Rhino3D(犀牛)同步建模手艺(LGSVDM)(犀牛RHINO产品建模与技法)

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35 年前,一位受过教育的美国管帐师罗伯特麦克尼尔在西雅图创建了一家新公司——罗伯特麦克尼尔公司(RMA),该公司成为 AutoCAD 的第一批经销商之一。那个绘图系统越来越受欢送,鲍勃比其别人提早意识到了基于自在曲面的复杂功用的 3D 建模的前景。RMA 在 20 世纪 90 年代初起头为 AutoCAD 开发响应的插件,其时那种 PC 应用法式底子不存在。(SolidWorks,第一个适用于 Windows 的 3D CAD,后来开发出来,它处置自在曲面的才能不断而且仍然十分有限。)1998 年,RMA 推出了一款绝对奇特的产物 - Rhinoceros1.0. 在该项目中,Bob 和他的团队回绝了为 AutoCAD 创建插件并从头开发新产物的设法。它的手艺根底——openNURBS库——做为开源发布,它使任何人都能够完全拜候记录/读取/修改几何数据,并为 Rhino 与其他 CAD 的普遍集成和浩瀚插件的开发扫清了道路(目前– 超越 200),由 RMA 以及其他开发人员创建。最重要的是,Rhinoceros 对自在曲面建模的才能在那个价位中仍然是无与伦比的(在美国,Rhinoceros 答应证的单价不到一千美圆)。现在,类似的建模功用只能在更高贵的系统(CATIA、Alias)中供给。

毫不奇异,Rhinoceros 在工业设想、海洋设想、室内设想、家具、珠宝等范畴敏捷流行起来——在所有需要利用复杂形式产物的范畴,典型用户是小我设想师或小团队,关于他们来说购置高端 CAD 答应证(次要用于汽车造造和航空业)其实不划算。有趣的是,RMA 设法在没有额外噪音的情况下占据了那个利基市场——该公司从未采纳积极的营销政策,而是专注于通过用户推广他们的产物,此中许多人后来成为 Rhino 经销商。

1.Rhino 3D (犀牛) 同步建模手艺来源于俄罗斯LEDAS公司:VDM组件LEDAS 的 RhinoWorks 改革了间接建模新插件让 Rhino 用户能够参数化控造他们的 3D 模子

LEDAS 的许多项目都是做为 CAD 软件法式的插件开发的,从强大的系统(如 CATIA)到重量更轻的处理计划(如 Rhino)。有时,我们会帮忙我们的客户决定他们的设法更好的开展标的目的:以插件的形式或做为独立法式的形式。

2011年4 月 14 日– LEDAS, Ltd. 发布的 Rhinoceros 3D 插件 RhinoWorks,将基于约束的参数化设想引入了 Robert McNeel and Associates 的流行自在外型东西中。Rhino 被建筑、家具、消费品、游艇和珠宝的设想师普遍利用。如今,他们都能够重新插件中受益。

RhinoWorks 基于 LEDAS 开发的原创手艺并顺利集成到 Rhino 情况中,允许设想师参数化编纂多种实体、曲面和线框模子。它通过应用几何和尺寸约束使他们可以完全控造设想企图,从而在设想更改时显着进步消费力。

RhinoWorks 将以前 LEDAS 的两个 Rhino 插件 RhinoAssembly 和 RhinoDirect 整合到一个产物中。它与前两个插件创建的任何模子完全兼容。

功用:

利用 RhinoWorks 添加约束就像声明那两个面应该平行和那些边之间的间隔应该等于 100 毫米。能够轻松地将约束添加到所有现有模子,包罗从其他 CAD 系统导入 Rhino 的模子。一旦添加,立即处理约束,强迫改动几何外形和身体位置。即便在约束轮回(例如三点之间的三个间隔)的情况下,设想人员添加的约束也会同时处理。约束存储在 Rhino 的原生 .3dm 文件中,因而可用于对统一模子停止进一步的参数修改。

