1.2 Rhino软件特色
Rhino软件包括以下特色。
1.优质的曲面建模
Rhino 3D(Rhino软件是3D建模软件,也称Rhino 3D)通过运用多种技术,制作出高品质的曲面以实现精确建模。Rhino采用G-Infinity混接技术,所以用户能够以实时互动方式来调整混接的两端的转折形状,并维持所设定的几何连续条件(连续性级别最高可以设定到G4)。通用变形技术(Universal Deformation Technology,UDT)能够实现无限制地对曲线、曲面、多边形网格以及实体物件做变形作业,同时保持物件的完整条件。另外,Rhino 3D包含布尔运算、RP(Rapid Prototyping)制作、网格(Mesh)文件编辑与修改、强大的多混合(Blend)功能、多样化的圆角技术(Filleting)、多种显示模式等,并且提供了许多强大精确的几乎涵盖所有常用工业格式的数据接口,这使得Rhino文件可以完好准确地导入其他软件中。
2.实惠的价格优势
Rhino 3D自推出以来,一直具有经济实惠的价格与专业级的建模技术,是一个较“平民化”的高端软件,许许多多的3D行业人员以及3D建模爱好者都被其折服。
与Maya、SoftImage XSI、Alias等体积庞大的软件相比,Rhino 3D不仅体积小,轻巧方便,而且在功能上丝毫不逊色,可谓“麻雀虽小,五脏俱全”。Rhino的价格实惠,是一款有特殊实用价值的高级建模软件。
总之,Rhino 3D是一款性能卓越、性价比高的三维建模软件。Rhino 3D在极短的时间内在全世界汇聚了大批用户自然不足为奇。
Rhino 3D拥有十多个语言版本,在全球几十个国家销售,无论是3D建模新手,还是专家级设计人员,都被其强大的功能和高性价比吸引。
3.多样化的插件支持
Rhino 3D是一款专业的三维建模软件,它采用灵活的插件设计机制,支持多样化的插件。目前,市面上存在各种插件,分别适用于不同领域。另外,大量插件正在开发并陆续面世,用户只需要支付一定的费用,便可用它们来完成特定的设计工作。
在众多插件中,代表性的插件有Flamingo、V-Ray、Maxwellrender、Brazil、HyperShot、Penguin等,还有动画插件Bongo、船舶设计插件Rhino Marin、珠宝设计插件TechGems与Rhino Glod、鞋类设计插件RhinoShoe等。这些插件功能强大,极大地增强了Rhino 3D的功能,如图1-7所示为4款插件。
图1-7 Rhino的4款插件
4.良好的文件兼容
Rhino 3D支持约35种文件保存格式,如图1-8(左)所示,导入文件支持的格式约28种,几乎兼容了现存的所有CAD数据。Rhino 3D良好的文件兼容性方便用户把Rhino 3D生成的建模数据导入其他程序或从其他程序导入建模数据进行二次加工,进一步拓宽了Rhino 3D的应用领域。
图1-8 Rhino 3D可导入、导出的文件格式
5.逼真的实物输出
在使用Rhino 3D软件完成三维建模后,可以通过数控机床(Computer Numeric Control,CNC)或快速成型(Rapid Prototyping,RP)设备,将三维建模数据加工成实物,而后把输出的RP模型利用硅或橡胶模进行批量复制加工。若RP材料具备可塑性,则可以采用直接浇铸法(Direct Casting),使用指定的金属进行加工。RP设备是产品设计领域的常用设备,利用它能够制作出各种各样的形态,对设计研究与产品制作具有非常重要的意义。
6.连续性
连续性是造型中的常用术语,它是判断两条曲线或两个曲面接合是否光滑的重要参数。
在Rhino 3D中,常用的有3个连续性(Continuity)级别,分别为G0、G1、G2连续级别。
1)G0(位置连续)
当两条曲线的端点相接形成锐角或两个曲面的边缘线相接形成锐边时,称它们是位置连续,即GO连续。换而言之,当两条曲线或两个曲面构成位置连续关系时,它们之间会形成锐角或锐边。如图1-9所示。
2)G1(相切连续)
如果两条曲线相接处的切线方向一致或两个曲面相接处的切线方向一致,即两条曲线或两条曲面间没有形成锐角或锐边,这种连续称为相切连续,即G1连续。由定义可知,两条曲线或两个曲面之间是否形成了相切连续是由它们相接处的切线方向是否一致决定的,如图1-10所示。
3)G2(曲率连续)
若两条曲线相接处或两个曲面相接处不仅切线方向一致,曲率圆的半径也一致,则称这两条曲线或两个曲面之间形成了曲率连续,即G2连续。由此可见,曲率连续不仅满足位置连续、相切连续两个条件,还要求连接处的曲率圆的半径一致,故而曲率连续为更为光滑的连接,如图1-11所示。
7.方向指示(Direction)
法线方向指曲面法线的曲率方向,垂直于着附点。在曲面中,法线方向称为曲面方向,在曲线中,法线方向称为曲线方向。在工作视图中选取物件,然后执行【分析】|【方向】命令,即可显示该物件的方向。在单曲面或多重曲面中,根据线条绘制的方向,指示箭头方向也不相同。在物件上单击可以切换曲面或曲线的方向,还可以通过提示行命令执行更多的命令,如图1-12所示。
图1-9 G0(位置连续)
图1-10 G1(相切连续)
图1-11 G2(曲率连续)
图1-12 曲线/曲面方向
对于曲面的方向,还可以通过另一种方法来判断。执行【工具】|【选项】命令,在打开的选项设置窗口中,将【Rhino选项】|【外观】|【高级设置】|【着色模式】选项下的【背景设置】设置为【全部背面使用同一颜色】,即可判断曲面的方向。之后在工作视图中为曲面着色,就能发现曲面的正侧与背侧将显示为不同的颜色。由此便可判断曲面的方向,如图1-13所示。如果要修改调整曲面的方向,仍需通过上面的方法来完成。
图1-13 曲面的正反两侧
8.网格(Mesh)
STL来源于Stereolitho graphy,是快速成型(Rapid Prototyping,RP)中使用的一种文件格式。在使用Rhino 3D等建模软件完成建模(NURBS文件格式)后,需要把建模文件转换成STL格式,才能应用到RP原型制作中。
STL格式的模型对象由众多多边形面构成,这些多边形集合称为网格(Mesh)。Rhino 3D提供了强大的技术支持,它帮助用户轻松地把NURBS数据转换为STL文件。最简单的方法就是执行菜单栏【网格】|【从NURBS物件】命令,然后在工作视图中选择需要转化为网格的曲面,右击确定并在弹出的对话框中调节网格的选项。如果对网格的各项参数熟悉,而且需要将NURBS物件转化为较少的数据量,又要保证模型具有较高的精确度,这时候需要单击【进阶设定】按钮,然后设置各曲面的详细数值,如图1-14所示。
图1-14 将NURBS曲面转换为网格曲面