Зачем нам нужен Носорог?
"Причём здесь Носорог, в теме посвящённой проектированию?" – можете спросить Вы. А дело всё в том, что Носорог – это та программа 3D-проектирования, которой мы будем пользоваться, и которую, я упоминал в предыдущей статье. Носорог – это перевод названия программы Rhinoceros 3D (Rhino 3D) от американской компании Robert McNeal & Associates.
Эту программу я без сомнения отношу к лучшей программе NURBS - моделирования, да и вообще, к одной из лучших для 3D проектирования. Это не универсальная 3D программа (в ней нет анимации и весьма скудные возможности для текстурирования или рендеринга), но она предназначена специально для дизайнеров, желающих построить высококачественные 3D модели. А значит, она с успехом подойдёт и нам. С её помощью можно быстро и качественно получать поверхности, разворачивающие на плоскость, а это нам как раз и надо. Надо сказать, что программа постоянно улучшается, что в скором времени она вполне может конкурировать с "тяжёлыми", профессиональными пакетами 3D-проектирования.
С помощью этой системы мы можем смоделировать практически любой объект, например телефонный аппарат или катер, или биологические объекты такие, как мышонок или слон. Программа имеет простой, удобный интерфейс, она очень гибка в работе. Небольшой набор инструментов позволит нам сделать очень многое. Мы сможем создавать и редактировать различные комбинации кривых, поверхностей и геометрических тел, создающие объект, а затем можно создать 2D – чертежи и, полученную модель, импортировать в любой формат. Часть инструментов предназначена для анализа графических объектов. Поэтому мы, без особого труда сможем снять точные размеры для чертежей, узнать площади поверхностей, рассчитать объём, занимаемый объектом, рассчитать моменты инерции и основные гидростатические характеристики. А что самое главное, мы сможем получать идеально гладкие и изящные поверхности (но это отдельная тема для разговора).
Полностью встраиваемые плагины RhinoMarine и V-Ray позволяют расширить возможности программы. Первый плагин предназначен для гидростатических расчётов модели, а второй улучшает рендеринг моделей.
Что же такое NURBS –моделирование? На это вопрос я сейчас постараюсь кратко ответить. Существуют различные системы 3-D проектирования. Это, прежде всего твёрдотельные и поверхностные системы проектирования. В чём заключается их принципиальное отличие? При твердотельном моделировании все составляющие тело поверхности сшиты друг с другом с определенной точностью и образуют правильный замкнутый геометрический объем. Твёрдотельное моделирование позволяет достаточно быстро создавать объект, создавать чертежи сборок и деталей. Но оказалось, что далеко не все объекты достаточно просто можно смоделировать твёрдотельной системой. Иногда гораздо проще твердотельную модель получить методами поверхностного моделирования. В современных системах геометрического моделирования используется как поверхностное, так и твердотельное моделирование. Многие системы поддерживают так называемое гибридное моделирование, когда в пространстве модели можно одновременно работать и с твердотельной моделью, и с поверхностями.
Особо стоит выделить системы/модули для дизайнерского моделирования сложных поверхностей, в которых можно свободно перемещать мышью контрольные точки NURBS-поверхностей. К числу таких недорогих систем проектирования и относится пакет Rhino компании Robert McNeal & Associates.
NURBS-поверхности (NURBS Surfaces) - это поверхности, форма которых описывается математическими выражениями - неоднородными рациональными В-сплайнами (Non-Uniform Rational B-Splines - NURBS). Такие поверхности, являющиеся всего-навсего конструкционным материалом для создания объектов сложной формы, изначально также создаются как плоские, а затем их форма изменяется на этапе модификации. Отдельные фрагменты NURBS-поверхностей можно прикреплять друг к другу для наращивания общей площади. Большинство NURBS-поверхностей должны создаваться с использованием четырех гладких граничных элементов. Если исходные граничные каркасные элементы являются неоднородными (т.е. имеют резкие изменения в направлении кривизны), то результирующие NURBS-поверхности не будут гладкими и их поведение может быть непредсказуемым. Однако поскольку многие поверхности в реальном моделировании имеют неоднородные граничные контуры (как внешние, так и внутренние), то построение таких поверхностей проходит как бы в два этапа: сначала создается базовая непрерывно гладкая NURBS-поверхность, а затем производится ее обрезка с использованием неоднородных граничных контуров. Можно также сказать, что любую непрерывно гладкую NURBS-поверхность можно представить сеткой из бесконечного множества гладких кривых. Эти гладкие поверхности и будут служить нам "материалом" для изготовления "правильного" корпуса судна.
На этом, данную статью я хочу закончить, и в следующих статьях или уроках я постараюсь дать больше практического и интересного материала. Думаю, Вам интересно будет познакомиться с интерфейсом программы, и с основными принципами работы инструментов.