为了轻松阅读约束,RhinoWorks 包罗 RhinoWorks Manager,那是一个特殊的用户界面,允许用户零丁翻开和封闭约束,并更改其参数值。

设想人员没必要手动添加所有约束。RhinoWorks 能够主动识别许多几何关系(例如重合、相切、平行、齐心和等半径)。那意味着设想人员只需添加一些尺寸约束即可完全控造其模子的设想企图;其余的会主动添加。选项对话框允许用户指定主动识别约束的特定形式。

RhinoWorks 还能够在拆配形式下工做以避免更改几何外形。在那种形式下,插件仅限于充实挪动和扭转刚   性部件以满足约束。拆配形式关于模仿拆配过程和查抄机构的运动学十分有用。

RhinoWorks 插件的动画功用允许用户通过内置或插件衬着器造做高量量的视频。那些影片关于演示机构的运动以及实时察看外形和尺寸的变革十分有用。

借助 RhinoWorks,LEDAS 扩展了其 Driving Dimensions 产物组合,那是一组插件,可为流行的 3D 建模软件(如 Robert McNeel and Associates 的 Rhinoceros 和 Google 的 SketchUp)添加基于约束的参数化设想。

Driving Dimensions 软件基于变分间接建模,那是 LEDAS 创造的一项强大手艺,可在无汗青记录的情况中以参数体例轻松修改 3D 实体、外表和线框模子,并主动识别设想企图。VDM 将间接建模与基于约束的办法相连系,将间接建模系统置于参数(也称为基于汗青)级此外级别——同时为最末用户保留了间接建模操做的简单性。

VDM手艺的核心是LGS 3D约束求解器。它已经集成到十几个贸易 CAD/CAM 软件包中,可供所有工程软件开发人员利用。

多年来,LEDAS 不断被 CAD/CAM 社区称为科学密集型编程市场上的办事和手艺供给商:自 1999 年以来,我们不断为 Dassault Systemes、Exigen、Cimatron 和其他公司工做,为他们开发计算处理资本调度、参数优化、常识工程、约束求解、碰碰检测、运动模仿等复杂使命的库。 2009年LEDAS初次进入末端用户软件市场,颁布发表开发Driving DimensionsSketchUp 和 Rhinoceros 的参数化插件。那两个插件在用户社区中引起了相当大的反响:因为我们的插件,流行的 3D 建模系统在成熟的参数化 CAD 中传输,不只可以创建几何模子,并且还能够便利地修改它们。 LEDAS 大大扩展了 Rhino 的插件功用,而且 - 在推出新的 2.0 版本的同时,它被付与了一个新名称 - RhinoWorks反映其普遍的功用:从简单几何特征(垫、口袋、孔、圆角)的参数化修改和具有主动设想企图识别功用的导入几何的智能编纂,到利用共同和驱动尺寸的自下而上的拆配设想,处理间接和反向运动学使命 - 包罗运动机构的高量量 3D 动画:

不幸的是,那个插件的日益流行遭到根深蒂固的成见的障碍,即参数化设想是相当复杂的工具,只能在需要筹办培训的高贵系统中利用,最重要的是,最末使复杂几何图形的修改动得愈加困难。若是我们考虑基于汗青的参数化设想,那是准确的,此中更改参数意味着从头生成几何图形并反复用于创建模子的所有操做。显然,某种非普通模子的树绝对是庞大的,而且找到您需要在特按时刻修改确实切参数的概率与创建该模子的用户的经历和洞察力成正 比.

