Hướng dẫn học phần mềm rhinocerous

QUANG TRÍ HƯỚNG DẪN HỌC PHẦN MỀM RHINOCEROUS ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Nurbs topology: (các bề mặt Nurbs bị chi phối qui tắc chung không thay đổi hình dạng bề mặt thay đổi Mục đích học để nắm phương pháp tổ chức chung bề mặt NURBS Rhino- phần mềm 3D khác Tất bề mặt tổ chức dạng lưới U-V theo hai chiều đan xen Người ta gọi kiểu Topology, tức hình dạng bên ngồi thay đổi liệu để mơ tả bề mặt ko thay đổi, liệu theo hai chiều U-V, hiểu nôm na kiểu lưới chữ nhật, cho dù có nhiều dạng suy biến đặc biệt) Bề mặt nurbs ln ln có hình chữ nhật topo Hàng điểm bề mặt tham biến phân bố hai hướng, dựa việc cắt qua Nó ko phải ln ln rõ ràng tạo bề mặt phương pháp nắn, nhớ cấu trúc hữu dụng định chiến thuật xây dựng chỉnh sửa mơ hình Bài tập 3-Topology Bài thực hành giải thích Nurbs topology tổ chức trao đổi vài trường hợp đặc biệt cần phải quan tâm đến tạo chỉnh sửa vài hình học 1.Hãy bật điểm điều khiển bề mặt phẳng hình chữ nhật lên, bạn thấy có điểm control point bốn góc xắp xếp theo hình chữ nhật 2.Bây bật điểm điều khiển bề mặt “cong” hơn, có nhiều điểm control point hơn, rõ ràng chúng xắp xếp theo dạng lưới ô chữ nhật 3.Bây lựa chọn hình trụ trịn, nhìn bề mặt tròn xoay ko gián đoạn, có biên dạng “vng”( dạng suy biến lưới U-V hai đường suy biến thành một) Sử dụng lệnh ShowEdges để làm đánh dấu cạnh bề mặt Chú ý có đường nối mặt trụ, đường nối thể hai cạnh của hình chữ nhật, hai cạnh khác đường trịn phái phía dưới, Như hình “vng” topology thể 4.Hãy chọn hình cầu, thể bề mặt kín trơn mượt, có biên dạng hình vng (Một dạng suy biến khác lưới U-V cạnh dần đần suy biến thành điểm) Dùng lệnh showEdges để đánh dấu cạnh, Chú ý đường nối tô sáng mặt cầu, đường nối thể hai cạnh hình vng, hai cạnh cịn lại thu lại dạng điểm đỉnh Như hình “vng” topology lại thể cho dù nhiều biến thể Khi tất điểm bề mặt ko cắt thu lại thành điểm đơn, trường hợp gọi dị thường dị thường trường hợp đặc biệt, quy luật thơng thường tốt không chồng điểm control point lên điểm khác Nếu điểm bên cạnh thu lại chồng lên điểm, Thì Rhino đưa thông báo lỗi với lệnh Check SelBadObjects.( giải thích cho điều rằng, qui tắc lưới U-V ko phép vi phạm, có nghĩa khơng phải trường hợp đặc biệt có điểm control point- điểm nằm giao điểm lưới U-V - Bị trùng lên điểm khác phương U V làm bề mặt bị lỗi) Với lựa chọn hình cầu, nhấn F11 sau nhấn F10 Điểm control point hai bề mặt đầu tắt (F11) điểm hình cầu bật lên (F10) Với Dạng truy bắt điểm Point bật, Zoom Target lại thật gần đỉnh hình cầu Nhấn F11 để tắt điểm control points Chọn mặt cầu Gọi lệnh Smooth (Transform/ Smooth) Tại hộp thoại Smooth, bỏ dấu kiểm ô Smooth Z, click vào nút OK Một lỗ xuất đỉnh hình cầu Lệnh ShowEdges tơ sáng cạnh Sử dụng phím Home để Zoom tồn hình, Đây cách nhanh để thay đổi khung nhìn Để lựa chọn điểm: Mở công cụ Select Points Bật điểm điều khiển hình cầu lên Chọn điểm riêng lẻ vị trí mặt cầu chọn công cụ select Points nút Select U