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NURBS曲线:阶数对曲线的影响

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-1 NURBS曲线Evolve曲线建模工具位于建模工具栏的“曲线”卷展栏下,如图3-2所示。在Evolve中,每条NURBS曲线都有一个“阶数”值作为控制参数。图3-8 第7条曲线调整前(左)与调整后(右)◇注:通过以上练习,我们将Evolve中NURBS曲线的阶数特性整理如下:●当阶数值为2时,无论有多少控制点,均为直线;当阶数值大于等于3时,为曲线。

NURBS曲线:阶数对曲线的影响

NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)即非均匀有理B样条。NURBS曲线(见图3-1)以控制点(CV)来控制曲线造型,但NURBS曲线从不通过控制点。每个控制点的参数均影响曲线的形状。

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图3-1 NURBS曲线

Evolve曲线建模工具位于建模工具栏的“曲线”卷展栏下,如图3-2所示。

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图3-2 Evolve曲线建模工具

这些工具可简单分为以下3组。

●自由曲线:通过控制点绘制自由曲线,其中包括NURBS曲线、元曲线、开放式多边线、圆角多边线。

●曲线基元:这组工具可通过基础参数快速创建曲线形状,如直线、弧、圆、矩形及螺旋线等。

●高级曲线:这组工具可定义特定功能的曲线,包括曲线偏移、融合曲线、曲线投影及提取曲线等。

在Evolve中,每条NURBS曲线都有一个“阶数”值作为控制参数。阶数越高,曲线越光滑。并且,阶数值与曲线上控制点的数量息息相关。

【练习(3.1.1)】理解阶数值与控制点数量的关系,步骤如下:

1)打开素材文件夹“练习(3.1.1)”中的Evolve文件,可见其中共7条NURBS曲线,该7条曲线全部通过NURBS曲线工具直接创建。

2)选中任意一条曲线,在应用工具栏中切换到“编辑参数”模式,可见构建曲线的控制点数量,如图3-3所示。例如,选中第1条曲线,该曲线具有两个控制点,选中第2条曲线,该曲线具有3个控制点。

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图3-3 构建曲线的控制点数量

3)选中任意一条曲线,观察控制面板中的“阶数”参数,如图3-4所示。曲线控制点与曲线阶数具有以下关系:

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图3-4 NURBS曲线阶数

●当控制点数量为“2”时(第1条曲线),该NURBS曲线的“阶数”=2,为直线。(www.xing528.com)

●当控制点数量为“3”时(第2条曲线),该NURBS曲线的“阶数”=3,为曲线。

●当控制点数量大于等于“4”时(第3~7条曲线),该NURBS曲线的“阶数”=4,为曲线。

4)选中第2条曲线,在控制面板中将“阶数”的值“3”调整为“2”,可见曲线变为折线(直线),如图3-5所示。

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图3-5 调整第2条曲线

5)选中第3条曲线(共4个控制点),如图3-6所示,在控制面板中将“阶数”的值“4”调整为“5”,当输入结束后,可见“阶数”的值自动恢复为“4”。

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图3-6 调整第3条曲线

6)选中第4条曲线(共5个控制点),在控制面板中将“阶数”的值“4”调整为“5”,可见曲线更偏离控制点,曲线形状更光顺,如图3-7所示。

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图3-7 第4条曲线调整前(左)与调整后(右)

7)选中第7条曲线(共8个控制点),在控制面板中将“阶数”的值“4”调整为“8”,可见曲线非常光顺,但“阶数”的值自动修改为“7”,如图3-8所示。

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图3-8 第7条曲线调整前(左)与调整后(右)

◇注:通过以上练习,我们将Evolve中NURBS曲线的阶数特性整理如下:

●当阶数值为2时,无论有多少控制点,均为直线;当阶数值大于等于3时,为曲线。

●阶数值必须小于等于控制点数量。

●曲线阶数越高,曲线越光顺,但计算量越大,占用的计算机资源越多。因此Evolve设定:当控制点数量大于等于4时,阶数值自动设定为4。

●高阶曲线在产品设计中使用较少,故Evolve将阶数值的范围限定在2~7之间。

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