Пан Атаман Идеал САПРический. Часть 4. Гео Мутьрия. Тема 3

Продолжая поднятую тематику. Сегодня остановимся на оставшихся подходах – сеточном, воксельном и гибридном.

  Первым сегодня у нас идет сеточный подход. Также именуемый фасетным (facet). Больше всего этот подход похож на упоминаемый ранее поверхностный. Но в данном случае поверхность описывается не с помощью аналитических уравнений, а через набор точек принадлежащих этой поверхности. Эти точки соединяются между собой в микроповерхности (фасеты) и образуют кусочно-линейную поверхность. Чаще всего эти фасеты бывают либо трехугольными, либо четырехугольными. Набор точек (вершин фасетов) чаще всего называют «облаком точек» (point cloud).

Для получения такой поверхности необходимо знать координаты всех точек и правила их соединения в плоские полигоны. P_N(x,y,z), F_M(P_i,P_j…P_k) Кроме прочего соседние полигоны должны иметь похожие нормали. В том плане, что они смотрят приблизительно в ту же сторону.

Теперь перейдем к воксельному подходу. Этот подход реже всего используется в машиностроительных САПР. Он вообще не сильно распространен, но в то же время для описания геометрии со сложной внешней формой он иногда является очень удобным. Суть метода состоит в том, что объем описывается с помощью микрокубиков. Т.е. как будто туда насыпали песка или мелких камешков.

Как уже упоминалось гибридное моделирование является наиболее востребованным, потому как в реальной работе редко когда удается ограничиться методиками соответствующими лишь конкретному подходу. Также следует сказать, что в большинстве случаев современные CAD системы ориентированы на работу, прежде всего с твердотельной геометрией и ее получение является целью, для достижения которой используют гибрид нескольких подходов.

Например, деталь изначально делается методами поверхностного моделирования, а после полученные поверхности объединяются в единую, описывающую внешний контур твердотельной детали. Или геометрия строится методами твердотельного моделирования, но иногда создают вспомогательные поверхности, которые расширяют возможности твердотельного.

В то же время есть подходы, к которым уже давно привыкли и редко задумываются, что по своей сути они являются гибридными. Остановимся на двух: моделирование твердотельных деталей из листового метала, и моделирование твердотельных «сварных» конструкций. В английском варианте это зовется как sheetmetal и weldment соответственно. Так вот при проектировании листового метала, хотя мы и получаем твердотельную геометрию, мы по сути оперируем с серединной поверхностью, которой в последствии придается толщина.

В случае проектирования твердотельных рамных и ферменных конструкций, методами weldment modeling, мы вначале строим каркас, который отражает основные геометрические соотношения проектируемой конструкции, а потом «натягиваем» на созданные линии контуры сечений. В вершинах мы создаем условия сопряжений и вуаля - геометрия готова. Но, как и в случае с листовым металлом, основную информационную роль тут играет каркас. 

Следовательно, два этих подхода (sheetmetal и weldment) являются по своей сути гибридными. Аналогичные гибриды есть и в других отраслях, но об этом мы поговорим позже.