Một hàng điểm liên quan đến điểm chọn ban đầu chọn Bỏ lựa chọn cách click vào vùng trống hình đồ hoạ chọ điểm khác mặt cầu Từ công cụ Select Points, click vào nút Select V Một hàng điểm theo hướng khác cạnh “hình chữ nhật” chọn, Dãy xắp xếp hướng theo hai chiều U V gặp bề mặt NURBS Hãy tự thử nút khác công cụ Bài tập 4: Bề mặt NURBS bị cắt 1.Mở mơ hình Trimmed NURBS.3dm Bề mặt cắt từ bề mặt lớn Dữ liệu bốn bề mặt bên tồn sau bề mặt bị cắt, chúng giới hạn đường cắt (cạnh bề mặt) Lựa chọn bề mặt bật điểm điều khiển lên Điểm điều khiển điều khiển tay phần bị cắt bề mặt hoặc phần lại bề mặt, lưu ý cạnh cắt di chuyển xung quanh bên thay đổi bề mặt Đường cắt luôn nằm bề mặt Để bỏ việc cắt bề mặt (Tức ta có bề mặt bị cắt ta cần bề mặt gốc trước bị cắt ) 1.Sử dụng lệnh Untrim (Surface Edit tools> Untrim) 2.Tại dòng nhắc Select Boundary to detach, chọn cạnh bề mặt, bề mặt gốc bên hiển thị đường biên cắt biến Dùng lệnh Undo để phục hồi lại bề mặt cắt Để tách đường cắt khỏi bề mặt (Phục hồi lại bề mặt gốc giữ đường biên bề mặt bị cắt dạng đường cong): Sử dụng lệnh Untrim với tuỳ chọn KeepTrimObject yes (hoặc dùng lệnh Detach Trim) Tại dòng nhắc Select boundary to detach, chọn cạnh bề mặt Bề mặt nguyên thuỷ bên ra, cạnh bề mặt cắt chuyển thành đường cong không liên kết với bề mặt Dùng lệnh Undo để phục hồi lại bề mặt bị cắt trước Để co bề mặt cắt lại (thao tác phục vụ cho mục đích sau: Thơng thường bề mặt bị cắt bao gồm hai phần, phần nhìn thấy phần mặt bị cắt bị giới hạn đường biên đường cắt, phần ko nhìn thấy phần không bị cắt, phần không bị cắt trùng khít lên bề mặt gốc ko hiển thị Khi ta gán vật liệu lên bề mặt bị cắt ảnh bề mặt vật liệu dãn bề mặt không bị cắt, kết dựng ảnh có phần nhỏ ảnh vật liệu dựng lên bề mặt bị cắt, ta phải dùng lệnh để co bề mặt khơng bị cắt lại nhỏ có thể- tất nhiên không nhỏ bề mặt bị cắt được, mục đích gán bề mặt ta tỉ lệ mong muốn) Sử dụng lệnh ShrinkTrimmedSrf Tại dòng nhắc Select trimmed surfaces to shrink chọn bề mặt gõ enter để kết thúc lệnh Bề mặt không bị cắt bên bị bỏ thay bề mặt nhỏ mà trùng với bề mặt cũ cách xác phạm vi bạn nhìn thấy ko có thay đổi hiển thị bề mặt bị cắt Chỉ có bề mặt khơng bị cắt bên thay đổi Chương TẠO ĐƯỜNG CONG Chúng ta bắt đầu phần tiến trình cách giới thiệu vài mẫu kĩ thuật liên quan đến đường cong NURBS mà giúp cho việc học phần sau học đơn giản Kĩ thuật dựng đường cong có số hiệu đầy ý nghĩa bề mặt mà bạn xây dựng từ chúng Bậc đường cong Bậc đường cong liên quan đến phạm vi ảnh hưởng điểm control point đơn lẻ lên suốt chiều dài đường cong Đối với đường cong bậc cao, ảnh hưởng điểm đơn lẻ phần đặc biệt đường cong hiệu phần chia đường cong Trong thí dụ đây, năm dường cong có điểm control point chúng sáu vị trí tương tự Mỗi đường cong có bậc khác nhau, bậc đường cong thiết đặt tuỳ chọn Degree lệnh tạo đường cong Bài tập 5-Cấp đường cong Mở mơ hình Curve Degree Sử dụng lệnh Curve (curve: free form/ Control Points) với bậc đường cong 1, dùng chế