Руководство по моделированию поверхностей в Rhino с помощью Sweep1, Sweep2 и RailRevolve

Что вы узнаете из этого руководства?

Команды Sweep1, Sweep2 и RailRevolve в Rhino предлагают разные способы создания поверхностей по кривым. В этом руководстве вы узнаете, когда использовать одну направляющую, а когда — две, как выбирать кривые-сечения и какие основные параметры влияют на движение поверхности. Также мы рассмотрим выравнивание швов на замкнутых кривых, проверку направления сечений и задание оси вращения в RailRevolve.

При выборе команды сначала определите, как будут задаваться границы создаваемой поверхности. Если один её край описывается направляющей, можно использовать Sweep1; если два края задаются двумя направляющими — Sweep2. Для вращения профиля вокруг направляющей применяется другой подход — RailRevolve. Во всех этих командах порядок и положение исходных кривых влияют на результат.

Требования

Это руководство основано на описаниях команд в справке McNeel для Rhino 8. Для моделирования понадобятся Rhino и кривые, подходящие для выбранной команды; источники не указывают требований к аккаунту, учётной записи пользователя или оборудованию. Не следует предполагать наличие каких-либо конкретных условий в этих областях.

• Sweep1: одна кривая-направляющая и кривые профилей, задающие сечения поверхности.

• Sweep2: две направляющие, определяющие два края поверхности, и кривые-сечения.

• RailRevolve: профиль, задающий форму поверхности, направляющая, а также начальная и конечная точки оси вращения.

Выбирайте сечения в том порядке, в котором поверхность должна проходить через них. При использовании замкнутых кривых могут потребоваться дополнительные настройки швов. В Sweep2 полезно располагать открытые кривые-сечения рядом с одинаковыми концами направляющих, а концы сечений соотносить с концами направляющих или соответствующими контрольными точками на них. Если заранее проверить структуру кривых, выбрать подходящие параметры будет проще.

1. Создание поверхности вдоль одной направляющей с помощью Sweep1

Сначала выберите кривую-направляющую, а затем отметьте кривые-сечения в порядке, в котором поверхность должна через них проходить. Sweep1 создаёт поверхность, перемещая сечения вдоль направляющей. Если выбрано несколько замкнутых сечений, появляется дополнительный этап настройки швов. Их положение можно выравнивать, перемещая швы вдоль кривых; параметр Flip меняет направление кривых на противоположное. Automatic пытается автоматически сопоставить швы и направления, тогда как Natural сохраняет положения, заданные в начале команды.

В документации McNeel отмечается, что поверхность sweep может получиться лучше, если структуры кривых-сечений совпадают. Например, это условие выполняется, когда кривые имеют одинаковую структуру, в частности если они скопированы с одной и той же кривой. Если структуры различаются, можно использовать параметры Rebuild cross sections или Refit cross sections, чтобы работать с копиями кривых, перестроенными или аппроксимированными перед операцией. Параметр Do not change cross sections позволяет выполнить операцию без изменения сечений.

Параметр Frame Style задаёт, как сечение будет поворачиваться вдоль направляющей. Freeform — стиль по умолчанию: сечение вращается так, чтобы сохранять свой угол относительно направляющей. Вариант Roadlike использует для расчёта вращения ось; её направление можно задать с помощью Set axis. Если направляющая является краем поверхности, параметр Align with surface позволяет сечению поворачиваться вместе с этим краем. В документации говорится, что если сечение касается поверхности, новая поверхность также может быть касательной к ней.

Другие параметры тоже могут менять форму поверхности. Global shape blending создаёт линейный переход между сечениями и позволяет поверхности сужаться от одного конца к другому; если параметр выключен, изменение происходит преимущественно в средней части. Closed sweep доступен только после выбора как минимум двух сечений и продолжает поверхность от последнего сечения к первому. Untrimmed miters оставляет составляющие поверхности необрезанными даже в том случае, если при sweep образуются изломы.

2. Создание поверхности между двумя направляющими с помощью Sweep2

В Sweep2 сначала выберите две направляющие, затем — кривые-сечения в порядке, в котором поверхность должна проходить через них. Направляющие задают два края поверхности, а сечения определяют её форму. Открытые сечения выбирайте рядом с одинаковыми концами направляющих. Для замкнутых кривых выровняйте швы; проверьте, совпадают ли концы сечений с концами направляющих или с контрольными точками на них. В документации Rhino описано, что для поиска соответствующих контрольных точек можно использовать edit points и объектную привязку Point.

Рекомендуется, чтобы степени и структуры направляющих совпадали. Структура кривых-сечений может различаться; в этом случае поверхность будет иметь структуру наиболее сложного сечения. Если используется только одно сечение, поверхность охватывает направляющие по всей длине независимо от настроек. В документации также описан способ контролировать место окончания sweep с тем же сечением: создать масштабированную копию с помощью команд Orient и разместить её концы в нужных точках на направляющих.

