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[CATIA实例教程] 酷炫!C-03!CATIA Hackathon TeamC的『融合』主题交通工具

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CATIA价格 发表于 2019-12-9 15:41:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
CATIA价格
2019-12-9 15:41:56 1179 0 看全部
本帖最后由 CATIA价格 于 2019-12-9 15:45 编辑

  中国区第一届CATIA Hackathon吸引了一群汽车设计界的玩家。在这两天紧张刺激的设计过程中,每个团队都在十分努力地推进设计进度,完成最终的设计目标。

  什么是Hackathon?

  在极限的两天时间内,使用3DEXPERIENCE CATIA,以“1个导师+2个设计师+4个数模师+1个CATIA专家”的团队配置来完成题为“未来驾乘体验”的设计。

  继之前的系列文章之后,我们再来看一看。Team C设计概念和过程吧!Team C设计效果图
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  Team C的作品叫做C-03,主题叫做「融合」:旅行中,当下的交通工具往往将乘客/驾驶者与外部的环境隔离,分出了「里面」「外面」;而在C-03的设计中,Team C运用了没有「里外」区分的莫比乌斯环,让人们更加亲近大自然。同时,C-03也是一个系列作品设计,为人们休息、观景与刺激驾驶都设计了对应的交通工具,满足人们在旅行中的需求。
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  TeamC设计流程

  概念和草图:本次CATIA Hackathon是一个完全“start from scratch”的活动,整个设计过程从ideation开始,第一个环节就是概念的发散啦。
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  杜宝男导师为Team C打开思路

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  大家热火朝天的讨论


  草图阶段,设计师在纸面上的尝试终是无法玩透「莫比乌斯」这个硬骨头,于是,Team C很快就进入到了模型推演的阶段。
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  Team C草图推演

  使用Human Design作为人体尺度参考:在交通工具设计中,人机是至工学关重要的因素。结合Human Design,我们还可以存储乘客/驾驶员的不同动作,以人的行为为核心,保证车辆的设计能够满足驾驶员/乘客各种各样的需求。在我们的设计过程中,我们首先是调用Human Design内置的一些驾驶动作并稍加调整,在此基础之上进行我们的创意设计,得到出色视觉效果的同时也保证了其合理性。
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  使用Imagine&Shapes进行快速创意建模:本次Hackathon中,所有的战队都选择使用Imagine&Shape(下文简称IMA)模块来进行核心的建模工作。IMA究竟有着怎样的本领,使其可以助力队员们在两天之内完成如此复杂而精致的模型呢?现在,我们就结合Team C的作品建模流程来为大家展示一下使用IMA的快速、直观与高质量吧~
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  基本几何体与移动旋转缩:与NURBS建模「点-线-面」依次构造的逻辑不同,IMA的基本思路与Polygon的细分(Subdivision)建模类似,点线面往往同时存在、同时显示、同时变化。
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  因此,作为一切的开始,我们这里也首先建立一个正方形面片。
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  没有类似GSD那样步步精确带参的严苛要求,IMA中所有的变化都非常「跟手」与「实时」。像上图这样,我们只需使用最基础的移动、旋转与缩放便可快速调整比例,所见即所得。当然,以精确著称的CATIA也会在缩放时显示尺寸,帮助我们更好地进行调整。

  挤出:同细分建模一样,IMA建模另一个非常基础的操作便是「挤出」命令了。在这里,我们对外露的边进行挤出,同时还可以直观而精确地控制其挤出的角度与距离。这是我们由简到繁逐步搭建形体最重要的命令之一。
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  增加Attraction:略加调整后,我们退出修改模式,可以看到原本画好的比例突然变得软绵绵的。这个与我们前面提到IMA建模的「高质量」有关了。所谓的「高质量」,指的就是其能保证最终产出平滑的曲面。原理可以参考下图:
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  Source:Wikipedia:典型的Subdivision细分建模中,由最粗糙的网格(左上)开始,把每个面一分为四(也就是所谓的「细分」),而后利用多出来的点进行平滑,不断重复这种「细分+平滑」的过程,我们便可以得到如横线下方这样的平滑物体。我们的IMA建模可以理解为由用户调节尽量少的点(如上图最初的立方体),而用NURBS曲面表示其无限细分后对应的平滑曲面(如上图横线下的圆球所示)。
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  通过上图,我们还可以看到另一个NURBS建模与IMA思路的不同:
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  Source:Wikipedia:如上图所示,所有的NURBS曲面本质都是「四边面」,也就是说,除了位于边角的控制点,所有的控制点都只能连接四个其他的控制点。
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  IMA中可以不费吹灰之力地保证红圈部分的平滑,而在IMA中,网格的控制点则没有这层限制。就像上面的立方体,我们无法用单一一张NURBS曲面来表示,而在而多张NURBS曲面进行组合就需要一些额外的操作保证其平滑连续。IMA中我们却可以不费吹灰之力产出更复杂但是同样平滑的模型。
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  说回「软绵绵」的问题:我们也不是没有办法让我们的边线变得更加硬朗一些。