độ Auto Snap để bắt điểm có sẵn Lặp lại lệnh với thiết lập degree 2, 3, 4, Sử dụng lệnh CurvatureGraphOn (Analyze/Curve/Curvature Graph On) để bật đồ thị độ cong cho đường cong Đồ thị độ cong liên tục mức độ thay đổi đường cong đường cong bậc ko có độ cong Đường cong bậc có tiếp tuyến liên tục, Đường cong bậc có độ cong liên tục Trong đường cong bậc 4, Tốc độ thay đổi độ cong liên tục, đường cong bậc tốc độ thay đổi mức độ thay đổi độ cong thay đổi cách liên tục (Điều có ý nghĩa nhiều tốn học, đạo hàm cấp x đường cong bậc x dạng đa thức 0) 5 Xem đồ thị độ cong bạn kéo vài điểm control point Chú ý thay đổi đường đồ thị độ cong tương ứng với bạn kéo điểm control point di chuyển Lặp lại q trình với đường cong Đường mặt liên tục Từ tạo mặt tốt thơng thường dựa chất lượng đường cong dựng hình Rất đáng để nghiên cứu kĩ số đặc điểm tiêu biểu hai (đường mặt) Cho mục đích xây dựng đường xây dựng mặt tiêu biểu nói tới bốn mức độ hữu dụng liên tục Không liên tục Đường cong mặt phẳng khơng gặp điểm cuối/ cạnh Khơng có chỗ liên tục, đối tượng khơng thể nối Sự liên tục vị trí (GO) Đường cong gặp điểm cuối nó, bề mặt gặp cạnh Liên tục vị trí có nghĩa có vết gấp điểm mà hai đường gặp Đường cong nối Rhino thành đường cong có chỗ gấp đường cong bị phá thành tối thiểu đường cong Một cách tương tự hai mặt phẳng gặp dọc theo cạnh thông thường nhìn giống mép gấp đường nối, đường thẳng cứng hai bề mặt mục đích thực hành, có điểm cuối đường cong hàng cuối điểm dọc theo cạnh bề mặt chưa bị cắt xén cần phù hợp để xác định rõ kiểu liên tục GO Liên tục tiếp tuyến (G1) Đường mặt gặp hướng tiếp tuyến điểm cuối cạnh bạn khơng nhìn thấy nếp cạnh sắc Liên tục tiếp tuyến có nghĩa ko có vết gấp, ko có gợn đường cong mặt phẳng có chuyển tiếp trơn mượt ví dụ rõ ràng liên tục G1 góc lượn trịn hai đường cong bề mặt Trong trường hợp liên tục tiếp tuyến điểm control point cuối điểm control point đường cong, hàng cuối hàng điểm bề mặt rõ điều kiện tiếp tuyến Liên tục có độ cong (G2) Đường cong bề mặt gặp nhau, hướng tiếp tuyến chúng bán kính cong chúng điểm cuối Liên tục cong dạng trơn mượt trường hợp ta quan tâm Điều có nghĩa bề mặt đường cong thay đổi cách trơn mượt so với kiểu liên tục tiếp tuyến khơng có thay đổi đột ngột hướng từ độ cong sang độ cong khác Trong liên tục kiểu G1 độ cong thay đổi điểm đơn lẻ Cho ví dụ, thay đổi từ đường thẳng hồn toàn tới cung tiếp tuyến tạo vị trí điểm nói tới Với liên tục kiểu G2 thay đổi xảy trến suốt khoảng đường cong, đường cong bề mặt mượt (như thực thể hữu cơ) nom có tính khí nhìn chúng nhiều sản phẩm thiết kế sử dụng kiểu liên tục G2 Chú ý: có nhiều cấp liên tục cao ví dụ, G3 có nghĩa khơng cần điều kiện G2, mà cịn có nghĩa mức độ thay đổi độ cong tương tự hai đường cong bề mặt điểm kết thúc/ cạnh thơng thường G4 có nghĩa tốc độ thay đổi tốc độ thay đổi độ cong (đạo hàm cấp tốc độ thay đổi độ cong) tương tự Rhino có công cụ để xây dựng đường cong bề mặt vậy, có cơng cụ để kiểm tra kiểm sốt so với G0G2 Bài tập 6-hình học liên tục mở mơ hình curveContinuity.3dm hai đường cong rõ ràng không tiếp tuyến với nhau, kiểm tra lại với lệnh kiểm tra tính liên tục Gcon.