,computer Aided industrial design,2009,compute-Aided industrial design,計算機輔助設計2產品設計,計算機輔助設計-產品外觀設計,課程安排:,計算機輔助設計-產品外觀設計,概述,輔助設計軟件介紹,計算機輔助設計-產品外觀設計,概述,前篇,用 Rhino 構建工業產品模型,計算機輔助設計-產品外觀設計,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,命令欄,命令欄是Rhino的一個非常主要的組成部分 顯示當前命令執行的狀態 鍵盤輸入命令、參數 鍵盤輸入數值，坐標 提示下一步的操作 顯示分析命令的分析結果 提示操作（及操作失敗的原因） 例:用曲線剪切多義曲面時. 許多工具在命令欄提供了相應的選項。如圖所示，在命令欄中的選項上單擊鼠標即可更改該選項的設置。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,工具箱,將鼠標停留在相應的按鈕上，將會顯示該按鈕的名稱。Rhino中很多按鈕集成了兩個命令，使用左鍵單擊該按鈕和使用右鍵單擊該按鈕執行的是不同的命令。 工具箱中很多按鈕圖標右下角帶有小三角，表示該工具其下還有其它隱藏的工具。在圖標上按住鼠標左鍵不放可以鏈接到該命令的子工具箱。 選擇菜單欄中的【工具】/【工具列配置】命令，彈出如圖所示的【工具列】對話框。在【工具列】列表中勾選相應的選項，即可在界面中顯示其它的工具箱。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,自定義界面,界面的自定義： 按住鍵盤的 Ctrl 鍵，并拖曳圖標到工具欄中圖標的間隙處后釋放即可復制圖標。 按住鍵盤的Shift 鍵，并拖曳圖標到工具欄中圖標的間隙處后釋放即可移動圖標。 更改工具箱的配置后，可以選擇【工具列】對話框中菜單欄中的【文件】/【另存為】命令，將自定義的工具箱保存起來，以便以后調用，注意不要覆蓋了原來的文件。 將設定好的界面保存：執行【文件】 【保存為模板】，即可保存界面方案。 執行【文件】 【新建】 命令。在彈出的對話框中勾選底部的“當Rhino 啟動時使用這個文件”選項。 若不顯示工具欄與命令欄，可以執行【工具】/【工具列配置】命令，在彈出的對話框中執行【文件】 【打開】命令，打開Rhino 安裝目錄下的Default.tb文件。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,狀態欄,狀態欄是Rhino的一個重要組成部分，狀態欄中顯示了當前坐標、捕捉、圖層等信息。熟練的使用狀態欄將在很大程度上提高建模的效率。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,狀態欄(status bar),C Plane / World 切換坐標系統 :當前作圖平面坐標系統 / 世界坐標系統 X Y Z a 光標的坐標位置（x,y,z） / 下一點相對于上一點的距離 圖 層 (Layer) 圖層信息 顏色，名稱 / （顯示 ，鎖定，顏色，當前圖層的切換，圖層名稱） 捕 捉 (Snap) 網格的捕捉 正交限制 平面限制 對象鎖點(Object Snap),每個視窗上的作圖平面都有柵格 在柵格上有紅色與綠色的軸以代表作圖平面上的X和Y軸 灰色的線就是柵格 這些柵格可以幫助您去觀察物體與物體之間的關系 在透視圖中的柵格代表水平面，可以直觀觀察到物體的高度,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,基本概念,光標(cursor): 標記鼠標的位置 標記(Marker): 用于捕捉時，標記鎖點的位置 網格(Grid): 工作視圖中的輔助工具 世界坐標 (World coordinate ) : 也叫絕對坐標 世界坐標 X軸(X axes): TOP視圖中的紅色軸 世界坐標 Y軸(Y axes): TOP視圖中的綠色軸 世界坐標 Z軸(Z axes): Front視圖中的綠色軸 世界坐標軸圖標(World axes icon) : 視圖左下角的圖標 作圖平面坐標 (Cplane / construction plane coordinates ) ：基于當前的工作平面的坐標系統 在任何視窗上作圖，鼠標輸入的點都會處于這個作圖平面上，除非，使用了捕捉或打開了正交模式等。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,顯示方式的調整,顯示精度的調整： 在Rhino中的顯示，NURBS模型不能直接進行顯示，首先需要轉化為Mesh模型方式后再顯示。