基于實踐的Alias高級建模方法研究

李克儉 李駿夫 薛暉

摘 要：Alias建模方法在汽車領域內(nèi)已具備成熟的流程，各大主機廠所適用的方法大同小異，如何通過一種更高效、更準確的途徑完成建模工作，展示造型設計師的創(chuàng)意與構想，文章來進行詳細的剖析與分享。

關鍵詞：Alias;建模流程;分面原則;檢測標準

中圖分類號：N945.12? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）17-59-02

Research on Practice-based Alias Advanced Modeling Method

Li Kejian， Li Junfu， Xue Hui

（ Shaanxi Automobile Group Co.， Ltd.， Technical Center， Shaanxi Xian 710000 ）

Abstract： The Alias modeling method already has a mature process in the automotive field. The methods used by major OEMs are similar. How to complete the modeling work in a more efficient and accurate way， showing the styling designer wants to express In one stroke， we will analyze and share in detail.

Keywords： Alias; Modeling process; Face-off principle; Testing standards

CLC NO.： N945.12? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-59-02

前言

人類的設計活動和設計意識，與人類的生存和發(fā)展一樣歷史悠遠[1]，縱觀汽車發(fā)展史，外觀造型越來越吸引人，型面變化更加豐富多彩，一方面是工藝技術以及生產(chǎn)制造能力的不斷提升，另一方面是設計師與數(shù)模師的審美和設計不斷突破，才有了當今汽車行業(yè)數(shù)不勝數(shù)的經(jīng)典車型與爆款車型，由此帶來的大量工作就是進行CAS曲面的建模，為盡可能地表達出設計師的初衷，CAS曲面制作師要通過反復調(diào)試型面走勢，表面張力，高光反射效果等方面來更準確的表達終版效果圖。本次研究內(nèi)容是針對CAS曲面建模的各個階段，探索如何通過一些經(jīng)驗方法讓整個建模過程變得更加高效和準確。

1 CAS曲面概念簡介

1.1 什么是CAS曲面

汽車造型設計中的Concept A Surface，這里簡稱CAS曲面。CAS曲面模型是計算機輔助設計階段的前期模型。在目前的汽車造型設計流程草圖繪制階段是建立在總體布置之后的，根據(jù)造型風格特點、和設計訴求等方面篩選出符合目標用戶的草圖方案，通過已有的草圖和車身布置要求快速建立初期三維汽車體量特征和型面關系。

在汽車造型A級曲面發(fā)布之前，用于初步展示汽車內(nèi)、外部造型的數(shù)字模型稱為CAS面。

CAS面主要是用于造型可研階段的：形體塑造、法規(guī)要求、工程校核、工藝分析、成本分析、比例模型制作等。這類數(shù)字模型雖不具備A級曲面的高精光順品質(zhì)，但快速將二維平面造型轉(zhuǎn)化成三維立體模型，滿足項目開發(fā)。

2 CAS曲面建模流程解析

2.1 識別效果圖型面變化

汽車造型形面是“有意味”的形態(tài)曲面[2]，形面的變化表達設計師的創(chuàng)意與構想，我們需要通過CAS曲面準確展示設計師的理念，就必須在動手前 “品讀”效果圖的每一處形面起伏變化，線條起始過程，才能更真實的復原效果圖的CAS曲面數(shù)據(jù)。

2.2 第一輪CAS曲面

導入（前-側(cè)-后-俯）四視效果圖、工程限制、斷面線→建立特征曲線→建立主體曲面→裁出分縫線，分開燈，前保、車門等部件→添加細節(jié)以及相關部件→主體曲面的連續(xù)和光順→簡易渲染，展示造型效果。

2.3 第二輪CAS曲面

根據(jù)造型及工程校核反饋，進一步優(yōu)化修改CAS面問題，并對各部件進行細化、分縫、特征圓角制作。

2.4 第三輪CAS曲面

關閉造型與工程問題，完成各部件總成分件、細節(jié)刻畫，整車外飾CAS面裝配完整，提交項目組。

3 精準建模的分面原則

3.1 分面隨型

大面邊界布局盡量和造型趨勢一致;

