犀牛曲线圆角怎么用?在犀牛Rhinoceros 3D 中使用高级算法的 G3“圆角”
大黄蜂很大方
2022年07月14日 10:00:37
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Rhinoceros是一个强大的表面处理工具。但是要在Rhino中达到A级的曲面质量,你只能用手动的命令去做。例如,"BlendCrv "命令可以用来创建不同类型的连续性标准。但这个工具其实并不精确,特别是如果我们想模仿圆角半径的尺寸。在这篇文章中,我们将学习如何创建一个高质量的曲线 "圆角"。让我们看看我们有哪些选择。 第一种方式: 圆角 圆角选项在曲线段之间创建一个切线连续性,也被称为G1连续性。操作之后,我们会有三条曲线;两条基线和一条弧线或 "圆角曲线"。圆角曲线的第一个控制点与基线曲线的端点相连。第二个控制点与基线的第一个和第二个控制点 "对齐 "或相切。

Rhinoceros是一个强大的表面处理工具。但是要在Rhino中达到A级的曲面质量,你只能用手动的命令去做。例如,"BlendCrv "命令可以用来创建不同类型的连续性标准。但这个工具其实并不精确,特别是如果我们想模仿圆角半径的尺寸。在这篇文章中,我们将学习如何创建一个高质量的曲线 "圆角"。让我们看看我们有哪些选择。

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第一种方式: 圆角

圆角选项在曲线段之间创建一个切线连续性,也被称为G1连续性。操作之后,我们会有三条曲线;两条基线和一条弧线或 "圆角曲线"。圆角曲线的第一个控制点与基线曲线的端点相连。第二个控制点与基线的第一个和第二个控制点 "对齐 "或相切。

曲率分析:曲率梳与基曲线对齐,有均匀的曲线流动,但在连接处半径值不同。简单地说,直线和圆弧之间的过渡并不平滑。从半径为 0 开始,我们突然引入了一个半径为 10mm 的弯曲。

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这将在结合点产生最终表面质量的亮点,如果我们想达到像苹果产品那样的高表面质量,这不是一个最佳的结果。

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第二种方式:BlendCrv(混合曲线)

为了在曲线段之间建立更高质量的连续性,我们可以使用BlendCrv(混合曲线)命令。它将让我们在不同类型的连续性之间进行切换,G0(位置)、G1(切线)、G2(曲率)、G3(扭转)和G4(曲率图曲率)。

混合曲线命令还包含各种控制点 (CV) 控制柄以校准曲线之间的过渡。你可以在移动CVs时按下SHIFT键,以创造对称的变形。

 曲率分析: 曲率梳与基础曲线对齐,从连接点的0毫米到沿曲线移动的较高半径值,有一个很好的半径过渡。简单地说,直线和 "弧线 "之间的过渡是非常平滑的。然而,移动CV是一个手动的过程,因为没有直接的输入来验证你与原始圆角的偏差有多大。虽然这将创造一个高的表面质量,但我们将创造不准确的结果,因为产生的混合可能不在设计意图的公差之内。

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第三种方式:BlendCrv + Gh优化

那么,如果我们想要G3的连续性,但又要保持与参考Fillet的最小偏差,怎么办?好吧,有一个方法来存档。我们将利用Grasshopper插件和来自大自然的一些帮助,使用Evolutionary 进化优化器。

我们将在Grasshopper中重新创建混合问题。这是一个简单或复杂的过程,取决于你的Grasshopper技能。我们将创建四个控制点,可以在每一端自由移动,总共有8个控制点和一个7度的单跨曲线。这4个点是我们的可变参数。通过移动这4个点,我们可以调整Blend。

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进化优化:Grasshopper

一旦我们成功地在Grasshopper内重新创建了问题,我们将把这四个变量连接到Galapagos。

什么是Grasshopper?

Galapagos是一个可以在Rhinoceros 3D环境中模拟自然进化过程的插件。这些类型的优化算法也被称为进化求解器。我们需要两个输入:基因组和健身。

 基因组: 我们将这四个参数定义为混合曲线(表型)的基因(基因型)。

 健身: 我们需要根据一个健身参数来评估模拟中的每个解决方案(表型),以确定曲线的这种变化是否能在下一代中存活。我们可以通过计算10个样本点上的Fillet和Blend曲线之间的偏差来做到这一点(如果我们想提高健身函数的分辨率,我们可以将这个参数增加到20或30个样本点)。而在这个例子中,我们要使偏差最小。

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因此,当我们运行求解器时,4条CV将在开始时随机移动。Galapagos将评估100个可能的解决方案,看看这100条曲线中哪一条的偏差最小。在下一代中,表现最好的曲线将 "存活 "下来,并通过结合亲代曲线的DNA或基因创造后代。表现不佳的曲线将被淘汰(就像在自然界一样)。如果我们让它运行几代,比方说200次迭代,你会发现它将慢慢地收敛为一条最佳的混合曲线,其偏差大约为百分之一或二毫米。

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 2D到3D: 这些曲线是曲面的组成部分。因此,使用这些混合曲线创建的表面将具有相同的程度和沿U(或V)方向的连续性。在这里,我们可以看到3个类似的轮廓之间的松动。通过使用斑马线图、环境图和曲率图来分析表面质量,我们可以评估混合曲线的不同特征。

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结论    

像往常一样,我们可以进一步优化定义以获得更好的结果。但我认为这是一个好的开始,可以创建一个最接近圆角参考曲线的G3混合。我们可以在CV之间添加一个通用的比例或长宽比,但在曲线之间的角度不是90?的情况下,它可能不起作用。我们还可以设定CV之间的最小距离,使其均匀分散,创造更好的表面质量。


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