如圖所示的兩幅圖為同一模型的不同精度的顯示情況。,調整方式：執行【工具】 【選項】 命令，單擊【Rhino選項】對話框中左側列表的【網格】選項，在右側調整相應的數值即可，每個參數的解釋參見幫助文件。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,顯示方式的調整,顯示方式的調整： 在Rhino中，NURBS模型可以以多種方式進行顯示，每一種顯示方式都有各自的特點與作用。,1.線框模式 線框顯示模式是系統默認的顯示方式，它是一種純粹的空間曲線顯示方式，曲面以框架（結構線和曲面邊緣）方式顯示，這種顯示方式最簡潔，也是刷新速度最快的。 線框模式可以通過快捷鍵Ctrl+Alt+W來進行切換。 2.著色模式 著色顯示方式中曲面顯示是不透明的，曲面后面的對象和曲面框架將不顯示，這種顯示方式看起來比較直觀，能更好的觀察曲面模型的形態。快捷鍵為Ctrl+Alt+S。 3.渲染模式 和著色模式很相似，顯示的顏色基于模型對象的材質設定。可以不顯示曲面的結構線與曲面邊緣，這樣可以更好的觀察曲面間的連續關系。快捷鍵為Ctrl+Alt+R。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,4.半透明模式 和著色模式很相似，但是曲面以半透明方式顯示，可以看到曲面后面的形態。可以在【Rhino選項】對話框中自定透明度。快捷鍵為Ctrl+Alt+G。 5.X光模式 和著色模式很相似，但是可以看到曲面后面的對象和曲面框架。快捷鍵為Ctrl+Alt+X。 6.平坦著色 可以將光滑的曲面轉為四邊面塊方式顯示，該模式并不常用。 單擊【Rhino選項】對話框中左側列表的【外觀】/【高級設置】/【著色模式】選項，即可在對話框右側自定義著色模式的顯示選項，如圖2-24所示。每種模式都可以自定義背景顏色、對象的可見性、對象的顯示顏色、點的大小、曲線的粗細等。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,工作視圖(view port）,頂視圖（Top），前視圖（Front），右視圖（Right） 通稱為 正交視圖 或 作圖平面視圖。正交視圖 用于創建圖形。正交視圖中對象不會產生透視變形效果。通常繪制曲線等操作都在正交視圖中完成。 透視圖（Perspective）：一般不用于繪制曲線，可以在該視圖中觀察模型的形態，偶爾會在此視圖中通過捕捉來定位點。 工作中的視圖 / 視圖的激活（Active Viewport)：視圖標題欄以藍色顯示，創建圖形時可移動鼠標來切換視圖。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,快捷方式,平移視圖： 正交視圖中，RMB + 拖動鼠標 透視圖中，Shift + RMB + 拖動鼠標 RMB即 right mouse button （鼠標右鍵） 放大視圖： Ctrl + RMB + 向上拖動鼠標 縮小視圖： Ctrl + RMB + 向下拖動鼠標 旋轉視圖： 正交視圖中， Ctrl + Shift + RMB + 拖動鼠標 透視圖中， RMB + 拖動鼠標 最大化視圖: 雙擊視圖名稱,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,快捷方式,取消操作： Ctrl + Z 重復操作： Ctrl + Y 刪 除： Delete 顯示柵格線：F7 捕捉柵格點：F9 正交限制： F8 顯示CV點： F10 隱藏CV點：F11 重復上一命令： 單擊鼠標右鍵 / Enter 鍵,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,點選: 點選單個物體的方法非常簡單，只需在所要選取的物體上單擊鼠標左鍵即可，被點選的物體將以亮黃色顯示。 取消選擇：在視圖中的空白處單擊鼠標即可取消所有對象的選取狀態。 加選：按住鍵盤上的Shift鍵，再點選其它對象，即可將該對象增加至選取狀態。 減選：按住鍵盤上的Ctrl鍵，再單擊要取消的對象，即可取消該對象的選取狀態。 當場景中有多個對象重疊或交叉在一起，這時要選取其中某個對象時，會彈出如圖2-26所示的【候選列表】對話框，視圖中待選的對象會以粉色框架顯示，在【候選列表】中選擇待選物體的名稱，即可選取該對象。如果【候選列表】中沒有要選擇的對象，選擇【無】選項，或直接在視圖中空白處單擊鼠標左鍵即可，然后重新進行選取。