Rhino 用户已经有时机享受基于模子再生的参数化设想。该范畴最出名的产物是Grasshopper插件,由 RMA 免费开发和(目前)分发。很少有热情的用户掌握了那种设想手艺,而且无疑会钦佩它的力量。然而,即便他们同意,说服没有经历的 Rhino 用户测验考试那个插件也不是一件容易的事。在 2011 年 Rhino UK 用户会议上,RhinoCentre(荷兰)的首席施行官 Gerard Petersen展现了他亲身打造的令人印象深入的游艇模子。该模子基于 Grasshopper 图,Gerard 尖刻地指出:意大利人应该喜好它,表示该图与大量意大利面条的明显联系关系。

若是模子是在没有 Grasshopper 的情况下构成的,或者只是从另一个系统(例如,SolidWorks)导入到 Rhino,该怎么办?回绝完成参数识别?幸运的是,所有那些问题都能够通过回绝树推导而撑持约束集来处理。一个约束是确定模子元素的外形和相对位置的实体。关于实体和外表 3D 模子,此类元素能够是其鸿沟上的面、边和顶点。能够在元素之间指定各类约束:重合、平行或垂曲对齐、相切、给定的间隔和角度。关于圆弧形式的边和属于球面、圆柱面和环面的面,还能够指定半径和齐心度约束。给定的约束影响模子的几何形式并帮忙定位几何特征和拆配零件。RhinoWorks 插件能够识别您的设想企图至关重要通过主动识别许多约束(重合、平行对齐、半径相等等),因而您无需手动指定它们。凡是,您只需要指定根据您需要的体例修改模子所需的几个驱动尺寸。然后给定的约束(连同主动识此外约束)由一个高效的几何约束求解器求解(一种奇特的 LEDAS 处理计划,可受权给第三方),而且模子的所有更改都是当地的,不需要从头起头停止高贵的模子从头生成。另一个重要方面是(与汗青树差别)您能够向任何现有模子添加约束,包罗从其他 CAD 系统导入到 Rhino 的模子。RhinoWorks 插件中利用的参数化办法的次要长处是显而易见的:简单、强大、通用。

2.Rhinoworks

Rhinoworks 是一个 Rhino 插件。它使您可以模仿动力学构造和复杂的运动机造。该插件基于一种称为约束动画的手艺。那意味着该机构的对象以如许一种体例链接在一路,即一个对象的运动通过定义它们的毗连来影响另一个对象的运动。那种设置动画的战略与挪动机构的现实设想十分类似。虽然约束是有限的,但约束组合的有效性使得定义复杂的运动机造成为可能。

RhinoWorks 能够利用差别类型的几何体。点、曲线、曲面和多重曲面。每个约束都可以利用那些几何类型中的一种或多种。那关于每个约束都差别。当您碰到有关约束分配的错误动静时,请确保选择了此约束撑持的几何图形。

RhinoWorks 能够为以下类型的几何元素创建约束和尺寸:

多重曲面的顶点。多重曲面的根本边:曲边和圆弧。多重曲面的根本面:平面、圆柱、球面、环形和圆锥几何体的面,包罗修剪面。孤立对象:单点、曲线段和圆弧(不包罗属于折线的那些)。

非圆形或平面临象可能难以有效约束。

RhinoWorks 使您可以在差别的对象和它们本身的对象之间生成约束。利用那些选项,您能够构建可挪动的构造并为其设置动画。Rhinoworks 是一个插件,能够通过 Rhinoworks 东西栏拜候功用。东西栏包罗几组功用。

(1)功用介绍

更新功用。那使您可以在添加新约束时更新受约束的几何体。那能够通过利用图标手动完成,也能够通过利用 RhinoWorks 办理器中的主动更新选项主动完成。

约束。有 6 种差别的约束将对象的外表链接在一路。那些约束使您可以定义对象之间的关系,那关于为机造设置动画至关重要。

约束/施行器。现实上,它们是约束,因为它们定义了与其他对象或外表的关系,例如角度约束,但它们也是对象内的约束,此中定义了相对外表的间隔或定义了圆柱或球体的半径。另一个区别是那些约束值能够更改和设置动画。因为约束值的变革(两个外表的角度、两个外表之间的间隔和对象的半径),那些约束在您的机构中做为施行器工做,驱动运动。

