Questo tutorial illustra le tecniche di modellazione loft di scafi tramite l'uso di curve di sezione e curve di profilo. La forma classica dello scafo si basa su un progetto tratto dalla rivista Boat Builder's Handbook. Molti progetti simili a quello qui presentato possono essere reperiti in rete.
Di seguito, verrà descritto come:
La curvatura da prua a poppa di un ponte di una barca come mostrato nell'elevazione del fianco.
Intersezione della carena e dei fianchi di una barca a fondo piatto o a V.
Tavolato della poppa di un'imbarcazione a poppa quadrata.
Il significato di fair è piuttosto dibattuto nell'industria navale e non è facile da definire. Nonostante il processo di fair o smoothing (ovvero ottimizzazione della curvatura di una superficie) sia tradizionalmente associato alla superficie di uno scafo, tutte le superfici visibili su qualunque oggetto possono trarre vantaggio dalla sua applicazione. In Rhino, il primo passaggio di questo complesso processo di ottimizzazione di una superficie consiste nel fare in modo che la spaziatura delle isocurve di una superficie risulti uniforme.
Esistono altre caratteristiche relative alla normalizzazione che curve e superfici tendono ad avere, nonostante una curva o una superficie possano essere normalizzate senza mostrare tutte le caratteristiche. Se nel corso della modellazione si tiene conto di tali caratteristiche, il risultato sarà un migliore prodotto finale.
Linee guida per la creazione di una superficie ottimizzata:
Le curve rappresentative dello scafo sono state create ricalcando il progetto originale disposto come bitmap di sfondo. Il primo passo consiste nel verificare la qualità delle curve prima di utilizzarle per la creazione della superficie.
Le curve ricavate dal progetto vengono mostrate nell'immagine. L'insellatura e lo spigolo laterale vengono stati estesi verso prua e poppa per facilitare il processo di loft.
Sul menu Aiuti di Rhino, fare clic su Apprendere Rhino, quindi su Tutorial ed esempi.
Sul menu Aiuti di Rhino, fare clic su Apprendere Rhinoceros >, quindi su Tutorial ed esempi.
Sul pannello Tutorial, in Guida all'uso, fare doppio clic sul file del modello del tutorial Victory.3dm.
Le curve sono disposte sui livelli Pianta e Profilo.
Selezionare ciascuna coppia di curve tracciate dal progettista nei livelli pianta e profilo e usare il comando GraficoCurvatura per determinare se la curvatura è ottimizzata. In questo caso, il file è costituito da curve tracciate su una bitmap di sfondo non ottimizzate. In altre parole, le curve non presentano una transizione smussata da una estremità all'altra dell'insellatura. Se una curva non è ottimizzata, regolare in modo opportuno i punti di controllo. Si inizi con l'insellatura (la curva nella parte superiore dello scafo). Essa ha il maggior impatto sull'aspetto dell'imbarcazione.
verificare la curvaturaSelezionare la curva dell'insellatura.
Dal menu Analizza, fare clic su Curva > Attiva grafico di curvatura per eseguire il comando GraficoCurvatura.
Nella finestra di dialogo Grafico di curvatura, aumentare la Scala per esagerare la variazione di curvatura.
È possibile stabilire la qualità della curvatura in base al grafico di curvatura.
Modificare il colore dei Vettori di curvatura a seconda delle necessità per risaltare il grafico di curvatura rispetto allo sfondo.
L'immagine mostra il grafico di curvatura applicato a un profilo di insellatura bidimensionale.
Il grafico di curvatura dovrebbe essere continuo e mostrare le caratteristiche della curva desiderata.
Per le curve concave, il grafico sarà rappresentato sopra la curva. (1)
Al contrario, per le curve convesse, il grafico sarà rappresentato sotto la curva. (2)
Il punto di flesso (dove la curva non è né concava né convessa) viene indicato nel punto in cui il grafico di curvatura attraversa la curva. (3)
Prima di modificare un punto per ottimizzare una curva, è bene procedere con la ricostruzione per rimuovere i punti di controllo in eccesso. In generale, la ricostruzione di una curva implica l'utilizzo del comando Ricostruisci insieme all'analisi con il comando GraficoCurvatura.
Ricostruire la curva dell'insellaturaSelezionare la curva dell'insellatura.
Dal menu Modifica, fare clic su Ricostruisci per eseguire il comando Ricostruisci.
