5.3.1 由点绘制曲面
由点绘制曲面是通过多个空间点构建曲面。
1.四点曲面
四点曲面是通过四个空间点绘制曲面。
选择【菜单】→【插入】→【曲面】→【四点曲面】命令,弹出【四点曲面】对话框,如图5-10所示,依次选择四个点便可构建曲面,每个点可单击点构造器按钮
,通过基准点绘制方法确定。
图5-11所示为选择一立方体的四个角点构建曲面。读者可自行尝试选择顺序不同的立方体的相同的四个角点,观察构建的曲面是否一样。

图5-10 【四点曲面】对话框

图5-11 四点曲面绘制
2.通过点绘制曲面
通过点绘制曲面是通过横向、纵向排列的足够多的点绘制曲面。
选择【菜单】→【插入】→【曲面】→【通过点】命令,弹出【通过点】对话框,如图5-12所示。
在“补片类型”下拉列表中通常选择“多个”选项,面片数通过阶次控制。假如选择“单侧”选项,则行阶次、列阶次是不必选的。
通过“沿以下方向封闭”下拉列表可以设置曲面是否封闭,通常选择“两者皆否”选项,即曲面在行方向、列方向均不封闭,封闭的曲面生成的是实体。
“行阶次”“列阶次”框用于设置曲面的行阶次和列阶次,行阶次和列阶次控制绘制曲面的点的个数。曲面的阶次是组成曲面的最少面片数,比如曲面的行阶次是3,说明组成曲面行方向上的面片数最少是3片,即行方向的构成点数至少是4个;如果曲面的列阶次是4,说明组成曲面在列方向上的面片数最少是4片,即列方向的构成点数至少是5个。由此可见,通过点绘制曲面行方向的点数至少是行阶次+1个,列方向的点数至少是列阶次+1个,总共需要至少(行阶次+1) × (列阶次+1)个点。
单击“文件中的点”按钮表示通过调用点集文件绘制空间曲面。
应用案例5-1 绘制行阶次为3、列阶次为2的空间曲面
曲面的行阶次为3,则每一行至少要有4个控制点;列阶次为2,则每一列至少要有3个控制点,即至少要选择3行4列的点集绘制曲面。
(1)打开支持文件“5-2.prt”,如图5-13所示,这是事先通过【点集】命令绘制好的沿圆柱面生成的5行5列点集。
(2)选择【菜单】→【插入】→【曲面】→【通过点】命令,弹出图5-12所示的【通过点】对话框,在“行阶次”框中输入“3”,在“列阶次”框中输入“2”,单击“确定”按钮,弹出【过点】对话框,如图5-14所示。该对话框是让绘图者选择一种确定点的方式,前三种是通过链的方式逐行选择点,第四种方式是逐点选择。这里要注意一点,软件汉化经常会有翻译不是很贴切的地方,这里“过点”翻译成“选择点”比较好,绘图者理解意思即可。在【过点】对话框中单击选择“点构造器”方式,弹出【点】对话框,此时,依次自左向右连续单击选择图5-13中第一行的前4个点,然后单击【点】对话框中的“确定”按钮,弹出图5-15所示的【指定点】对话框,单击“是”按钮,返回【点】对话框。至此,相当于选择好了曲面第一行的构成点。第一行的构成点选择了4个点,恰好满足行阶次的最少点数的要求。
(3)在【点】对话框的状态下继续选择第二行的点,连续选择图5-13中第二行的前4个点,单击“确定”按钮,弹出图5-15所示的【指定点】对话框,假如这一行不只需要4个点,而需要更多的点,比如5个点,这样就要单击“否”按钮,继而返回【点】对话框,选择图5-13中第二行的最后一个点,单击“确定”按钮,又回到图5-15所示的【指定点】对话框,不需要为第二行选择其他点了,单击“是”按钮即可。这里要注意,在【点】对话框状态下,假如一行需要的点没有选择足够数量就单击了“确定”按钮,会出现点数不满足阶次要求的【错误】提示框,如图5-16所示。此时单击“确定”按钮回到【点】对话框,再重新为该行选择足够多的点即可。
(4)选择图5-13中第三行的后4个点作为曲面的第三行构成点,方法如前所述。在确定完成第三行点的选择后,单击图5-15所示的【指定点】对话框中的“是”按钮,会弹出确认所有点选择的【过点】对话框,如图5-17所示,单击“所有指定的点”按钮是确认刚才选择的所有的点;单击“指定另一行”按钮是指还想选择更多一行的点。图5-18所示是单击“所有指定的点”按钮后生成的空间曲面,图5-19所示是单击“指定另一行” 按钮后,继续选择图5-13中第五行的所有点之后生成的空间曲面。
(5)曲面生成后便又回到图5-12所示的【通过点】对话框,等待以通过点的方法绘制下一个曲面,假如不需要继续绘制曲面,单击“取消”按钮,退出通过点绘制曲面命令。(https://www.daowen.com)
在上述例子中第(2)步,选择点是逐个地单击选择,也可以逐行进行选择来绘制曲面,需要选择图5-14所示的【过点】对话框中的前三种按链选择点的方式。单击“全部成链”按钮,弹出图5-15所示的【指定点】对话框,此时单击一行点的起点和终点即可,该行中间的点是自动识别的。继续选择其余各行的起点和终点,各行的中间点均自动识别。当点选择的行数满足列阶次要求时,会弹出图5-17所示的【过点】对话框,此时,假如按刚才选择的这些点构建曲面,单击“所有指定的点”按钮;假如还想再选择新的一行点构建曲面,单击“指定另一行”按钮,又弹出图5-20所示的【指定点】对话框,同时单击选择新的一行的起点和终点,中间点自动识别,接着又弹出图5-17所示的【过点】对话框,单击“所有指定的点”按钮完成曲面构建。
图5-14所示的【过点】对话框中的“在矩形内的对象成链” “在多边形内的对象成链”的选择点方式类似于“全部成链”。每一行的点是通过矩形框内或多边形框内选择的点构建曲面,框内的点也需要指定起点和终点,中间点自动识别。假如某一行指定了起点和终点后,识别的行点数不满足行阶次的要求,会弹出图5-16所示的【错误】提示框,需要重新选择一行的点。

图5-12 【通过点】对话框

图5-13 空间点集

图5-14 【过点】对话框

图5-15 【指定点】对话框

图5-16 【错误】提示框

图5-17 【过点】对话框

图5-18 通过点绘制曲面(3行点)

图5-19 通过点绘制曲面(4行点)

图5-20 【指定点】对话框
3.从极点绘制曲面
从极点绘制曲面的方法与通过点绘制曲面的方法相同,这里不做赘述。其不同之处在于,通过点绘制的曲面通过所选择的所有的点,而从极点绘制的曲面除了四个角点,其余的点均不在曲面上,而是用于控制曲面的形状和趋势。
这里要明确,不论是通过点绘制曲面还是从极点绘制曲面,选择行的点、列的点个数不同,生成的空间曲面不同;选择的点相同,但顺序不同,生成的空间曲面也不同,这是由于曲面的生成计算依赖于点的空间位置与构建顺序。