(Analyze/ Curve/ Geometric Continuity) Chọn vị trí gần hai điểm cuối đường cong Rhino hiển thị thông báo dịng lệnh đường cong khơng gặp điểm cuối Curve end difference = 0.0304413 (chênh lệnh, khác hai điểm cuối) Tangent difference in degrees = 10.2772 (sai khác hướng tiếp tuyến bậc) Radius of curvature difference = 126.531 (Sai khác bán kính cong điểm cuối) Curvature direction difference in degrees = 10.2772 (Sai khác hướng cong bậc) Curve ends are out of tolerance (Kết luận kết thúc đường cong nằm khoảng dung sai) Để làm cho hai đường cong có vị trí liên tục Bật điểm control point lên cho hai đường cong phóng to hình quan sát vị trí hai điểm kết thúc Bật chế độ truy bắt điểm Point lên kéo đầu cuối đường cong lên đầu cuối đường cong Lặp lại lệnh kiểm tra độ liên tục Gcon ta thu thông báo khác lúc trước Curve end difference = (chênh lệnh, khác hai điểm cuối) Tangent difference in degrees = 10.2772 (sai khác hướng tiếp tuyến bậc) Radius of curvature difference = 126.531 (Sai khác bán kính cong điểm cuối) Curvature direction difference in degrees = 10.2772 (Sai khác hướng cong bậc) Curve ends are G0 (Kết luận hai đường cong liên tục theo kiểu G0, tức liên tục điểm) Sử dụng lệnh Undo để phục hồi lại trạng thái trước (lúc chưa nối hai điểm cuối đường cong) Sử dụng lệnh Match (Curve/Match) Chọn hai vị trí gần điểm cuối hai đường cong hộp thoại Match Curve, chọn vào ô Position, average Curves, Preserve other end Sau kết thúc lệnh lặp lại lệnh kiểm tra tính liên tục Gcon để thấy kết hai thao tác tạo kiểu liên tục hai đường cong G0 Curve end difference = (chênh lệnh, khác hai điểm cuối) Tangent difference in degrees = 10.2772 (sai khác hướng tiếp tuyến bậc) Radius of curvature difference = 126.531 (Sai khác bán kính cong điểm cuối) Curvature direction difference in degrees = 10.2772 (Sai khác hướng cong bậc) Curve ends are G0 (Kết luận hai đường cong liên tục theo kiểu G0, tức liên tục điểm) Bài tập 7- liên tục tiếp tuyến Trong phần tập, tạo hai đường cong có kiểu liên tục G1, liên tục kiểu G1 xác định điểm cuối điểm đường cong Hai điểm xác định hướng tiếp tuyến cuối đường cong từ liên tục G1 cần hướng tiếp tuyến trùng hai đường cong, đủ để có hai điểm cuối đường cong, bốn cho hai đường cong, rơi vào môi đường với đường Hai điểm cuối phải vị trí điểm control point đường cong phải rơi vào cung đường thẳng chứa điểm cuối Điều thực tay cách điều chỉnh hướng điểm sử dụng lệnh match Chúng ta sử dụng move, setpt, zoom Target, PointsOn (F10), PointsOff(F11) chế độ truy bắt điểm End, Point, Along, Between khoá Tab để hoàn thành việc Trước tiên, tạo vài lệnh marco sử dụng học Để tạo lệnh tắt cho along between: Along Between đối tượng truy bắt sử dụng lần nằm menu Tool mục Object Snaps Chúng sử dụng sau lệnh gọi áp dụng vào lựa chọn hình đồ hoạ Chúng ta