Nella finestra di dialogo Ricostruisci , impostare il Numero di punti su 6 e Grado su 5.
Attivare l'opzione Cancella input e fare clic su OK.
Attivare l'opzione Cancella input e fare clic su Ricostruisci.
La curvatura è migliorata, ma la qualità non è abbastanza buona. In base al grafico di curvatura, la curva nera nell'immagine destra corrisponde alla forma reale della curva dell'insellatura, se esagerata. Questa viene piegata tre volte. È possibile migliorare ulteriormente la curva modificando i punti di controllo in modo che venga piegata solo una volta.
Per ottimizzare la curvatura di una curva, occorre spostare i punti di controllo a una distanza molto ridotta. Questa operazione non risulta facile con il normale movimento del mouse, quindi è possibile utilizzare i tasti di spostamento o i comandi MuoviUVN o IntensitàTrascinamento per ridurre l'intensità del movimento. Il commando IntensitàTrascinamento viene spiegato in questo tutorial.
Per ottimizzare la curvatura di una curva, occorre spostare i punti di controllo a una distanza molto ridotta. Questa operazione non risulta facile con il normale movimento del mouse, quindi è possibile utilizzare i tasti di spostamento o i comandi MuoviUVN o IntensitàTrascinamento per ridurre l'intensità del movimento. Il commando IntensitàTrascinamento viene spiegato in questo tutorial.
Trascinare, muovere e spostare i punti di controlloSelezionare la curva dell'insellatura e premere il tasto F10 per attivarne i punti di controllo.
Eseguire il comando IntensitàTrascinamento.
Nella finestra di dialogo Intensità di trascinamento, impostare il valore dell'intensità su 5.
Spostando il cursore del mouse a una determinata distanza sullo schermo, verrà spostato solamente un oggetto a una distanza del 5%.
Nella vista Frontale, selezionare i quattro punti di controllo al centro.
Usare Gumball per spostare i punti di controllo nell'asse Y.
Spostare l'intero grafico di curvatura sotto la curva dell'insellatura. Se indicato nel progetto, il grafico di curvatura può essere posizionato sopra la curva dell'insellatura.
Chiudere la finestra di dialogo Intensità di trascinamento.
Impostare i valori dell'intensità di trascinamento su 100% trascinandoli, una volta chiusa la finestra di dialogo.
Premere il tasto F11 o Esc per disattivare i punti di controllo della curva.
Premere il tasto Esc per disattivare i punti di controllo della curva.
Per ulteriori informazioni sull'utilizzo della funzionalità Gumball di Rhino, consultare l'argomento guida in linea corrispondente al comando Gumball.
Ecco due tutorial video per imparare a utilizzare il gumball
Hello Gumball! (https://vimeo.com/84954262)
Gumball avanzato (https://vimeo.com/260472052)
Finora, sono state utilizzate curve bidimensionali. Per eseguire il loft delle superfici, occorre utilizzare queste curve planari per creare curve 3D. Le curve planari possono quindi essere scartate.
Impostare il livello Curve 3D come livello corrente e selezionare le rappresentazioni della vista planare e di profilo per ciascuna curva. Utilizzare il comando Curve2Viste per creare una curva tridimensionale che combina le coordinate X, Y e Z delle curve bidimensionali. Affinché il comando funzioni, le due curve bidimensionali devono essere planari.
Creazione delle curve 3DImpostare Curve 3D come livello corrente.
Selezionare le rappresentazioni in pianta e di profilo della curva dell'insellatura.
Dal menu Curva, fare clic su Curva da 2 viste per eseguire il comando Curve2Viste.
Viene creata una curva 3D. Si tratta dell'intersezione di due superfici estruse dalle due curve di input.
Ripetere il comando Curve2Viste per la curva dello spigolo laterale.
Quando la forma delle curve create è soddisfacente, rimuovere o nascondere le quattro curve di input del comando Curve2Viste.
Affinché il processo di loft possa funzionare correttamente, è necessario che non si riduca ad un punto. La forma generata dal loft deve essere rettangolare; questo è il motivo per cui le curve sono estese oltre la linea centrale. Le superfici loft possono essere generate con forma rettangolare e successivamente ritagliate. Ad eccezione della curva inferiore, le curve dell'insellatura e dello spigolo sono già estese.
Troncare la linea medianaSelezionare la linea mediana e la curva della prua.
Dal menu Modifica, fare clic su Tronca per eseguire il comando Tronca.
