Общие сведения о Сглаживании трёх граней

Общие концепции операции

В качестве основы для операции Сглаживание трёх граней служат три набора граней. Наборы называются правой, левой и средней стенками. Наборы граней левой и правой стенок должны иметь между собой гладкие сопряжения, набор граней средней стенки может сопрягаться под небольшим углом (не более 5°). Стенки же не обязаны сопрягаться между собой. Все наборы граней могут быть получены как от одного твёрдого тела, так и от одного, двух или трёх тел-поверхностей. Недопустимо создавать сглаживание трёх граней между стенками, полученными от различных твёрдых тел или комбинации тел-поверхностей и твёрдых тел.

Форма сглаживания

Сглаживание трёх граней может быть построено двумя типами: сферическим и дисковым.

При сферическом типе поверхность сглаживания образуется путём перемещения вписанной между стенками воображаемой сферы по всей длине стенок, образуя в точках контакта с ними гладкое сопряжение по касательной. При этом форма поперечного сечения поверхности сглаживания рассчитывается не обязательно в виде дуги окружности.

При дисковом типе поверхность сглаживания формируется на основе набора плоскостей поперечного сечения и направляющей. Плоскости строятся перпендикулярно направляющей и содержат три точки контакта в местах касания поверхности сглаживания со стенками. Форма поперечного сечения поверхности сглаживания в плоскости всегда рассчитывается в виде дуги окружности, которая вписывается таким образом, чтобы обеспечить касание к каждой стенке.

В качестве направляющей всегда служит 3D путь. Направляющая не должна иметь изломов. Если длины направляющей недостаточно для расчёта всех поперечных сечений, то концы её продлеваются по касательной. Если длина направляющей избыточна, то система пытается самостоятельно выбрать нужный ей участок 3D пути.

       

На рисунках показана зависимость геометрии поверхности сглаживания от направляющей.

Если левая и средняя стенки сопрягаются между собой, то роль направляющей может взять на себя их общее ребро (набор рёбер). В этом случае выбор направляющей не обязателен.

В случае применения дискового типа построения поверхности сглаживания, когда ребро между левой и средней стенками имеют сложную форму, для обеспечения успешного результата между гранями необходимо создать новую направляющую более простой формы в сравнении с ребром, лишь приблизительно повторяющей его форму. Рассмотрим два характерных примера.

Пример 1

Требуется создать сглаживание боковой части лопасти вентилятора. В данном случае система не может использовать ребро между левой и средней стенкой по следующей причине: в указанной кружком зоне ребро имеет небольшой радиус закругления. Если система попытается строить плоскости поперечного сечения, располагая их перпендикулярно ребру, то рассчитанные поперечные сечения поверхности сглаживания будут пересекаться друг с другом. Создать сглаживание в этом случае помогает дополнительная направляющая (3D путь), которая примерно повторяет форму ребра, но лишена указанных недостатков.

Пример 2

В данном примере левая и правая стенки представляют собой выпуклую коническую поверхность. Из-за этого деталь в центре утолщается. На первый взгляд радиус закругления ребра не так уж мал. Но из-за увеличения толщины детали и искривления ребра в другом направлении система вынуждена сильно увеличивать радиус поверхности сглаживания, в результате чего снова возникает самопересечение поверхности сглаживания. Если использовать плоскую направляющую указанной формы, то поверхность сглаживания легко построится.

Сглаживание по смежным граням

Режим выбора последовательно сопряжённых граней обеспечивает возможность системе автоматически выбирать связанную последовательность гладко сопряжённых между собой граней необходимой стенки при указании одной из входящих в эту последовательность грани.

В случае, если смежные грани средней стенки сопряжены под углом, система позволяет задать угол, при котором эти грани будут участвовать в сглаживании.

Результат

При сглаживании трёх граней твёрдого тела результат всегда будет в виде твёрдого тела.

При сглаживании трёх граней тела-поверхности, либо трёх тел-поверхностей система позволяет определить тип результирующего сглаживания:

•Не обрезать. Поверхность сглаживания не присоединяется к стенкам; стенки удаляются. Результат – тело-поверхность.

•Обрезать обе. Левая и правая стенки обрезаются в точках контакта с поверхностью сглаживания; поверхность сглаживания не присоединяется к стенкам. Результат – отдельные тела-поверхности.

•Обрезать и сшить. Левая и правая стенки обрезаются в точках контакта с поверхностью сглаживания; поверхность сглаживания присоединяется к стенкам. Результат – одно тело-поверхность.

•Создать твёрдое тело. Левая и правая стенки обрезаются в точках контакта с поверхностью сглаживания; поверхность сглаживания присоединяется к стенкам, образуя замкнутое пространство. Результат – твёрдое тело.

•Авто. Система самостоятельно подбирает оптимальный результат сглаживания.

Также система предусматривает возможность создания сглаживания в виде отдельного тела, сохраняя при этом топологию исходных тел.

Иногда возникают ситуации, когда для выбранного набора стенок может существовать несколько поверхностей сглаживания. Можно оставить их все либо указать одно конкретное решение. Система выбирает решение, наиболее близкое к выбранной 3D точке. В качестве 3D точки могут выступать 3D узел, вершина либо середина ребра.

Обрезка поверхности сглаживания

При помощи плоских граней или рабочих плоскостей можно задать ограничение зоны сглаживания. Одна ограничивающая плоскость делит поверхность сглаживания на две части, оставляя в сцене одну из них. Всего может быть задано не более двух ограничивающих плоскостей. Две плоскости могут с двух сторон ограничивать центральный участок поверхности сглаживания.

Ориентация границы сглаживания зависит от ограничивающей плоскости и выбранной формы сглаживания. При установленном параметре Обрезка граница сглаживания проходит по границам ограничивающей плоскости. В противном случае граница сглаживания проходит перпендикулярно направлению поверхности сглаживания через точку, образованную одним из следующих способов.

•Пересечением ограничивающей плоскости и вершины сглаживания (для сферической формы сглаживания);

•Пересечением ограничивающей плоскости и заданной направляющей (для дисковой формы сглаживания).

Обрезка по стенкам

При создании сглаживания граней возможен выбор способа обрезки краёв поверхности сглаживания. Геометрия самих стенок при обрезке поверхности сглаживания не нарушается. Всего

имеется четыре способа обрезки:

•Не обрезать. В этом случае поверхность сглаживания продлевается за пределы границ всех стенок.

•По обеим стенкам. Поверхность сглаживания обрезается по границам левой и правой стенок. При этом боковое ребро поверхности сглаживания формируется таким образом, чтобы обеспечить касание к боковым ребрам обрезающих стенок.

•По короткой. Поверхность сглаживания обрезается по наименее удалённым рёбрам стенок.

•По длинной. Поверхность сглаживания обрезается по наиболее удалённым рёбрам стенок.

Дополнительно система даёт возможность не учитывать среднюю стенку при создании поверхности сглаживания. Например, опция может быть полезна при создании тела с обрезкой по стенке в режиме По короткой либо По длинной.

Способы обрезки Не обрезать, По короткой, По длинной могут использоваться только в том случае, если конечный результат будет получен в виде тела-поверхности.