|
|
Васьков Андрей Игоревич | (Пермский национальный исследовательский политехнический университет) |
|
|
Гилев Николай Александрович | (Пермский национальный исследовательский политехнический университет) |
В статье рассматриваются практические функции полигонального моделирования, приводится классификация функций и их целесообразность.
В настоящее время трехмерное моделирование - это основной инструмент разработки и проверки формы объекта. 3D моделирование в зависимости от элементов построения делится на виды [2]:
Каждый вид моделирования может решить одну и ту же задачу, но при этом ресурсы (такие, как время и трудоемкость) будут затрачены абсолютно по-разному. Результат моделирования будет отличаться качественно. Полигональное моделирование является быстрым и не точным инструментом построения формы, в отличие от других видов 3d моделирования, которые требуют больших временных ресурсов.
Для промышленного дизайна в прикладном моделировании форм на начальных стадиях проектирования критичны такие параметры метода моделирования, как:
Полигональное построение является быстрым инструментом за счет того, что при построении могут быть использованы примитивы форм с последующим наложением различных групп сглаживания (рис.1). При таком подходе построения формы отсутствует история работы с моделью. Этот недостаток может быть компенсирован организацией работы над моделью, а именно сохранением результата работы на каждом этапе, после которого изменения в корне модели могут быть затруднительны.
Рис.1. Применение группы сглаживания на примере корпусной детали изделия
Можно выделить основные функции полигонального моделирования в промышленном дизайне:
Любой дизайн-проект на начальной стадии проходит согласование концепции как между участниками проекта, так и между исполнителем и заказчиком. Для предметного обсуждения и корректировки форм используется визуализация. Визуализация в данном случае подразумевает собой любое отображение созданной модели (рис.2).
Рис.2. Пример визуализации формы объекта различной графической подачей
Полигональное моделирование выступает эффективным инструментом при решении такой задачи, как поиск формы объекта. Полигон может быть подвержен большому количеству операций для определения и редактирования геометрии объекта с минимальными временными затратами [1] (см. рис.3).
Рис.3. Пример эскизного редактирования формы объекта - развитие идеи в четырех этапах
В тот момент, когда дизайнер формирует техническое основание и задание для дальнейшей разработки проекта инженером, необходимо определить концептуальное направление работы над моделью объекта. Для дальнейшего производства объекта модель может быть разработана двумя основными подходами:
Второй подход способен ускорить процесс создания параметрической модели. То есть, если при создании эскизной полигональной модели были соблюдены общие габариты объекта либо его пропорции, то для создания параметрической модели возможно использование вершин полигонов в качестве управляющих вершин кривых, образующих поверхности параметрической модели (рис.4).
Рис.4. Слева направо: низкополигональная модель, высокополигональная модель, параметрическая модель.
Такой метод имеет недостатки при определенных требованиях качества поверхности. При сочленении нескольких сложных поверхностей, образованных таким методом, не всегда возможно выполнить требования поверхности класса «А» [3] (рис.5).
Рис.5. 1-курватура непрерывности поверхности, образованной на основе полигональной модели, 2 - курватура поверхности, соответствующей требованиям поверхностей класса «А»
Полигональный метод моделирования является оптимальным инструментом для реализации эскизного проектирования форм. Помимо возможности визуализации концепции формы данный метод позволяет дать основание для быстрого перевода модели со стадии эскизирования на стадию инженерной разработки.