添加 Ridgid 集。此选项将对象锁定在一路,因而将表示为一个对象。

动画模子选项。若是您在 RhinoWorks 办理器中选择了一个约束/施行器并激活了动画模子选项,动画窗口就会呈现。此菜单可让您拜候 RhinoWorks 中的动画选项。

RhinoWorks 选项菜单使您能够定义用于创建几何图形的附加选项。

(2)约束

创建机构的一组零件后,您能够起头为各个零件分配准确的约束。RhinoWorks 东西栏可让您拜候约束。总共有 6 个可用的约束能够撑持您设想的机造部门的大大都复杂毗连和交互。

第一个约束是添加固定。那使您可以将对象固定到位。在模仿动力学机造期间,该对象不会挪动。下一个约束是添加齐心度。该约束适用于点、圆、圆柱、球体、圆环和圆锥。它将两个对象的中心点挪动并锁定在一路。例如带球窝的球窝接头。除了中心点重合之外,它还能够对齐两个圆柱体的轴。在那种情况下,对象仅被挪动以对齐轴而不是重合。一旦成立了约束,就能够扭转对象。

在前面的示例中,臂上圆柱的轴与 l 形物体中的孔的轴对齐。即便它们不订交,也会成立约束。要将带有圆柱体的手臂挪动到 L 形物体的孔中,我们能够利用巧合选项。对象对齐它们的外表并连结约束。

通过添加平行度,能够确保两个差别的对象在机构运动期间连结平行。当从必需变得平行的两个组件中选择侧面时,组件切换到平行标的目的。垂曲的选项类似于平行的选项。独一的区别是,当机构挪动时,所选对象的外表连结彼此垂曲。此选项其实不老是有效。那取决于两个对象之间的附加(好像心约束)。

最初一个约束是切线约束。此选项能够将弧形/球形对象链接到另一个弧形/球形对象或平面。那使得在弧形或球形外表的帮忙下创建复杂的运动成为可能

(3)施行器

施行器是一种能够设置动画的约束,因而会跟着时间而改动。那些约束用于驱动机造。当您构建具有所有约束的机造时,每次通过为施行器设置动画来添加约束时测试您的机造是很有用的。那使您可以利用新添加的约束找到组件的任何抵触或不需要的挪动。共有三个施行器,每个施行器都具有在您的机构内施加运动/力的特定才能。

线性运动/力回转径向运动/力添加间隔

添加间隔东西使您可以更改一个或多个对象的两个平行外表之间的间隔。那也意味着您能够随时间改动间隔值,从而模仿运动。一个很好的类比是液压活塞的工做原理。它撑持线性位移。间隔的设置能够通过在 RhinoWorks 办理器中选择添加间隔约束来更改和动画。

添加半径

若是您想在您的机构中利用径向力,那么此选项效果很好。添加半径选项限造球体或圆柱体的半径。通过改动半径,物体味膨胀。通过在 RhinoWorks 办理器中选择添加半径约束,能够更改半径设置并设置动画。

添加角度

若是你想在你的机造中利用扭转运动,那么那个选项能够撑持那一点。添加角度选项约束两个对象的两个平面。通过改动角度,平面会改动相互的角度。若是对象之一也具有齐心度约束,则对象会扭转。通过在 RhinoWorks 办理器中选择添加角度约束,能够更改角度设置并设置动画。

(4)动画片

有两种办法能够拜候动画菜单。第一个选项是利用东西栏上的动画图标,第二个选项是利用约束属性菜单中的动画按钮。

约束属性菜单

翻开 RhinoWorks 办理器并双击施行器约束以拜候约束属性菜单。在此菜单中,您有 Animate 选项。此动画选项仅适用于施行器约束,而不适用于常规约束。常规约束在约束属性菜单中的可用设置数量有限。

动画菜单

动画菜单包罗动画设置以及主动运动作画或利用滑块运动作画的可能性。有一个选项能够将动画衬着为一系列帧以供以后播放。选项十分简单。