48小時(shí)！CATIA HACKATHON競(jìng)賽日的所提供的時(shí)間，要完成從創(chuàng)意到匯報(bào)的所有環(huán)節(jié)。如何創(chuàng)建設(shè)計(jì)師心目中的造型，還要用盡可能少的時(shí)間，成了盤(pán)桓在每個(gè)團(tuán)隊(duì)面前的第一道門檻。達(dá)索系統(tǒng)提供了IMAGINE & SHAPE(IMA)應(yīng)用來(lái)幫助三維模型師跨越這個(gè)鴻溝。

IMA的核心是Subdivision細(xì)分曲面，越來(lái)越受到汽車設(shè)計(jì)人員的接受和喜愛(ài)；多邊形建模無(wú)法滿足工程需求；NURBS曲面質(zhì)量雖然很好，可是速度不適應(yīng)大量方案迭代的概念模型近階段：Subdivision集成了二者的優(yōu)勢(shì)，承擔(dān)快速建模的任務(wù)剛剛好。

 

CATIA自V5版本就推出了搭載Subdivision建模技術(shù)的CATIA Imagine&Shape應(yīng)用，經(jīng)過(guò)十幾年的不斷研發(fā)和優(yōu)化，Subdivision配合CATIA曲面建模的混合建模做法已經(jīng)成為很多車企汽車設(shè)計(jì)人員的秘密武器：它支持快速自由曲面調(diào)整，同時(shí)保持細(xì)節(jié)特征的歷史參數(shù)，以此實(shí)現(xiàn)高效的創(chuàng)造和方案迭代，并且和后續(xù)CATIA工程開(kāi)發(fā)保持?jǐn)?shù)字連續(xù)。

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不僅是Subdivision

只使用Subdivision建模，雖然曲面算法上符合工程要求，但還是會(huì)遇到多邊形建模一樣的問(wèn)題：細(xì)節(jié)建模繁瑣、設(shè)計(jì)迭代幾乎需要重做。因此，從CATIA V5版本開(kāi)始，IMA產(chǎn)品定義就是以Subdivision為核心，整合CATIA Generative Shape Design及CATIA Freestyle Shape Design的部分工具，以充分發(fā)揮不同建模方式的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，除了在IMA應(yīng)用中創(chuàng)建、編輯、變換、檢查曲面之外，Subdivision曲面還能和其他應(yīng)用混合使用。如和CATIA ICEM Shape Design混合使用，進(jìn)行參數(shù)化的高曲面質(zhì)量細(xì)節(jié)建模；和CATIA知識(shí)工程或CATIA xGenerative Design混合使用制作有規(guī)律的復(fù)雜“參數(shù)化”特征；以及后續(xù)的生成實(shí)體、進(jìn)行布爾運(yùn)算、整車CATIA 工程數(shù)據(jù)裝配定義、DMU檢查，甚至是零件間的間隙面差仿真等。一張極具美感的Subdivision曲面從創(chuàng)建出來(lái)一直延續(xù)到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，這期間設(shè)計(jì)師可以最大化的發(fā)揮Subdivision、NURBS等不同三維建模方式的優(yōu)勢(shì)，以高效獲取所需要的三維造型。

來(lái)自德國(guó)的CATIA Champion Antonio Pezzella分享過(guò)一個(gè)IMA建模案例，做出的快速模型具備“全參”屬性，符合概念階段模型細(xì)節(jié)保留歷史和參數(shù)，特征可調(diào)， 型面可調(diào)的需求，設(shè)計(jì)師可以不斷探索曲面的光影變化關(guān)系。

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使用Subdivision創(chuàng)作的方式

Subdivision的創(chuàng)建可以基于基本面片、封閉幾何體，或使用掃面、旋轉(zhuǎn)等基本建面方法；對(duì)于復(fù)雜造型，基于輸入曲線成面是主流的建模思路: 

1）Net surface，通過(guò)“掃掠”基于多條曲線生成近似Subdivision

使用CATIA三維手繪應(yīng)用Natural Sketch、VR Sketch繪制的曲線，或者其他應(yīng)用中繪制的三維曲線作為輸入，作為profile和guide生成近似曲面：和掃面方式不同之處在于，可以進(jìn)行靈活“雕塑”的基本Subdivision，因此對(duì)于曲線輸入沒(méi)有“需要相交”等嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某擅嬉蟆?/span>

2）Mesh drawing，通過(guò)手繪線的交點(diǎn)創(chuàng)建平面Subdivision，

對(duì)曲面分面了熟于心的數(shù)字設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，手繪的方式能最自由的表達(dá)分面意圖，且能減少大量調(diào)點(diǎn)的時(shí)間。

