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

可以将曲面看做是无限薄的壳体三维对象。AutoCAD中的曲面主要有两种类型,一种是程序曲面,另一种是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。

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”工作空间功能区的“曲面”选项卡的“创建”面板中,“曲面关联性”按钮978-7-111-45385-7-Chapter13-82.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978-7-111-45385-7-Chapter13-83.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。

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图13-28 程序曲面与NURBS曲面示例

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(EXTRUDE)”按钮978-7-111-45385-7-Chapter13-85.jpg、“旋转(REVOLVE)”按钮978-7-111-45385-7-Chapter13-86.jpg、“放样(LOFT)”按钮978-7-111-45385-7-Chapter13-87.jpg、“平面(PLANESURF)”按钮978-7-111-45385-7-Chapter13-88.jpg、“网格曲面(SURFNETWORK)”按钮978-7-111-45385-7-Chapter13-89.jpg和“扫掠(SWEEP)”按钮978-7-111-45385-7-Chapter13-90.jpg,基于由直线和曲线组成的轮廓形状创建曲面。由于使用“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。使用“过渡(SURFBLEND)”“修补(SURFPATCH)”“延伸(SURFEXTEND)”“圆角(SURFFILLET)”和“偏移(SURFOFFSET)”命令以创建新的曲面。

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978-7-111-45385-7-Chapter13-91.jpg)将程序曲面转换为NURBS曲面。在无法将某些对象(例如网格对象)直接转换为NURBS曲面时,可将对象先转换为程序曲面,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 主要的曲面图例

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。