При совпадении касательности или кривизны по краям поверхность может отходить от кривых-сечений. Параметры Preserve first cross section и Preserve last cross section принудительно обеспечивают совпадение соответственно с первым и последним сечением. Maintain height отделяет масштабирование по высоте от масштабирования по ширине; по умолчанию сечения обычно масштабируются одинаково в обоих направлениях. Add Slash добавляет дополнительные ориентиры для управления формированием поверхности между сечениями. Используя эти параметры, определите, какие сечения нужно сохранить и как должно меняться пространство между двумя направляющими.

3. Вращение профиля вокруг направляющей с помощью RailRevolve

В RailRevolve сначала выберите кривую профиля, задающую форму поверхности, а затем кривую-направляющую. После этого укажите начальную и конечную точки оси вращения. После нажатия Enter для задания направления оси можно использовать ось Z CPlane.

ScaleHeight не только вращает профиль, но и растягивает его вдоль оси вращения. Если направляющая плоская и лежит в плоскости, перпендикулярной оси, результат будет выглядеть так же и без этого параметра. Если направляющая не соответствует этим условиям и нужно, чтобы часть профиля не перемещалась вдоль оси во время вращения, можно рассмотреть использование ScaleHeight. В этой настройке начальная точка оси также задаёт начало масштабирования, поэтому её положение имеет значение.

Если направляющая — замкнутая кривая, для хорошего результата шов должен находиться там, где профиль касается направляющей. Если включить SplitAtTangents, выходная поверхность будет разделена в точках касания между частями кривых профиля и направляющей. Если параметр выключен, в этих местах при вращении образуются изломы поверхности.

Частые ошибки

• Выбирать сечения в произвольном порядке: Sweep1 и Sweep2 требуют выбирать сечения в той последовательности, в которой поверхность должна через них проходить. Проверьте порядок выбора относительно начала и конца поверхности.

• Не проверять швы замкнутых кривых: выровняйте швы и при необходимости согласуйте направления с помощью Flip.

• Не учитывать положение концов направляющих и сечений в Sweep2: перед операцией проверьте структуру направляющих и соотношение сечений с их концами.

• Не замечать, что сечения могут изменяться: параметры Sweep1 и Sweep2 позволяют сохранять сечения или перестраивать их. Проверьте названия параметров и их действие.

• Включать ScaleHeight при каждом вращении: необходимость этой настройки зависит от плоскости направляющей и оси вращения. Учитывайте также влияние начальной точки оси на масштабирование.

Использование в архитектурном и визуализационном процессе

В архитектуре, дизайне интерьеров и archviz эти команды помогают выбирать способ построения поверхностей, заданных кривыми. Для поверхности с одной направляющей и несколькими сечениями можно рассмотреть Sweep1; для поверхности, края которой ограничены двумя направляющими, — Sweep2; для вращения профиля вокруг направляющей — RailRevolve. Так можно заранее определить, какие кривые задают геометрию модели.

На практике нужно проверять порядок сечений, конечные точки направляющих и сечений, швы замкнутых кривых, а также выбранные параметры кадрирования или масштабирования. В Sweep2 особенно важно соотношение сечений с соответствующими точками на направляющих. В источниках не указаны требования к конкретному оборудованию, стоимости лицензии или совместимости с проектами, поэтому сформулировать общие требования в этих областях невозможно. В рабочем процессе выбирайте команду с учётом геометрии и проверяйте, как полученная поверхность соотносится с сечениями и направляющими.

Что делать дальше

Сначала определите, задаётся ли поверхность одной или двумя направляющими либо профиль нужно вращать вокруг направляющей. Затем проверьте порядок и направление кривых, а для замкнутых кривых — положение швов. Если возникает неожиданное вращение, рассмотрите настройки Freeform и Roadlike в Sweep1; если поверхность отходит от сечений — параметры Sweep2, сохраняющие сечения. Если после RailRevolve наблюдается нежелательное перемещение вдоль оси, проверьте роль ScaleHeight и начальной точки оси.

Помимо Sweep1 и Sweep2, в документации McNeel среди связанных методов построения поверхностей указаны команды SubDSweep1, SubDSweep2, Loft и NetworkSrf. Изучение этих вариантов на следующем этапе моделирования поможет сравнить, какой метод лучше подходит для имеющегося набора кривых.

Источник и лицензия

Это руководство адаптировано на турецком языке по описаниям Sweep1, Sweep2 и RailRevolve в справке McNeel для Rhino 8. В предоставленных записях источников для этих документов указана лицензия=свободная. Источники: справка McNeel для Rhino 8, Sweep1, Sweep2 и RailRevolve.