产品建模时曲率连续很重要吗?

首先要明白什么是相接(G0),什么是相切(G1),什么是曲率连续(G2)。

  • G0:接点处两个端点的曲率半径夹角不等于0或180度
  • G1:接点处两个端点的曲率半径夹角为0或180度
  • G2:接点处两个端点的曲率半长度相等且夹角为0度

下图的曲率分析可以直观表示出G0、G1、G2的差别。

下图矩形圆角A和B,你认为哪个是G1? 哪个是G2?或者你认为哪一个更圆润好看?

矩形圆角的图形,直线的曲率为0,如果曲线部分交接点的曲率为0,就是曲率连续G2;如果交接点的曲率不等于0,但该点的曲率半径垂直于直线段就是相切(G1)。下图是A、B的曲率图,A是G1,B是G2。

我相信有50%的人第一张图就“看”出B是G2了。然而,数据告诉我,人类仅仅通过目测是不可能分辨出A、B两曲线存在误差的。下图为放大后两曲线的差别,在Pro/E或Creo做敏感度分析(Sensitivity Analysis),取A曲线上100个等分点,测量与B曲线的距离,两曲线最大差值是0.0178098mm!数据如下图所示。如果,你仍然坚持自己目测出差别,那么我相信核电和火电你也同样能听出音质有差别。

个人理解G1、G2是指相接点的曲率连续与否,而不是造型更圆润(重点是相接点)。产品的设计造型才是重点,过分强调建模曲率连续有点不切实际。造型接近的情况下,要是肉眼能区分G1、G2曲面的区别,那就是相当于在万里高空能看到万里长城一样可笑。以iPhone4的四个圆角为例,个人认为实物出来相切和曲率连续感观上完全无分别。

对手机、玩具、数码产品等,造型达到ID设计的预期下,曲面间的连接是G1还是G2,结构工程师不说,天知道?作为一个结构工程师,N多个量产的项目告诉我,造型达到ID预期前提下,G1和G2的曲面感观是完全一样的,真的没有区别,当然,汽车、飞机类的产品我没有做过。

下图是仿三星某型号手机的后壳,我不清楚三星原设计是否G2的,但我这个就一定是G1曲面,最终出来的效果与原版三星无区别。后期的喷油和镭雕工艺,才是直接影响感观的最直接因素,而与曲面间的连接是G1或G2无关。


下图的松鼠头为例,主体曲面之间的高斯曲率图有明显分界线,即连接的曲面的连接均为G1。此产品模具实物注塑出来形体生动,不存在因为G1而显现高光不顺的现像。很明显,此图造型才是产品关键所在,G1或G2在此例不存在差别。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注