连接质量。

一、曲面的内部质量

关于曲面的各种高深的理论和计算方法，作为使用者的我们来说了解是最好的，不能了解也无所谓。可以把曲面想象成很多网格来组成，网格的经线和纬线便可以认为是曲面的u、v方向的 ISO 线了，一个好质量的曲面，对每一个网来说的UV方向应该都是正交或近似正交的。如下面两图的显示相同的曲面外观的不同ISO线分布图：

而影响一个曲面的U、V方向ISO线的分布取决于构面时候的构造线，对于Nurbs曲面来说，剪切是不会对曲面方向产生影响的，也就是说不会对网格产生影响的，如下图所示，剪切前后网络(U、V方向)并不会产生改变。这也是通过剪切四边面来构成三边面、五边面等多边面的理论基础和Nurbs曲面经过格式转换后还能保持原来的形状的奥妙所在，因为它都是存储了曲面的原始曲面和Trim过程，然后在读进的过程中实现Trim过成的。(有利便有弊，输入过程的破面和间隙也是这样产生的。)

正本先清源，要想得到好结果，首先做到“从一开始就是对的”，曲面从根本来说由构造线决定的，曲面是骨架，曲面是表皮。好的体态先要有个好的骨架，曲面也是一样的。

对构造线来说，在可能的情况下都应该尽可能是正交或近似正交的，如果相邻的两条不同方向的曲线夹角很小的话，就应该考虑用剪切的方法不生成。

对于曲面的构造线，我们不妨把它分成三类，外轮廓线、骨干特征线、辅助特征线。骨干特征线和辅助特征线可以统称为内部特征线。外轮廓线可就是构成曲面的最外边界，特征线是在曲面内部对曲面的形状有决定性影响的构造线，一般都是在曲面的形状发生转折的地方和开始过渡的地方，辅助特征线用来辅助控制曲面形状走势的截面曲线。

所有的曲面都应该从轮廓线和骨干特征线开始，根据需要再不断添加辅助特征线，切忌胡子眉毛一把抓，上来就是一堆截面线然后就是混成。要知道一般情况下曲面的质量是和控制线的数量成反比的，如何达成精度和曲面质量之间的平衡，靠的就是辅助特征线的调节。

外部轮廓线没什么可说的，一般稍有点经验的都会注意他的正交性，可对于内部特征很多人就不注意了，最常见的作法就是无视曲面的形状和走势等间距的作一堆截面(带状的曲面尤甚)，然后就是混成。曲面的质量实在是无法保证的说，(一般看起来光滑度没什么问题，但就是波浪起伏)。正确的作法是先做出骨干特征线，根据需要做辅助特征线，而且辅助特征线应该通过捕捉骨干特征线来生成。而且辅助特征线和骨干特征线都应该根据曲面的走势尽量与轮廓线之线，内部特征线之间达成近似正交。要达成这个目的，每个辅助特殊线的截面角度都应根据需要调整角度而非全都是偏移某个基准的方法来生成。

分析完曲线的宏观构造后，我们再来看每一条曲线的微观构造。曲线影响曲面有两点，第一是它所在的位置，第二便是它的形状，位置影响曲面的整体形状和走势，而曲线的形状定义则影响曲部Patch也就是微观结构。一个Patch在ProE中的表示如下图所示：

一般来说我们都希望产生曲面的Patch越少越好。这样主要是为了后续处理的方便和显示的效率起见。在ProE中影响产生的曲面的Patch的主要是每一条构造曲线的段数，段数越多则Patch越多。在没有使用控制点对的选项下，混成的面某一个方向的Patch数是另一个方向的构造曲线的总段数之和。为了减少Patch数，减少构造线本身的段数和控制点对应是必要的手段，方法不外乎如下几点：

※使用控制点对，使用的场合是同一方向上的构造线的段数一致并且位置都相差不大。

※使用Spline来作每一个构造线。这样可以只有一个Patch，便Spline本身有自己的不足。

※使用规则图元(直线、圆弧等)来构造后合成为Spline作为曲面的构造线，适应范围广。

规则线段图元合成单一Spline 在ProE中有两种方法，一种是在Part状态下用多段的曲线用Approximate的方法来合成，另一种是在草绘状态下转化成Spline(edit→convert to spline)。两种方法各有不同的适应场合，不过后者可能比较常用些。

影响造型的质量除了单个曲面本身的质量外，不同的曲面间的连接质量也是重要的一方面。一个曲面的造型除了要考虑本身的质量外还要考虑它对和它相邻的曲面影响。而创建曲面的构造线时候也要考虑相邻曲面的走势，添加和曲面相切或连续的构造线时除了定义相切或连续外，在可能的情况下最好是能顺着前一曲面的ISO线趋势。如下两图，左图就是连接比较理想的情况，两个曲面在连接处除了相切外内部的ISO线方向也基本一致。而右图虽然也是相切但是两曲面的ISO线方向差别就比较大，不是理想的连接方法。

这种情况最多见于Style下构线的时候定义构线和曲面相切或连续的自由形式Spline。因为和曲面相切的Spline方向是可以随时变。而选择什么样的位置才是最好呢？这时当然是顺着曲面的ISO线打开(在ProE中就是Mesh surface(2001中的方法)。而如果是在Wildfire中我们则可以直接创建一条曲面的ISO线(Style下的Curve from surface)，这样我新的构造线就可以直接定义和创建的ISO线相切或连接而不用定义和曲面的连续关系了。

更有一种情况是两个面有公共边但是创建有先后顺序，而这条公共边也非特殊位置，这样创建第一个曲面时候这条边将没有边界条件的约束。所创建的曲面就有机会在边界附近发生一点小变形(这时候构造面的截面线的变化而定)，这点小变形或许对当前曲面质量影响不大，或者说不明显，但是却会对后续创建的曲面产生很大的明显，往往会造成在边界附近的突变。解决办法有两个：添加必要的内容构造线或利用带特征(Ribbon)。前者虽然达到控制形状的目的，但是人为的添加一条构造线，虽然有时候可以改善曲面质量，但是大多数情况下都是形状不好控制外还会降低曲面的质量。后者则是在创建曲面之前先在边界上根据相邻的曲线走势创建一条过边界线的临时带曲面，这样后面创建的曲面就可以用这个带曲面来定义边界条件从而达到控制曲面走势的目的。