[发明专利]自动生成3D曲面的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用计算机进行3D曲面绘制的方法。

背景技术：

目前现有计算机软件绘制3D曲面的实现方法较为复杂，不利于使用者灵活操作，即使精通了解3D曲面绘制原理的使用者也存在工作效率低的问题。例如，现有UG软件中也自带有偏置曲面的功能，但软件自带的的偏置功能是以曲面的3D矢量进行偏置形成新的曲面，而某些特定的曲面更为复杂，故而开发该插件用于特殊曲面造型中。

发明内容：

本发明的目的是针对目前3D曲面绘制存在复杂不易操作掌握的问题，提供一款应用于三维软件中的根据原始曲面自动生成3D曲面的软件，它是通过强制原始曲面以其2D矢量的方向造面，对复杂曲面进行造型，可方便快捷的通过该插件绘制出工程中所需要的3D曲面。

实现上述目的所采用的技术方案：一种自动生成3D曲面的方法，包括原始曲面S₀，其特征在于，以原始曲面S₀作为基准，在原始曲面S₀的一个圆周内，形成N个等分基准面，每个基准面与原始曲面产生一条交线L_i，1≤i≤N，i 和N为整数，然后将每个交线分别沿其2D矢量方向进行偏置，最后将每个基准面与原始曲面的交线进行偏置后得到的每个曲面S_i求交集形成新的3D曲面S。

在生成曲面时，是强制以原始曲面的加工坐标系作为旋转中心，选择该旋转中心点以进行后续的曲面生成。

在基准面与原始曲面交线L_i上取M个点，2≤M，M为整数，由各点做交线切线，再得切线的垂线，再由各点沿垂线方向的偏置得出后续的截面线。

本发明的有益效果：本发明通过强制原始曲面以其2D矢量的方向造面，对复杂曲面进行造型，可方便快捷的通过该插件绘制出工程中所需要的3D曲面。

附图说明：

图1是本发明方法实现流程图；

图2是利用本发明实现的插件主界面图。

具体实施方式：

本发明是根据原始曲面，在一个圆周内，形成N个等分基准面，每个基准面与原始曲面产生一条交线，然后将该交线沿其2D矢量方向进行偏置，在基准面与原始面交线上取N各点，由点做交线切线，再得切线的垂线，再由各点沿垂线方向的偏置得出后续所需的截面线。

最后将每个基准面与原始曲面的交线进行偏置后得到的曲面求交集形成新的3D曲面。其思路如图1所示。

利用本发明方法所生产的插件界面如图2所示，进行相应的设置，输入相应参数，即可获得所需的特定3D曲面。

插件中主要包含以下选项：

1）选择原始偏置面S

该插件是在原有曲面的基础上，生成新的3D曲面，故首先需要选择初始曲面。

2）选择曲面上的中心点P

该插件生成曲面时，是强制以原始曲面的加工坐标系作为旋转中心，故选择该中心点以进行后续的曲面生成。

3）选择中心轴正方向V

中心轴的正方向即为曲面的偏置方向，该方向一般垂直于原始曲面所平行的基准面，例如，当原始曲面平行于YZ平面时，则选择X方向为插件的中心轴的正方向，其他同理。

4）选择起始方向W

即离散角度的起始方向。

5）设置偏置距离D

即生成的新的3D曲面距离原始曲面的距离，在该选项的对话框中输入偏置距离。

6）设置离散角度A

该插件是在一个圆周内，形成N个等分的基准面，求得每个基准面与原始曲面的交线，以进行后续的曲面造型。在右侧的输入框中设置离散角度即为产生这N个等分的基准面。

7）根据设计需要提供直线长度。

8）根据设计需要提供拉伸倍率。

9）曲线离散段数量

该选项是将基准面与原始曲面的交线采用这个离散段数量来进行近似，用每段离散曲线来得到后续的偏置曲线，设置的离散段数量越多，最终所得到的3D曲面精度越高，所需求解的时间越长，同时对计算机CPU的性能要求也越高，在设置时需要权衡考虑。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。