Fare clic sulla linea mediana in prossimità dell'estremo verso prua, quindi premere Invio.
La linea mediana viene troncata all'estremità della curva della prua.
Estendere la linea medianaSul menu Curve, fare clic su Estendi curve > su Estendi curva.
Al prompt Selezionare gli oggetti limite... premere Invio per l'estensione dinamica, quindi premere Invio.
Al prompt Selezionare la curva da estendere..., impostare l'opzione del comando Tipo=Morbido, quindi fare clic sulla la linea mediana in prossimità dell'estremo verso prua nella vista Superiore.
Al prompt Fine dell'estensione..., fare clic sull'opzione del comando VersoPunto.
Spostare il cursore in prossimità degli estremi della curva di insellatura e dello spigolo (senza eseguirne lo snap), quindi fare clic e premere Invio.
Viene creata la curva inferiore per il processo di loft.
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Premere il tasto F11 o Esc per disattivare i punti di controllo della curva.
Premere il tasto Esc per disattivare i punti di controllo della curva.
Abbiamo creato tre curve di bordo per un lato dello scafo. Verrà creata una superficie loft da queste curve.
Eseguire il loft per le curve di insellatura, le curve dello spigolo e la curva inferioreImpostare lo Scafo come livello corrente.
Sul menu Superfici, fare clic su Loft.
Al prompt Selezionare le curve per il loft... selezionare le curve di insellatura, dello spigolo e la curva inferiore nell'ordine e vicino agli stessi estremi, quindi premere Invio.
Sulla finestra di dialogo Opzioni superfici Loft, nel menu a discesa Stile, fare clic su Sezioni lineari.
In Opzioni delle curve di sezione, selezionare Ricostruisci con..., impostare il numero di punti di controllo su 10, quindi fare clic su OK.
In Opzioni delle curve di sezione, selezionare Ricostruisci con..., impostare il numero di punti di controllo su 10, quindi fare clic su OK.
Abbiamo creato un lato dello scafo e Verrà eseguita una copia speculare dell'altro lato dello scafo. Utilizzare entrambi i lati per troncarli tra di loro. Per intersecare completamente entrambi i lati, occorre estendere la superficie inferiore prima della copia.
Estendere la superficie inferioreSul menu Superfici, fare clic su Estendi superficie.
Al prompt Selezionare un bordo da estendere..., assicurarsi che l'impostazione sia Tipo=Morbido.
Fare clic sul bordo inferiore, quindi spostarlo verso l'esterno a poca distanza.
Eseguire una copia speculare delle superfici dello scafoNella vista Superiore, selezionare lo scafo.
Sul menu Trasforma, fare clic su Copia speculare.
Al prompt Inizio del piano di riflessione…, fare clic su AsseX.
Lo scafo viene copiato sul lato opposto, sull'asse X del pianoC.
Rifilare le superfici dello scafoSelezionare le superfici dello scafo su entrambi i lati.
Sul menu Modifica, fare clic su Tronca.
Nella vista Frontale, selezionare gli scafi con un'intersezione di selezione, come mostrato nell'immagine, quindi premere Invio.
Trascinare il rettangolo di selezione da destra verso sinistra. Non intersecare la curva di prua blu.
Il quadro di poppa sarà una superficie creata a partire da un contorno planare chiuso.
Rifilare le superfici dello scafoSelezionare la linea mediana del quadro di poppa.
Sul menu Modifica, fare clic su Tronca.
Al prompt Selezionare l'oggetto da troncare..., impostare l'opzione EstendiLineeDiTaglio=Sì.
Al prompt Selezionare l'oggetto da troncare..., impostare l'opzione EstendiLineeDiTaglio=Sì.
La linea funzionerà come linea infinita per troncare le superfici dello scafo.
Nella vista Frontale, selezionare lo scafo con una intersezione dietro linea mediana del quadro di poppa.
Le superfici dello scafo vengono troncate sulla linea.
I bordi del quadro di poppa non formano un limite chiuso. Aggiungeremo una linea per colmare il vuoto e creare una superficie del quadro di poppa.
Aggiungere una linea per chiudere l'area del quadro di poppaSul menu Curve, fare clic su Linea > Linea singola.
Selezionare i due angoli con lo snap all'oggetto Fine per creare una linea.
Creare la superficie del quadro di poppaNel menu Superficie, fare clic su Da curve planari per eseguire il comando SrfDaCrvPiane.
