13.5.1  曲面概念及其绘制方法概述

13.5.1 曲面概念及其绘制方法概述

可以将曲面看作是无限薄的壳体三维对象。AutoCAD中的曲面主要有两个类型,一种是程序曲面,另一种则是NURBS曲面。程序曲面可以是关联曲面,即保持与其他对象间的关系,以便可以将它们作为一个组进行处理;NURBS曲面不是关联曲面,此类曲面具有控制点,使得用户可以以一种更自然的方式对其进行造型。

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图13-28 程序曲面与NURBS曲面示例

通常,使用程序曲面可以利用关联建模功能,而使用NURBS曲面则可以通过控制点来利用造型功能。在图13-28中展示了程序曲面和NURBS曲面。在“三维建模”工作空间功能区“曲面”选项卡的“创建”面板中,“曲面关联性”按钮978-7-111-50478-8-Chapter13-85.jpg用于启用关联建模功能,即定义创建新曲面时启用关联性;“NURBS创建”按钮978-7-111-50478-8-Chapter13-86.jpg则用于设置是创建程序曲面还是创建NURBS曲面,单击选中此按钮时表示将创建NURBS曲面,反之创建程序曲面。

创建和操作曲面的方法主要有以下几大类。

(1)基于轮廓创建曲面。使用“拉伸”978-7-111-50478-8-Chapter13-87.jpg(EXTRUDE)、“旋转”978-7-111-50478-8-Chapter13-88.jpg(REVOLVE)、“放样”978-7-111-50478-8-Chapter13-89.jpg(LOFT)、“平面”978-7-111-50478-8-Chapter13-90.jpg(PLANESURF)、“网格曲面”978-7-111-50478-8-Chapter13-91.jpg(SURFNETWORK)和“扫掠”978-7-111-50478-8-Chapter13-92.jpg(SWEEP),基于由直线和曲线组成的轮廓形状创建曲面。由于“拉伸”“旋转”“放样”和“扫掠”工具既可以创建曲面也可以创建实体,特将这几个工具命令放到下一章(第14章)的实体建模中进行介绍。

(2)从其他曲面创建曲面。过渡(SURFBLEND)、修补(SURFPATCH)、延伸(SUR- FEXTEND)、圆角(SURFFILLET)和偏移曲面(SURFOFFSET)以创建新的曲面。

(3)将对象转换为程序曲面。将现有实体(包括复合对象)、曲面和网格转换为程序曲面(CONVTOSURFACE)。

(4)使用CONVTONURBS命令(对应按钮图标为978-7-111-50478-8-Chapter13-93.jpg)将实体或程序曲面转换为NURBS曲面。注意无法将某些对象(例如网格对象)直接转换为NURBS曲面,在这种情况下,可使用CONVTOSOLID或CONVTOSURFACE将它们转换为实体或曲面,然后再将其转换为NURBS曲面。

主要的曲面图例如图13-29所示。

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图13-29 主要曲面的图例

要深入地掌握AutoCAD曲面的创建知识,必须要了解曲面连续性和凸度幅值。曲面连续性和凸度幅值是创建曲面时的常用特性,在创建新曲面时,可以使用特殊夹点指定连续性和凸度幅值。

1.连续性

连续性是衡量两条曲线或两个曲面交汇时平滑程度的指标。如果需要将曲面输出到其他应用程序,那么连续性的类型可能很重要,所述的连续性类型包括G0(位置)、G1(相切)和G2(曲率)。

●G0(位置):仅测量位置。如果各个曲面的边共线,则曲面的位置在边曲线处是连续的(G0)。注意:两个曲面能以任意角度相交并且仍具有位置连续性。

●G1(相切):包括位置连续性和相切连续性(G0+G1)。对于相切连续的曲面,各端点切向在公共边一致。两个曲面看上去在合并处沿相同方向延续,但它们显现的“速度”(也称为方向变化率或曲率)可能大不相同。

●G2(曲率):两个曲面具有相同曲率。

2.凸度幅值

凸度幅值是测量曲面与另一曲面汇合时的弯曲或“凸出”程度的一个指标,该幅值可以是0~1的值,其中0表示平坦,1表示弯曲程度最大。