3）Strip drawing，在點(diǎn)云數(shù)據(jù)或留用曲面等任意幾何上手繪以迅速重構(gòu)Subdivision

調(diào)整分面時(shí)控制點(diǎn)始終捕捉參考數(shù)據(jù)，得到基于“概念逆向”的Subdivision，再通過(guò)靈活調(diào)整控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方案快速迭代。這個(gè)功能在3DEXPERIENCE R2017x及CATIA V5-6R2017版本中同步發(fā)布后，即受到了很多用戶的喜愛(ài)，客戶可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)直接應(yīng)用strip drawing探討方案的調(diào)整方向。 

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Subdivision的精雕細(xì)啄

汽車曲面設(shè)計(jì)師的工作內(nèi)容就是在三維世界中雕塑，需要對(duì)曲面進(jìn)行精雕細(xì)琢，以獲得最完美的三維造型效果。雕塑的工具不僅需要“能調(diào)點(diǎn)調(diào)線調(diào)面”而已，借助CATIA為行業(yè)研發(fā)的適用于汽車造型三維雕塑的專業(yè)工具，能更輕松地對(duì)數(shù)字模型精雕細(xì)琢。

1）Attraction，調(diào)整特征線的銳利程度

Attraction通過(guò)調(diào)整控制線或控制點(diǎn)的對(duì)曲面的“吸引力”，以決定面的轉(zhuǎn)折程度。在討論特征線時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置控制線或控制點(diǎn)的Attraction的值，定義尖銳或圓滑，快速實(shí)現(xiàn)倒角細(xì)節(jié)的反復(fù)探討

2）Law Manipulation，對(duì)多選的控制點(diǎn)應(yīng)用衰減規(guī)則

定義選中元素的影響范圍和比值規(guī)則，以進(jìn)行范圍調(diào)整。調(diào)整的規(guī)則可以保存在規(guī)則庫(kù)中，再應(yīng)用至汽車其他類似特征上，以保持造型語(yǔ)言的一致性。Law Manipulation也支持在定義的工作區(qū)間中使用，因此對(duì)特征線的調(diào)整也同樣好用。

3）Fitting/Alignment/Matching: 適應(yīng)、對(duì)齊和匹配

IMA 基于Subdivision混合建模是達(dá)成高效率高質(zhì)量目標(biāo)的必然方法。Subdivision建模過(guò)程中，時(shí)常需要和其他數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同，因此適應(yīng)、對(duì)齊、匹配都十分必要。比如為座椅設(shè)計(jì)中的大量控制點(diǎn)匹配到參考曲面趨勢(shì)的Fitting mesh，將選中控制點(diǎn)正交或沿選定方向投影到參考對(duì)象的Alignment – On Body以及混合建模時(shí)將Subdivision匹配到目標(biāo)邊界上并自動(dòng)生成過(guò)渡曲面。

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統(tǒng)一數(shù)據(jù)源和協(xié)同工作

在整個(gè)造型設(shè)計(jì)過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)都有其關(guān)注重點(diǎn).統(tǒng)一數(shù)據(jù)來(lái)源、整合流程、打通數(shù)據(jù)流是提高工作效率、進(jìn)而擁抱創(chuàng)新的有效方法。曲面模型的制作也不應(yīng)止步于“手動(dòng)拉面”，而應(yīng)參與到更多上下游研發(fā)內(nèi)容中，在連續(xù)的數(shù)據(jù)流中高速迭代。

3DEXPERIENCE被各行業(yè)優(yōu)秀企業(yè)用作為企業(yè)級(jí)協(xié)作平臺(tái)，以打通專業(yè)間的隔墻，實(shí)現(xiàn)最大化團(tuán)隊(duì)協(xié)作。在靈感階段通過(guò)協(xié)同看板和在線社區(qū)進(jìn)行共創(chuàng)，將人體模型引入設(shè)計(jì)過(guò)程以開(kāi)展“以人為中心的設(shè)計(jì)”，集合三維模型的形狀屬性和材質(zhì)屬性，隨時(shí)進(jìn)行可視化及VR；進(jìn)行總布置-造型-工程-仿真協(xié)同設(shè)計(jì)…… 

在CATIA Hackathon 2020系列技術(shù)帖中我們會(huì)繼續(xù)對(duì)其他技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹，更歡迎大家參加今年的CATIA Hackathon，(點(diǎn)擊查看鏈接)和我們一起深度應(yīng)用3DEXPERIENCE CATIA的最新設(shè)計(jì)技術(shù)，完成一場(chǎng)設(shè)計(jì)沖刺。