Как распрямить поверхность в Rhino 8: UnrollSrf, UnrollSrfUV и Squish

В официальной документации Rhino 8 команды UnrollSrf, UnrollSrfUV и Squish описаны как средства развёртки разных типов поверхностей на плоскость. Выбор зависит прежде всего от того, имеет ли поверхность кривизну в одном или двух направлениях: для развёртываемых поверхностей подходит UnrollSrf, а Squish позволяет получить приблизительную развёртку поверхности двойной кривизны. UnrollSrfUV, в свою очередь, сохраняет UV-данные исходных поверхностей при развёртке. При подготовке архитектурной облицовки или производственных выкроек важно учитывать это различие и проверять возникшую деформацию.

1. Определите тип геометрии

Поверхность является развёртываемой, если её можно сформировать, изгибая плоский лист без растяжения, разрыва или складок. Примеры таких поверхностей — цилиндр и конус. В этих формах кривизна направлена только в одну сторону, а вдоль поверхности есть направления, которые можно считать прямыми. Для развёртки таких поверхностей на плоскость Rhino рекомендует команду UnrollSrf.

Сферу, тор и поверхности с кривизной в двух направлениях таким же способом развернуть нельзя. Для переноса этих форм на плоскость может потребоваться сжатие или растяжение материала. Перед выбором команды изучите, на каких участках поверхность имеет двойную кривизну, с помощью анализа Gaussian curvature. Указанная в документации команда Curvature также помогает оценивать кривизну при перемещении курсора по поверхности: двойная кривизна отображается двумя дугами, а развёртываемая поверхность — дугой и прямой линией.

2. Разворачивайте развёртываемые поверхности с помощью UnrollSrf

1. Выберите поверхность или полисповерхность. В справке Rhino 8 команда UnrollSrf указана в меню Surface Tools › Surface › Surface Flattening › Unroll Developable Surface.

2. Во время развёртки выберите кривые, точки или элементы text dot на поверхности. Если не удаётся развернуть обрезанную полисповерхность, попробуйте удалить кривые обрезки, развернуть поверхность и кривые, а затем повторно обрезать распрямлённую поверхность.

3. С помощью Explode задайте, как должны обрабатываться части результата. Значение Yes оставляет поверхности раздельными; при No части снова соединяются по общим рёбрам исходной полисповерхности.

4. Рассмотрите параметр Labels, чтобы отслеживать соответствующие рёбра. Он размещает на рёбрах исходного объекта и развёрнутых частей совпадающие пронумерованные метки.

5. Если команда выводит предупреждение о разнице площадей, сравните площадь развёрнутой поверхности с исходной. Для предупреждения можно задать процентное расхождение площадей; в документации отмечается, что при развёртке возможны различия в площади или длинах образующих.

В UnrollSrf параметр RelativeTolerance определяет допустимую погрешность, при которой направление считается линейным, если используется LinearDirection=Natural. Чем меньше значение, тем строже условие; в документации отмечается, что значение 1,0 может позволить развернуть на плоскость большинство поверхностей произвольной формы. Само по себе это значение не говорит о пригодности развёртки для производства.

3. Используйте UnrollSrfUV, если нужно сохранить UV-данные

Команда UnrollSrfUV предназначена для развёртки поверхности или полисповерхности на плоскость с сохранением UV-данных исходных поверхностей. В документации указан путь Surface › Surface Flattening › Unroll Surface UV. Также в справке описан выбор кривых, точек или элементов text dot.

Параметр LinearDirection в этой команде принимает значения Natural, U или V. Natural автоматически определяет, какие изопараметрические линии считать прямыми; при выборе U или V направление задаётся вручную. Если подходят оба направления, используется более прямое. Если ни одно нельзя считать линейным, развернуть поверхность не получится. В документации отдельно для UnrollSrfUV предупреждают: неверно выбранное направление на развёртываемой поверхности, например цилиндре, может привести к искажённому результату и сообщению о потере площади.

4. Используйте Squish для поверхностей двойной кривизны

1. Выберите сетку или NURBS-поверхность с кривизной в двух направлениях. Путь к команде в меню: Surface Tools › Surface › Surface Flattening › Squish Double-Curved Surface.

2. С помощью параметра Deformation задайте предпочтение растяжению или сжатию. Free не отдаёт предпочтения ни одному из двух вариантов; StretchMostly отдаёт предпочтение растяжению, а CompressMostly — сжатию. StretchOnly исключает сжатие, а CompressOnly — растяжение.

3. Изучите метки и отчёт о результате. Красное облако точек показывает участки сжатия, зелёное — растяжения. Положения наиболее заметных изменений можно отметить максимум десятью элементами text dot; для этих меток изменение длины указывается в процентах.

4. Оцените предполагаемые сжатие и растяжение вместе с изменением площади. Если закрытую сетку нужно разрезать по шву, доступен параметр SplitSeams; чтобы не допустить искажения длины границ, предусмотрен PreserveBoundary.

5. Используйте команду SquishBack, чтобы перенести кривые или точки, созданные на 2D-развёртке, обратно на исходную 3D-форму.

В параметрах CustomA, CustomB и CustomC можно задавать значения растяжения и сжатия для граничных и внутренних областей. В документации для четырёх параметров указано значение 1; также можно вводить положительные значения. Увеличение значения параметра уменьшает соответствующую ему деформацию при неизменных остальных параметрах. Например, для ограничения сжатия во внутренних областях приводится значение InteriorCompress=100. В другом примере, предназначенном для сохранения длины границ, BndStretch и BndCompress установлены на 10, а InteriorStretch и InteriorCompress — на 1.

Что это значит для архитектурного и визуализационного процесса?

Для команд, готовящих облицовку фасадов, детали сложной формы или раскройные выкройки, правильный выбор команды позволяет заранее оценить, можно ли представить поверхность в виде плоской выкройки. Для развёртываемых поверхностей с кривизной в одном направлении можно использовать UnrollSrf; если важно сохранить UV-данные, стоит изучить параметры UnrollSrfUV. Для форм двойной кривизны Squish даёт первичную оценку деформации.

Однако Squish недостаточно точно моделирует физические свойства реального материала, особенно влияние толщины. Поэтому приведённые в отчёте значения не заменяют проверку для производства. Если свойства материала, раскрой или стоимость гибки критичны, оценивайте результат с учётом производственной экспертизы. Также помните, что Squish может плохо работать с развёртываемыми поверхностями: в таком случае следует использовать UnrollSrf.

Частые ошибки

• Ожидать, что сферу или другую поверхность двойной кривизны удастся корректно развернуть с помощью UnrollSrf.

• Использовать результат развёртки UnrollSrfUV, не проверив значение LinearDirection.

• Игнорировать предупреждение о разнице площадей или считать значение допуска доказательством точности для производства.

• Воспринимать метки деформации Squish как результат испытаний реального материала или готовый шаблон для раскроя.