tạo lệnh tắt (type vào ô command shell) cho dạng truy bắt điểm Trong hộp thoại Rhino Options, mục Aliases click vào nút new, nhập từ bàn phím vào “a” cột Alias Along cột Command Macro Nhập từ bàn phím vào “b” cột Alias Between cột Command macro Đóng hộp thoại Rhino Option lại Để thay đổi tính liên tục cách hiển thị control point sử dụng lệnh truy bắt điểm Between Dùng lệnh OneLayerOn để bật lớp Curves 3d layer Kiểm tra tính liên tục hai đường cong lệnh Gcon Bật hệ thống control point lên cho hai đường cong Dùng cách chọn ô vuông để chọn hai điểm cuối hai đường cong Sử dụng lệnh move (transform/move) để di chuyển điểm Tại dòng nhắc point to move from (vertical), truy bắt vào hai điểm cuối (hai điểm cuối hai đường cong nằm trùng lên nhau) Tại dòng nhắc Point to move to, nhập vào “b” gõ enter để sử dụng lệnh truy bắt between Tại dòng nhắc First point lựa chọn điểm thứ hai tính từ điểm cuối muốn di chuyển đường cong Tại dòng nhắc second point lựa chọn điểm thứ hai tính từ điểm cuối nằm đường cong thứ hai Điểm ta muốn di chuyển dịch lên hai điểm kế cận điểm cuối hai đường cong,nằm thẳng hàng bốn điểm, Hãy kiểm tra lại tính liên tục hai đường cong lệnh Gcon Để thay đổi tính liên tục cách cho hiển thị điểm control point dùng phương thức truy bắt điểm along Hãy dùng lệnh Undo để trở lại trạng thái trước dịch chuyển Chọn số hai điểm kế cận điểm cuối hai đường cong Sử dụng lệnh move để di chuyển điểm dòng nhắc Point to move from (vertical), truy bắt vào điểm muốn di chuyển Tại dòng nhắc Point to move to, gõ vào dòng nhắc “a” để sử dụng phương thức truy bắt điểm Along Tại dòng nhắc Start of tracking line, truy bắt vào điểm kế cận điểm cuối lại đường cong lại Tại dòng nhắc End of tracking line , truy bắt vào điểm chung (hai điểm cuối trùng lên nhau) Điểm chọn tạo đường thẳng mà qua hai điểm, dóng thẳng hàng bốn điểm (hai điểm cuối hai điểm kế cận hai đường cong) Click chuột để chọn vị trí cần thiết kết thúc lệnh Kiểm tra lại tính liên tục Liên tục kiểu G1 chỉnh sửa cách đánh dấu chắn vài điểm điều chỉnh tay bốn điểm quan tâm để đặt lên đườn thẳng mà tất chúng nằm Một bạn có liên tục G1 bạn chỉnh sửa đường cong gần phần cuối mà ko tính liên tục Để hiệu chỉnh đường cong mà ko tính liên tục chúng chọn điểm cuối chí điểm kế cận đường cong Chỉ bật chế độ truy bắt điểm Point lên kéo dùng lệnh move điểm tới vị trí khác bốn điểm tiếp tuyến ... sau: Thông thường bề mặt bị cắt bao gồm hai phần, phần nhìn thấy phần mặt bị cắt bị giới hạn đường biên đường cắt, phần ko nhìn thấy phần khơng bị cắt, phần khơng bị cắt trùng khít lên bề mặt gốc... Chương TẠO ĐƯỜNG CONG Chúng ta bắt đầu phần tiến trình cách giới thiệu vài mẫu kĩ thuật liên quan đến đường cong NURBS mà giúp cho việc học phần sau học đơn giản Kĩ thuật dựng đường cong có... qui tắc chung khơng thay đổi hình dạng bề mặt thay đổi Mục đích học để nắm phương pháp tổ chức chung bề mặt NURBS Rhino- phần mềm 3D khác Tất bề mặt tổ chức dạng lưới U-V theo hai chiều đan xen