,選擇工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,框選: Rhino中的框選物體的方法與AutoCAD中的框選十分類似。 當按住鼠標左鍵從左上方向右下方框選時，只有被完全框住的物體才能被選中，而從右下方向左上方進行框選時，只要選取框與待選取的物體有接觸即可被選中。 按類型選取: 在一個場景中的所有物體，系統能夠按類型分為曲線、曲面、多邊形、燈光等幾類，使用按類型選取的方法可以很方便地同時選取場景中的某一類物體。在工具箱中的 按鈕上按住鼠標左鍵不放，即可彈出如圖2-27所示的【選取】子工具箱。這些選擇方式也可以在菜單欄中的【編輯】/【選取物體】中找到。,選擇工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,End ： 端點 Near ： 近點 Mid : 中點 Point： 點捕捉 Cen : 圓心,Int： 交點 Qerp: 垂直點 Tan ： 相切點 Quad: 圓的四分點 Knot: 節點,捕捉工具(snap),當Rhino要您選擇一個點時，您可以開啟對象鎖點模式，將標記限制在現存對象的指定部分上。 按 Alt 鍵可暫停物件鎖點。如果對象鎖點被鎖定，按Alt鍵可暫時切換它們。,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,世界坐標輸入法：,極坐標輸入法：,相對坐標輸入法：,相對極坐標輸入法：,格式是： “a,b” 或 “a,b,c” “a,b” 基于當前作圖平面的x,y軸 “a,b,c” 基于世界坐標系統,格式是： “d a”，基于當前作圖平面的原點 其中 d 是極坐標的半徑，a 是角度,格式是：“rx,y”，含義是相對于前一點的 X，Y 的坐標， 也可以理解為把前一點當作原點，其 X，Y 的坐標數值 可以使用格式“x,y”,原理與上面介紹一樣，格式是 “rda” 或 “da ”,坐標的輸入,計算機輔助設計-產品外觀設計,界面介紹,坐標的輸入, 0,0 , 0,5 / r590 , r200 / r20,0 , r3060 , r50-45 , r70-180 / r-70,0 ,在輸入坐標時，如果前一點的輸入有誤， 想取消上一個點的輸入，可在命令欄中鍵入“ U ”后回車。,坐標的輸入,計算機輔助設計-產品外觀設計,常用工具,點(Point)與曲線（Curve),曲線的構成： 控制點(Control points ): 也叫控制頂點(control vertex)簡稱CV點 編輯點(Edit point):簡稱EP點 外殼(Hull): 連接CV點之間的虛線,計算機輔助設計-產品外觀設計,點(Point)與曲線（Curve),自由造型曲線,控制點曲線：CV曲線 內插點曲線：EP曲線,幾何曲線,通過鍵盤輸入幾何曲線的參數 使用鼠標左鍵確定曲線關鍵點的位置,Line , Poly line , Polygon , Rectangle , Circle , Arc , Ellipse , Parabola (拋物線）, Conic （圓錐曲線）, Helix（螺旋線） , Spiral（圓錐螺旋線） .,曲線的編輯,延伸曲線（Extend Curve) 曲線的偏移 (Offset Curve) 曲線的倒角 (Fillet curve) 倒斜角（Chamfer curve) 曲線的混合 （Blend Curve) 曲線的匹配 ( Match ) 調整曲線的端點轉折 (Adjust End Bulge),常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲線(Curve),Aroundcurve 用環繞曲線方式畫圖 在畫圓的命令后鍵入 “A” 回車 , 或者單擊 圖標 , 先在視圖中選擇曲線 上的一點, 然后再輸入圓的半徑。,Circle 根據半徑繪制圓形。 菜單 :Curve Circle Center, Radius 命令 :Circle 操作: 先輸入圓心 , 再輸入半徑值或者直接拖動鼠標,在合適位置單擊左鍵。 參數： ( 垂直 直徑 三點 正切 環繞曲線 ),常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲線(Curve),以控制點方式繪制曲線 , 簡稱 CV 曲線（Control Point Curve） 菜單 :Curve Free-form Control points 命令 :Curve 操作 : 在視窗中隨意地添加控制點便能很方便地繪制出曲線。 