  如上图所示,我们可以选择打算変锐利的边,提高其Attraction至+100,最终生成的NURBS曲面就会更加硬朗一些。

  在整体比例确定后我们也可以使用其他的方法更加精确地控制边线的锐利程度,但在初期确定比例的时候,调整Attraction可谓是最便捷而干净的办法。

  进一步调整
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  重复之前的动作,继续「挤出,移动,缩放,旋转」的组合。
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  由于IMA将点线面同时的调整显示,我们可以更直观地观察模型的空间交错关系并进行修改。而在典型的NURBS建模中,我们要先去修改控制点的位置或放样曲线的形态,提交修改后才能刷新出曲面到底是如何变化的,点线面三者的修改并不同步,需要我们用经验预判修改后的结果,而非所见即所得。
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  再复习一下Attraction的作用:选中特定的边,让其变得更加锐利。

  连接:我们设计的概念既然是「莫比乌斯环」,那这里自然是要将模型首尾相接起来啦。
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  改变实时显示质量
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  这里需要指出,我们其实不是必须退出修改模式才可以看到其转成曲面后的效果。如上图所示,我们可以通过调整实时的显示设置来在编辑的同时看到最终的效果。

  由于小编在使用传统的细分建模时的习惯,我这里的录屏只在推敲复杂形态时才使用平滑的实时显示。这样的好处在于,我们可以更加方便地发现控制点排布的问题。

  推敲复杂形体:话不多说,直接上图~我们可以看到在实时编辑的时候IMA是多么的快速、方便和直观。
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  偏移厚度:一个小面片缺乏质感,我们这里需要对模型进行厚度的偏移。偏移后由于有一些边没有加Attraction,因此又回到了软绵绵的状,此时我我们手动添attraction即可加。
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  大体的厚度偏移就大功告成啦。当然,如果只是均匀地偏移一个厚度,我们可以直接使用GSD的命令。之所以依然使用IMA的偏移,是因为我们还需要进一步地调整。
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  镜像:镜像命令是我们接触到的第一个带参的IMA命令,原理还是很简单的,指定好镜像平面和镜像物体即可,效果如上图所示。
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  调整厚度:这里就是我们前面不使用NURBS偏移厚度的原因了:我们希望快速地作出渐变的厚度。命令上其实没有什么特殊的,依然是之前的移动-缩放-旋转,方便快捷,也体现出IMA在初期快速建模另一个巨大的优势:易于上手。在Hackathon时,我们基本都可以在很短的时间内学会IMA的基本思路,并在讨论时准确地传达各自的设计意图;加上前面所说的,IMA的修改非常直观与快速,可以说是现场讨论合作的利器了。
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  成品模型:经过更细致深入的打磨与更广的尝试,我们得到了最终的成品模型:
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  使用xGenerative Design制作参数化灯光

  大到建筑,小到汽车、产品,近年来我们能看到越来越多的参数化设计:参数化的整体布置、有节奏地变化的参数化细节、交互式的参数化单元等等,代表着一种数学之美,逻辑之美,自然之美。而在3DEXPERIENCE上,2019X版本正式发布了xGenerativeDesign(xGD)应用,它不仅能实现强大的参数化设计功能,更能提供可视化编程界面。而且,这个应用完全基于web开发,设计师们不需要下载安装任何软件,打开浏览器就能进行建模。

  而TeamD的建模过程中也使用了xGD这个工具来构建一个参数化的侧面纹理。对xGD感兴趣,想要学习的同学可以查阅我们的之前的文章:

  CATIA Hackathon TeamB作品解析-合众汽车常冰导师团队
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  使用Live Rendering渲染

  在设计完成之后,就到了渲染的阶段啦~Live Rendering模块提供完善的渲染流程,从材质到灯光再到最后的渲染调色。材质方面可以直接导入Substance材质,并方便地调整你所需要的参数。模块里面默认提供了一个非常全的材质库,不会用Substance的同学也可以直接导入材质库的材质来完成渲染。

  灯光方面我们熟悉的布光方式外,还提供了HDRI的环境贴图,可以很方便地构建起场景与气氛。
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  最后,让我们来看看TeamC的现场汇报视频吧!

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