Al prompt Selezionare le curve planari..., selezionare la linea e i bordi del quadro di poppa, quindi premere Invio.
Selezionare lo scafo e le superfici del quadro di poppa.
Sul menu Modifica, fare clic su Unisci.
Le superfici vengono unite formando una polisuperficie.
Verificare la presenza di erroriSelezionare lo scafo.
Nel menu Analizza, fare clic su Gestione bordi > Mostra bordi.
Il comando deve riportare quanto segue "11 bordi trovati in totale: 3 bordi aperti, nessun bordo non-manifold."
Se lo scafo presenta vari bordi o bordi aperti, allora non è stato costruito correttamente. Occorre iniziare da capo e seguire i passi più attentamente.
Nella finestra di dialogo Analisi bordi, selezionare Bordi aperti.
I bordi aperti vengono visualizzati in magenta. Oltre ai bordi superiori dello scafo, non dovrebbe essere visualizzato nessun bordo aperto.
L'ultimo passo consiste nella creazione del ponte. Due curve descrivono la silhouette del ponte. Queste verranno usate come riferimenti per creare la curva di sezione del ponte. Infine, la superficie del ponte verrà creata da una rete di curve.
Durante la costruzione di un modello 3D da un disegno tecnico sviluppato con concetto 2D, è normale che il modello 3D non coincida esattamente con il disegno tecnico 2D. Il compromesso tra 2D e 3D è una delle competenze di modellazione che occorre sviluppare. In questo caso, la curva di profilo del ponte non termina in corrispondenza dell'angolo dello scafo. L'estremità della curva verrà spostata nell'angolo dello scafo.
Selezionare la curva del profilo del ponte, premere il tasto F10 per attivarne i punti di controllo.
Trascinare il primo punto di controllo utilizzando lo snap all'oggetto Fine per spostare il punto nell'angolo dello scafo, quindi fare clic.
Premere il tasto F11 o Esc per disattivare i punti di controllo della curva.
Premere il tasto Esc per disattivare i punti di controllo della curva.
Proiettare la linea verticale sullo scafoNel menu Curva, fare clic su Curva da oggetti > Proietta.
Al prompt Selezionare le curve ed i punti da proiettare..., nella vista Frontale, selezionare la linea verticale, quindi premere Invio.
Al prompt Seleziona superfici..., selezionare lo scafo, quindi premere Invio.
Le linea viene proiettata su entrambi i lati dello scafo.
Disegnare la metà della curva di sezioneSulla barra di stato, fare clic sul pannello Planare per attivare la modalità Planare.
Nella barra in alto, fare clic su Planare per attivare la modalità Planare.
Nel menu Curva, fare clic su Forme libere > Punti di controllo.
Nella vista Destra, utilizzare lo snap all'oggetto Fine per posizionare il primo punto alla fine della curva di profilo dello scafo (1).
Tenere premuto il tasto Maiusc per attivare la modalità Orto, spostare il cursore a destra, quindi fare clic per posizionare il secondo punto (2).
Rilasciare il tasto Maiusc, quindi fare clic per posizionare il terzo punto (3).
Eseguire uno snap sull'estremità superiore della curva proiettata sullo scafo (4), quindi premere Invio per completare la curva.
Copiare metà della curva di sezioneSul menu Trasforma, fare clic su Copia speculare.
Al prompt Selezionare gli oggetti per la copia speculare, nella vista Destra, selezionare metà della curva di sezione, quindi premere Invio.
Al prompt Inizio del piano di riflessione..., fare clic sull'opzione AsseY o digitare Y, quindi premere Invio.
La curva viene copiata sul lato opposto, sull'asse X del pianoC.
Selezionare le due metà delle curve di sezione.
Sul menu Modifica, fare clic su Unisci.
Le due metà delle curve di sezione vengono unite in una sola policurva.
Creare la superficie del ponte da una rete di curveLa curva di sezione del ponte (1), la curva di profilo del ponte (2) e i bordi superiori dello scafo (3) e (4) formano una rete di curve che possono essere usate per creare la superficie del ponte.
Dal menu Superficie fare clic su Rete di curve per eseguire il comando SrfReteCrv.
Nella finestra di dialogo Superficie da rete di curve, in Bordi, selezionare Posizione per A, B e C, quindi fare clic su OK.
Viene creata la superficie del ponte.
Unire le varie parti