在命令沒結束時控制點是可見的 如果有畫錯的控制點 , 可以鍵入 “U” 回牢取消最后 畫的控制點 如果想使曲線封閉 , 可以在繪制最后一個控制點后單擊曲線的第 一個控制點或鍵入 “C“ 回車。,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,根據編輯點的位置繪制曲線 , 簡稱 EP 曲線。（ Interpolate points） 菜單 :Curve Free-form Interpolate points 命令 : InterpCrv 操作 : 和 CV 曲線一樣 , 不同之處在于視窗中鼠標單擊的都是編輯點 , 曲線將穿過這些編輯點而形成。 CV點與ED點的比較： CV點位于曲線之外，拖動可控制曲線的形狀；EP點位于曲線之上，也控制曲線的形狀； 編輯曲線的形狀時，大多選擇CV點模式，因為一個CV點影響曲線形狀的范圍較EP點小。 EP點用于工業產品造型較少，主要用于角色建模中，在工業產品造型中 ，主要用于兩根中間部位有交點的曲線。,曲線(Curve),常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,打開曲線上的 CV 點 （PtOn） 打開曲線上的 CV 點 , 一般用于通過拖拉 CV 點來改變曲線的形狀 , 快捷鍵是 F10 鍵 , 關閉 CV 點可以用右鍵單擊該圖標或者按 F11 鍵。 打開曲線上的 EP 點 （Edit PtOn） 打開曲線上的 EP 點 , 一般用于通過拖拉 EP 點來改變曲線的形狀。 注意 : 當曲線上的 CV 點和 EP 點被打開時 , 將不能選擇到曲線。,曲線(Curve),常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,延伸曲線 (Extend Curve) 菜單 :Curve Extend Extend Curve 命令 :Extend 操作: 1. 選取邊界對象或輸入延伸長度。動態延伸請按 Enter鍵 2. 選取邊界對象。操作完畢請按Enter鍵 3. 選取要延伸的對象 (類型=直線）Line 、 Arc 、 Smooth 圓弧：建立一條和原來的曲線正切的延伸圓弧。 直線：建立一條和原來的曲線正切的延伸直線。 平滑：建立一條和原來曲線的曲率連續的平滑延伸曲線。,曲線(Curve),常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,建立圓角曲線（倒角）（Fillet Curve） 菜單 : Curve Fillet 命令 : Fillet 說明 : 在兩條曲線之間產生一個由圓弧形成的圓角。 選取第一條要建立圓角的曲線( 半徑=1 組合=否 修剪=是 ) 選取第二條要建立圓角的曲線( 半徑=1 組合=否 修剪=是 ),曲線(Curve),常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,建立斜角曲線（倒斜角）（Chamfer Curves） 菜單 : Curve Chamfer Curves 命令 : Chamfer 說明 : 將兩條曲線以斜角相連接。 選取第一條要建立斜角的曲線 (距離=1,1 組合=否 修剪=是 ） 選取第二條要建立斜角的曲線 (距離= 1, 1 組合=否 修剪=是 ） 距離：兩條曲線的交點與曲線斜角點之間的距離,曲線(Curve),常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,偏移曲線 （Offset Curve） 菜單 : Curve Offset 命令 : Offset 操作 : 1. 選取要偏移的曲線( 距離=1 角=尖銳 通過點 公差 ) 2. 通過點 ( 距離=1 角=尖銳 通過點 公差 ),曲線(Curve),常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面創建在曲線的基礎上 Rhino提供了14類曲面創建方式 工業造型設計常用其中的11類創建方式,曲面(Surface),以邊角點建立曲面 （Surface from 3 or 4 Corner Points） 以二，三或四條邊緣曲線建立曲面（Surface from 2, 3 or 4 Edge Curves） 以平面曲線建立曲面（Surface from Planar Curves） 平面 （plane) 拉伸（surface by extruding a curve) 放樣（Loft） 單軌掃描（one-rail sweep) 雙軌掃描（two-rail sweep) 旋轉成形 （Revolve）/ 沿路徑旋轉（Revolve with a rail） 嵌面/補丁（Patch） 從曲線網線建立曲面（Surface from Network of Curves）,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),以邊角點建立曲面（Surface from 3 or 4 Corner Points） 菜單：Surface Corner Points 命令：SrfPt 形成方式：以空間上的三個或四個點之間的連線形成閉合區域。