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关于曲面造型模块 曲线连续性分析的探讨,你所不了解的G0 G1 G2 G3 G4

3年前浏览5326

来源: CATIA小蚂蚁

本教程主要详述曲线连续性的问题,在曲面设计过程,往往要追求高质量的曲面。这就需要我们对曲率的问题进行探讨,通过正确的方法和技巧去达到高质量的曲面。首先要明确一点,要达到一个高质量的曲面,那么同时也要有高质量的曲线作为架构,才能构造出符合设计意向的曲面。

下面首先讲解一下曲率的几何连续性的概念和印象,我们可以简单的做个理解,学术定义相对抽象。 

G0--几何共用一条公共边界或一个点。在相切(斜率)和曲率连续性(斜率改变)两个方面均不连续。 
G1--斜率连续。几何连接而且相切(斜率连续),但曲率不连续。
G2--曲率连续。几何连接、相切且曲率连续。 
G3--曲率变化率连续,这种连续级别不仅具有上述连续级别的特征之外,在接点处曲率的变化率也是连续的,这使得曲率的变化 更加平滑。曲率的变化率可以用一个一次方程表示为一条直线。这种连续级别的表面有比G2 更流畅的视觉效果。但是由于需要用到高阶曲线或需要更多的曲线片断所以 通常只用于汽车设计。
G4--曲率变化率的变化率连续,“变化率的变化率”似乎听起来比较深奥,实际上可以这样理解,它使曲率的变化率开始缓慢,然后加快, 然后再慢慢的结束。这使得G4 连续级别能够提供更加平滑的连续效果。但是这种连续级别将比G3 计算起来更复杂,所以几乎不会在小家电一类的产品设计中出现。实际上,就 算出现了,我们也未必看得出来。

本节主要讲解曲率的前三种情况:G0、G1、G2 连续。下面通过图片说明曲线和曲面的曲率连续情况,使抽象化的概念更加形象化一些。


在使用porcupine cultivate小命令的时候注意调节密度来增加辨识度!

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图一 曲线的G0 连续(点连续)

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我们可以看出,G0 只共点,曲率的法线方向并不重合,这就是在共点处点连续!

图二,曲线的G1连续(相切连续)

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我们可以看出,G1 满足G0 的前提下,在法线方向上重合即斜率相等,但曲率半径不相等,这便是相切连续!

图三,曲线的G2连续(曲率连续)

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(a)

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(b)

通过对比发现,G2 和与G1 的差别是,G2 不仅满足于G1 而且在连接点处曲率半径也是相等的,这便是曲率连续!更进一步的来看图三(a),整个线条各处曲率半径都是相等的,也就是说曲率的变化率为0,即已经达到G3连续!


如下图即为G3连续的典型情况,即蓝色线条过渡均匀,处处相切!

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今天关于曲线的连续性就探讨到这了!

CATIA
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首次发布时间:2021-10-25
最近编辑:3年前
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日拱一卒无有进 功不唐捐终入海
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