计算机辅助工业设计:三维产品表现:3D product performance

　　1．1 三维效果表现　　工业产品的*终表现形式是与产品的功能、结构、色彩、材质等要素相互关联的三维立体形态。工业设计*终要面向制造，随着计算机技术的发展，计算机在结构设计、工程设计与分析、模具设计、工艺设计、快速成型等过程中发挥着越来越重要的作用，而这些通常需要以三维模型为基础，所以需要将设计方案三维化。　　相对于二维效果表现，三维效果表现拥有更大的优势：更加符合人们对几何形态的认知，能够表达更多的产品信息，更便于人们对产品的讨论与评估。设计师可以通过三维模型更直观、准确地表达出设计构思，设计团队、企业决策者和客户可以在三维模型上进行设计讨论与产品评估，工程师可以直接在三维模型的基础上进行后续的结构设计，也可以用快速成型机将三维模型直接输出为实物模型。　　1．1．1 三维建模的思路与方法　　各种形态产品的三维建模，对初学者而言都有很大难度。尤其是在面对复杂形态时，他们通常感到束手无策，不知道从哪里下手。尽管CAID软件的建模方式和操作手法各有不同，但总的来说，三维建模的思路与方法是一致的。一个产品可能是简单的几何形态，也可能是纯粹的有机形态，但多为两者的结合。在实际建模过程中，大多数产品模型是不可能通过某一个命令就建立起来的，而是要依据一定的方法和规律，利用简单形态的组合、变化来完成*终的产品模型。因此，在开始建模之前，需要对产品形态进行细致的分析，*后整理出清晰的建模思路与方法，在此基础上开展建模工作，可以少走一些弯路，提高建模效率。　　建模是指从基本的点、线、面、体入手，通过一系列的操作完成对产品形态的三维表现，建模思路则是对如何实现这一过程的设想。要明确建模思路，首先要了解三维环境中点、线、面、体各元素之间的关系。在三维软件中，点是*基本的元素；线是由控制点所定义的；面是通过线的拉伸、旋转、扫掠、放样等方式形成的；而体是由多个面组合而成的，是产品形态的*终表现形式。建模过程可以描述为：通过关键控制点的绘制和编辑确定关键曲线；以曲线为基础延展形成曲面；建立曲面间相互连接的过渡面；通过多个曲面的组合形成封闭实体．实现产品形杰的三维津模。　　在开始建模之前，需要对产品形态进行理解和分析。不同的产品，其建模方法会有所不同，但基本形体的建立方式却是有限的，这就需要对产品形态进行理解和分析，把一个复杂形体分解咸若干个典型的基本形体。任何一个复杂的形体都是由简单形体的叠加、剪切或混合得到的，都可以抽象还原为一个或多个基本形体。对产品形态的理解和分析是三维建模的基础，主要有两种方法：一是组合构成法，即搭积木式的“加法”；二是切割构成法，即挖洞式的”减法”。在实际应用中，需要根据不同产品的形态特征，选择使用合适的方法。另外，设计师需要在生活中对事物多加观察、多加分析，以丰富自己的想象力、提高对产品形态的概括能力。因此，产品形态的三维建模方法和步骤可归纳为：①基本形体建模。基本形体可以是简单的长方体、球体、圆柱体等，也可以是单纯的有机形态。通常，几何形态的建模比较简单，而有机形态的建模则需要分析形态的构成原则，然后绘制出关键曲线，通过拉伸、旋转、扫掠、放样等手段将曲线延展成曲面。②基本形体的组合、切割及过渡面的生成。对由多个基本形体构成的组合形体来说，在完成基本形体建模后，还需要通过不同形体间的组合、切割来建立产品的三维模型。③倒角及细节处理。图l—l为相机的形体分析和建模思路，可见一台相机可以简化为几个长方体和圆柱体的组合。　　1．1．2 计算机辅助三维效果表现　　虽然三维空间的快速概念表达能够有效地描述设计思想和产品方案，并在此基础上进行立体空间的初步评估，但产品设计*终仍然需要将选定的方案完全三维化，通过建立具体的三维模型，对形态、细节、结构等方面的设计进行进一步的明确和优化，为产品制造提供基础，这就需要真正的三维造型。　　……