,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),以二，三或四條邊緣曲線建立曲面（Surface from 2, 3 or 4 Edge Curves） 菜單：Surface Edge Curves 命令：EdgeSrf 形成方式：空間上，端點互相銜接（重合）的曲線，形成曲面。 常用于大塊簡單的曲面的創建，也用于補面。即使曲線端點不相接，也可以形成曲面，但是這時生成的曲面邊緣會與原始曲線有偏差。該命令只能達到G0連續，形成的曲面優點是曲面結構線簡潔，通常使用該命令來建立大塊簡單的曲面 。,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),以平面曲線建立曲面（Surface from Planar Curves） 菜單：Surface Planar Curves 命令： PlanarSrf 形成方式：在同一平面上的閉合曲線，形成一平面上的曲面。 如果某些曲面部分重迭，會產生不期望的結果。 如果某條曲線完全包含在另一條曲線之中，這條曲線將會被視為一個洞的邊界。需要注意的是使用改命令的前提是必須是閉合的并且是同一平面內的曲線，當選取開放或空間曲線來執行此命令時，命令欄會提示創建曲面出錯的原因,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),平面 （plane) 菜單：Surface Plane Corner to Corner 命令： Plane 說明： 生成一矩形平面，,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),拉伸（surface by extruding a curve) 菜單：Surface Extrude Straight 形成方式：沿直線拉伸曲線形成曲面。 拉伸的方式：直線拉伸，沿曲線拉伸。 結合體倒角命令，常用于產品分模線細節的模擬。,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),擠出曲線命令在模擬曲面表面的分模線用的比較多，先創建一個擠出曲面，再修剪曲面，之后在兩個曲面間生成圓角，如圖所示的流程示意圖。擠出曲面用【往曲面法線方向擠出曲線】命令生成的曲面來創建圓角產生的效果要好一些；使用【直線擠出】命令生成的曲面來創建圓角，分模線之間的縫隙有時會在局部過大，如右上圖所示。,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),放樣（Loft） 菜單：Surface Loft 形成方式：以空間上，同一走向上的一系列曲線建立曲面。 1. 這些曲線必須同為開放曲線 或 閉合曲線。 2. 在位置上最好不要交錯。,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),單軌掃描（one-rail sweep) 菜單：Surface Sweep 1 Rail 形成方式：一系列的截面曲線（cross-section)沿著路徑曲線（rail curve)掃描而成，截面曲線和路徑曲線在空間位置上交錯，截面曲線之間不能交錯。 截面曲線（cross-section)的數量沒有限制。 路徑曲線（rail curve)只有一條。 1. 常用于大塊簡單的曲面， 2. 常模擬產品的卷邊效果。,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),雙軌掃描（two-rail sweep) 菜單：surface Sweep 2 Rails 原理同單軌掃描，路徑曲線有兩條。,常用工具,計算機輔助設計-產品外觀設計,曲面(Surface),旋轉成形 （Revolve）/ 沿路徑旋轉（Revolve with a rail） 菜單 : Surface Revolve 命令 : Revolve 曲線繞