曲面造型设计的基本技巧优化

在进行产品实体造型设计中，许多产品的外观形状都由自由型曲线曲面组成，其共同点是必须保证曲面光顺。曲面光顺从直观上可以理解为保证曲面光滑而且圆顺，不会引起视觉上的凹凸感。从理论上是指具有二阶几何连续，不存在奇点与多余拐点，曲率变化较小以及应变较小等特点。要保证构造出来的曲面既光顺又能满足一定的精度要求，就必须掌握一定的曲面造型技巧。

1.化整为零，各个击破

用一张曲面去描述一个复杂的产品外形是不切实际和不可行的，这样构造的曲面往往会不够光顺，产生大的变形。这时可根据应用软件的曲面造型方法，结合产品外形情况，将其划分为多个区域来构造几张曲面，然后将其缝合，或用过渡面与其连接。

UGNX系统中创建的曲面大多是定义在四边形域上，因此，在划分区域时，应尽量将各个子域定义在四边形域内，即每个子面都具有四条边。而在某一边退化为点时构成三角形域，这样构造的曲面也不会在该点处产生大的变形。

2.建立光顺的曲面片控制线

曲面的品质与生成它的曲线及控制曲线有着密切的关系。因此，要保证光顺的曲面，必须有光顺的控制线。要保证曲线的品质主要考虑3点，首先必须满足精度要求，其次是为创建光滑的曲面效果，在创建曲线时，曲率主方向尽可能一致，并且曲线曲率要大于作圆角过渡的半径值。

在建立曲线时，利用投影、插补、光顺等手段生成样条曲线，然后通过其曲率图来调整曲线段的函数次数、曲线段数量、起点及终点结束条件、样条刚度参数值等来交互式地实现曲线的修改，达到其光顺的效果。有时通过线束或其他方式生成的曲面发生较大的波动，往往是因为构造的样条曲线的U、V参数分布不均或段数参差不齐引起的。这时可通过将这些空间曲线进行参数一致性调整，或生成足够数目的曲线上的点，再通过这些点重新拟合曲线。

在曲面片之间实现光滑连接时，首先要保证各连接片间具有公共边，更重要的一点是要保证各曲面片的控制线连接要光滑，这是保证曲面片连接光顺的必要条件。此时，可通过修改控制线的起点、终点约束条件，使其曲率或切向矢量在接点保持一致。(www.xing528.com)

3.将轮廓线“删繁就简”再构造曲面

产品造型曲面轮廓往往是已经修剪过的，如果直接利用这些轮廓线来构造曲面，常常难以保证曲面的光顺性，所以造型时在满足零件几何特点的前提下，可利用延伸、投影等方法将三维轮廓线还原为二维轮廓线，并去掉细节部分，然后构造出“原始”曲面，再利用面的修剪方法获得曲面外轮廓。

4.从模具的角度考虑

产品三维造型的最终目的是制造模具。大多产品的零件由模具生产出来，因此，在三维造型时，要从模具的角度去考虑。在确定产品拔模方向后，应检查曲面能否出模，是否有倒扣现象（即拔模角为负角），如发现有倒扣现象，应对曲面的控制线进行修改，重构曲面。这一点往往被忽视，但却是非常重要的。

5.曲面光顺评估

在构造曲面时，要检查所建曲面的状态，注意检查曲面是否光顺、是否扭曲、曲率变化情况等，以便及时修改。检查曲面光顺的方法可将构成的曲面进行渲染处理，即通过透视、透明度和多重光源等处理手段产生高清晰度的逼真性和观察性良好的彩色图像，再根据处理后的图像光亮度的分布规律来判断出曲面的光顺度。图像的明暗度变化比较均匀，则曲面光顺度好；如果图像在某区域的敏感度与其他区域相比变化较大，则曲面光顺度差。

另外，可显示曲面上的等高斯曲率线，进而显示高斯曲率的彩色光栅图像，从等高斯曲率线的形状与分布、彩色光栅图像的明暗区域及变化，可直观地了解曲面的光顺情况。