易子鈺

關(guān)鍵詞：Creo軟件;連續(xù)韻律;三維建模

韻律是指有規(guī)律的節(jié)奏經(jīng)過擴展和變化所產(chǎn)生的流動美。在音樂的概念里，韻律定義為：“當幾個不同高度的樂音和某種樣式的節(jié)奏組合在一起，即獲得了最簡單的最具生命力的音樂形式?！痹诠I(yè)設(shè)計中，重復(fù)的構(gòu)型以強弱起伏、抑揚頓挫的規(guī)律變化，就會產(chǎn)生優(yōu)美的律動感，從而產(chǎn)生獨特的修飾和造型效果。節(jié)奏與韻律往往是相互依存，互為因果，韻律在節(jié)奏基礎(chǔ)上豐富，節(jié)奏在韻律基礎(chǔ)上升華。

當今的產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計都是通過三維建模軟件進行設(shè)計，如何有效利用軟件建模工具產(chǎn)生具有科學(xué)美感的韻律效果，對設(shè)計師提出了新的挑戰(zhàn)。Creo是設(shè)計師常用的一個工業(yè)品三維設(shè)計建模軟件，具有基于特征、參數(shù)化、尺寸驅(qū)動的特點，其尺寸變量、關(guān)系式及其特有的掃描變量：Trajpar為韻律效果造型提供了有力的工具，下文將對Creo軟件中連續(xù)韻律的三維建模方法進行探討。

1基于e軟件實現(xiàn)連續(xù)韻律的建模方法

在Creo軟件中可以用可變剖面掃描特征結(jié)合適當?shù)某叽缱兞俊呙柘到y(tǒng)變量trajpar與巧妙的關(guān)系式來實現(xiàn)連續(xù)的韻律，要注意的是，在開放的曲面上和在環(huán)形封閉的曲面上產(chǎn)生韻律要考慮不同的問題。

1.1實現(xiàn)開放面連續(xù)韻律的建模方法

下面以平板基體上產(chǎn)生連續(xù)韻律為例來探討非環(huán)形開放面上產(chǎn)生連續(xù)韻律的方法，在Creo軟件中，可以用可變剖面掃描命令建立連續(xù)韻律，如圖1所示。

本例的具體建模方法如下：

1.1.1火焰狀韻律建模方法

用移除材料的可變截面掃描命令，選下邊線作為掃描原點軌跡線，草繪矩形圖并標注尺寸，如圖2所示。

打開關(guān)系對話框，此時草繪界面顯示出尺寸變量，如圖3所示。

在關(guān)系對話框中輸入以下關(guān)系式：

完成掃描命令后就能實現(xiàn)如圖1的下方所示的“火焰山”韻律的效果，式（1）用來驅(qū)動尺寸變量sd5，通過兩個低頻率正弦函數(shù)的復(fù)合，產(chǎn)生具有不同高低大小的“火焰山”山體韻律，式（2）則是通過一個高頻率低振幅的正弦函數(shù)產(chǎn)生火焰效果，本例中火焰的大小未加變化效果，如需要添加變化效果可參照式1的方法使用復(fù)合的正弦函數(shù)生成。式中的“trajpar”變量與三角函數(shù)的巧妙結(jié)合是能夠在掃描中實現(xiàn)韻律效果的關(guān)鍵。由于這是在開放的面上掃描切除材料，掃描起點的尺度和掃描終點處的尺度互不相干，因此在這里構(gòu)造正弦函數(shù)時，起點和終點的相位角可以不用關(guān)注，所以造型手段更靈活、效果更豐富。

1.1.2對稱紡錘波韻律的建模方法

而要建立圖1中上部的對稱紡錘波的韻律，只需要對關(guān)系中的數(shù)理邏輯做簡單修改：

式（3）中的第一項200用來調(diào)節(jié)掃描切除截面的寬度，第二項150xsin（14×360xtrajpar-90）用來產(chǎn)生邊界上的小鋸齒波，第三項abs[400xsin（3x180xtrajpar）]用來產(chǎn)生3個紡錘形波，第四項100xsin（2x180xtrajpar）用來改變紡錘形波的大小，從而在節(jié)奏上變化出韻律;式（4）用來實現(xiàn)上下對稱效果。

1.2實現(xiàn)環(huán)形封閉面連續(xù)韻律的建模方法

下面以圓柱形基體上產(chǎn)生連續(xù)韻律為例來探討環(huán)形封閉面上產(chǎn)生連續(xù)韻律的建模方法，在Creo軟件中，同樣可以用可變剖面掃描的方法產(chǎn)生這個韻律效果，如圖4所示。

以下方火焰狀韻律為例，使用移除材料的可變截面掃描命令，選圓柱底邊的邊線作為掃描原點軌跡線，草繪矩形圖并標注尺寸如圖5所示。

打開關(guān)系對話框，此時草繪界面顯示出尺寸變量，如圖5所示。

在關(guān)系對話框中輸入以下關(guān)系式：

完成掃描命令后就能建立如圖4的下方所示的“火焰山”環(huán)形閉合連續(xù)韻律，原理與式1類似（見1的公式說明）。對比式（1）與（5）可見式中第三項分別為200xsin（7x323xtrjpar）和200xsin（4x180xtrajpar），具有顯著區(qū)別，作為環(huán)形閉合掃描若想要成功，必須要確保復(fù)合函數(shù)曲線在自變量trajpar的取最小值和最大值處函數(shù)值相等，即復(fù)合函數(shù)曲線的起點和終點的函數(shù)值相等，若想要獲得封閉環(huán)形掃描效果光滑連續(xù)，還需要確保復(fù)合函數(shù)曲線在起點和終點的斜率相等，對正弦曲線的復(fù)合函數(shù)來說，就應(yīng)保證各個正弦曲線分量的周期數(shù)為整數(shù)，如sin（4x180xtrajpar）就是2個整數(shù)周期。式（6）用于產(chǎn)生火焰效果，原理同式（2）。

3基于Creo軟件的手柄韻律建模實例

圖6所示的韻律效果，是在環(huán)形封閉曲面實體上用可變剖面掃描切除命令，以圓形為掃描截面，用trajpar變量通過關(guān)系式驅(qū)動掃描過程中圓形截面的半徑大小，從而形成單個連續(xù)韻律效果，縱向排列的多個掃描用陣列命令來建立。最終的模型樹如圖7所示，十分簡潔，卻能實現(xiàn)較為復(fù)雜的韻律效果。

4結(jié)論

在Creo軟件中，通過可變剖面掃描命令結(jié)合掃描關(guān)聯(lián)的特征變量Trajpar構(gòu)成復(fù)合函數(shù)方程，可以較為方便的建立連續(xù)韻律的特征，在開放的曲面上建立，可以自由設(shè)置變量間的方程式，而在封閉曲面上建立則必須要確保復(fù)合函數(shù)曲線在自變量trajpar的取最小值和最大值處函數(shù)值相等，若想要獲得封閉環(huán)形掃描效果光滑連續(xù)，還需要確保復(fù)合函數(shù)曲線在起點和終點的斜率相等。