Při modelování ploch je možné využít pro konstrukci drátů pouze jednoduché úsečky, oblouky a kružnice. Existují ovšem oblasti, ve kterých musíme plochy vytvářet pomocí prostorových hladkých křivek spline. Výsledkem modelování mohou být i velmi složité tvary ploch používané například pro návrh automobilů, letadel nebo atraktivního spotřebního zboží.

Kousek teorie

Nejpoužívanější interpretací jsou bezesporu NURBS křivky a plochy. NURBS je zkratka, která vychází z anglického pojmu Nonuniform Rational B-Spline. Příkaz Spline vytváří skutečnou křivku NURBS, kterou lze použít pro tvorbu ploch.

Vliv tolerance vyhlazení na tvar spline křivky v AutoCADu

Základní specifikaci NURBS vytvořil S.A. Coons, který navrhl využití racionálních polynomiálních funkcí pro přesné reprezentace kuželoseček. Za první opravdu technickou implementaci NURBS vděčíme firmě Boening, která v roce 1979 vyvinula návrhový systém Tiger, v němž jsou jako v první aplikaci implementovány B-splinové a racionální Bézierovy křivky. Poměrně zajímavým materiálem v této oblasti je L. Piegl, W. Tiller: The NURBS Book, Springer, Londýn, 1995. Základem pro pochopení může být například použití spline v AutoCADu. Ten vytváří klasickou NURBS křivku s plnohodnotnou váhou řídících bodů a tolerancí vyhlazení.

Autodesk Inventor k spline křivce přistupuje zjednodušeně při její tvorbě. Uvažuje pouze s nulovou tolerancí vyhlazení a s konstantní hmotností řídících bodů. Tvorba spline křivky je pak snadnější za cenu nižší variability její možné modifikace. Rozsáhlejší možnosti úprav tolerancí a hmotnosti řídících bodů najdete například v 3DS MAX, případně v Autodesk Alias Studio.

Použití ploch při tvorbě designu spotřebního zboží

V oblastech konstrukční a návrhářské činnosti vznikla potřeba tvorby obecných vyhlazených ploch. Plošné modely definované pomocí drátů ve formě spline křivek můžeme dále využívat v řadě návazných činností:

·Modelování ploch pro číslicově řízené výrobní stroje a zařízení.

·Modelování tvarů nových výrobků pro rychlé prototypování (Rapid Prototyping).

·Modelování ploch pro nástroje, formy a modely raznic.

·Rychlý vývoj prototypů.

·Vytváření stínovaných nebo renderovaných prezentací pro marketing.

·Vstup pro finální modelování prvků a analýzy.

·Generování přesných řezů pro strojírenské a těsnící studie.

Analýza křivosti

Plochy jsou již z hlediska své podstaty „extrémně tvárným materiálem“ který je při jejich zpracování nutné respektovat. Řiditelnost těchto ploch může, především při řešení složitějších problémů, působit potíže i zdatným uživatelům a pokud půjdeme až na úroveň jejich parametrizace může být systematické nasazení ploch mnohdy oříškem i pro zdatné uživatele aplikace. Autodesk Inventor vychází těmto problémům vstříc integrací některých zdařilých nástrojů určených pro jejich analýzu. Jednou z nich je analýza křivosti, kterou lze použít efektivně především pro verifikaci vytvořené plochy.

Analýza křivosti plochy vytvořené pomocí HURBS křivky