Поиск

Аппроксимация поверхности носовой оконечности.


Сглаживание поверхностей - самая сложная задача при моделировании поверхности корпуса судна. Само название скульптурной поверхности говорит о том, что моделирование таких поверхностей требует много времени и сил. В основном это ручная работа по изменению положения контрольных точек и граничных линий для получения желаемого результата.


Прежде чем перейти непосредственно к сглаживанию, остановимся на свойствах формы поверхности в зависимости от формы контрольного многогранника:

- касательные к граничным кривым зависят от положения контрольных точек, примыкающих к границе.

- расположение области точек на плоскости определяет плоский участок поверхности.

- выпуклый многогранник гарантирует выпуклую поверхность без вмятин.

- совпадение ряда из трех контрольных точек дает линию сустава на поверхности.

- форма поверхности в углах сильно зависит от касательных граничных кривых в этой области.В будущем это будет предметом отдельного рассмотрения.


Самая сложная поверхность корпуса это носовая часть коруса судна. С этой поверхности рекомендуется начинать сглаживание. Рассмотрим это на примере носовой части рыболовного судна с бульбовым носом.


В качестве прототипа мы выбираем предварительную поверхность, определяемую набором линий шпангоутных сечений и большим количеством участков поверхности Безье.


В качестве границ носовой поверхности корабля выберем следующие линии: линия радиуса скуловой части, линия плоского днища, линия форштевня, линия верхней палубы, переходящая в плоскую боковую линию. Последняя линия выбрана таким образом из-за ограничения на количество граничных кривых поверхности.

Initial set of boundary lines -red color. Prototype surafaces shown by grey color.
Начальное опредение контура будущей поверхности. Линии прототипа показаны серым.

На начальном этапе задания поверхности рекомендуется использовать минимальный набор контрольных точекна линиях и поверхностеях. Поскольку количество точек на поверхности зависит от количества точек на граничных кривых, нет необходимости добавлять много точек на граничные кривые и приближаться к желаемому результату до того, как поверхность будет задана. Большое количество точек на поверхности сделает работу по первоначальному сглаживанию более трудоемкой.


Первое приближение для граничных кривых - четыре контроьных точки на одну кривую.


Мы формируем кривую радиуса скулы более или менее точно, так как её форма очень просто описывается даже минимальным количеством контрольных точек. Линия плоского днища также обычно имеет простую форму для определения по четырем контрольным точкам. Линию форштевня можно очень приблизительно определить на начальном этапе. Пока не обращайте на это особого внимания. Имеет смысл выставить только касательную штевня к основной плоскости. То же самое и с линией плоского борта. Необходимо лишь выставить касательную к миделю шпангоуту.

Initilal bondary lines apprimation (four control points).
Начальная аппроксимация граничных кривых ( 4 контрольных точки на кривую).

После ввода граничных линий поверхность задается путем указания граничных линий по контуру. У контрольного многогранника поверхности всего четыре контрольных точки для редактирования формы.

Initial itteration surface based on boundary lines.
Начальная стадия редактирования поверхности.

Обратите внимание на ряд точек многогранника, ближайших к линии радиуса скулы. Необходимо установить ряд контрольных точек строго вертикально. Следующий ряд точек должен выглядеть как нечто среднее между предыдущим рядом и штевнем. Это достигается изменением положения соответствующих контрольных точек линии плоского борта и линии плоского днища.


Затем ряд контрольных точек поверхности можно просто спрямить, сохранив форму ряда точек на проекции корпус. Правильное расположение контрольных точек очень важно на начальном этапе работы. Впоследствии при добавлении новых рядов контрольных точек, система будет учитывать предыдущее расположение контрольных точек. Это значительно ускорит процесс сглаживания на последующих этапах.


Initial distribution of the surface control points.
Начальное расположение контрольных точек поверхности.