分面應沿特征線走勢劃分，而且盡量做到CV FLOW。

3.2 曲率分割-主要定義分割面的位置

一個復雜的外形用單片BEZIER曲面很難表達，所以必須分面，分面的依據(jù)是按照曲率分布來劃分。

3.3 相對統(tǒng)一

如果有相同關系的一組面，其分面位置也就是斷點盡量保持相對一致的位置。優(yōu)先在正視角保證基本視覺重合的位置，這樣既美觀，又方便后期曲面的搭建。

3.4 簡單原則

分面線力求簡單，盡量使用正視角單曲率弧線構建曲面。

相鄰多片面邊界凹凸不齊時，出現(xiàn)不規(guī)則曲率的多段分面線，可采用多視角整合、修正、統(tǒng)一單條分面線，使其在空間曲線有理排序和分布。

3.5 理論交線

又稱應交線，理論交線在CAS建模中占有非常重要的位置，是整車造型設計的靈魂所在。什么是理論交線：兩個基礎大面延伸后相交的線，理論交線也是特征線，對正向建模來說，第一步就要畫理論交線，對逆向來講需要根據(jù)點云的曲率趨勢來反求理論交線，但無論正向逆向，理論交線都必須求出并且作為建模依據(jù)的重要過程。

正向的理論交線-特征線。正向建模特征線空間位置，姿態(tài)，比例關系處理的好，就比較吻合原始造型，反之則偏離。特征線在建模的過程中起到了主導的作用，幾乎所有的分面都是根據(jù)特征線的走勢來排布，進而影響到面片的質(zhì)量及對

邊的走勢。

逆向的理論交線-特征線。逆向建模的特征線主要是還原油泥模型的理論狀態(tài)，并對其品質(zhì)進行光順優(yōu)化，所以求取理論交線同樣十分的重要，它的作用和正向建模有異曲同工之妙。

理論交線的作用：（1）快速建模，易于控制;（2）便于修改;（3）避免過渡缺陷;（4）便于處理各種應對關系。

4 CAS曲面檢測標準

（1）CAS面與效果圖比例、姿態(tài)、特征線的相似程度？有無重大失誤？有無造型損失？

（2）CAS面大面的高光是否過渡均勻、自然、流暢？高光的走勢是否和效果圖保持一致？

（3）CAS面與點云數(shù)據(jù)的貼合程度？有無重大失誤？

（4）CAS面存在哪些較大的工程問題？能否支撐下一項工作進行？

（5）CAS面有無廢面、重復面、缺失面、三角面、高階面（要求8×8以下）？

（6）CAS面是否滿足總布置要求？是否符合車身主斷面要求？

（7）CAS面大面關于Y0面是否對稱？是否G2以上連續(xù)？

（8）CAS面制作精度是否滿足以下要求？

1）曲線的連續(xù)性要求

P≤0.05mm;T≤0.5°;C≤0.5°。

2）曲面的連續(xù)性要求

P≤0.05mm;T≤0.5°;C≤0.5°。

5 結(jié)論

通過CAS曲面概念簡介、CAS曲面建模流程解析、精準建模的分面原則、CAS曲面檢測標準等四部分的詳細剖析，我們對CAS曲面建模有了更深層次的認識與思考。經(jīng)上述方法總結(jié)凝練的CAS曲面建模方法，避免了反復修改帶來的大量繁雜工作，可以大幅提升建模效率與準確率，控制了造型損失率，讓造型效果展示的更加淋漓盡致，也為后期的模型制作與A級曲面制作打下堅實可靠的基礎。

參考文獻

[1] 趙洪江.設計藝術的含義[M].長沙：湖南大學出版社，2005，2.

[2] 李澤厚.美的歷程[M].北京：生活·讀書·新知三聯(lián)，2009，27.