CATIA自由造型

第四章自由风格曲面设计

CATIA V5的自由风格外形设计是一个使用灵活、功能强大的曲面建模模块。它是一种基于修改曲面的特征网格，来控制所生成曲面形状的造型方法。因此，采用这种方法所构建的曲面具有很高的曲面光顺度和质量，非常适合于诸如汽车外形A级表面的造型设计等。该功能模块不仅提供了强有力的曲面生成与修改方法，而且还为曲面之间的匹配、拟合以及外形整体变形等高级编辑修改功能提供了丰富的工具。

CATIA V5的自由风格外形设计由自由风格造型器（FreeStyle Shaper）、自由风格优化器（FreeStyle Optimizer）和基于曲线的自由风格造型器（FreeStyle Profile）组成。自由风格造型器为生成与修改曲面提供了丰富的手段。自由风格优化器为曲面的超级拟合和外形整体变形等高级修改功能提供了强有力的建模手段。

4.1 相关的图标菜单

CATIA V5的自由风格曲面设计由以下几组图标菜单组组成：曲线生成图标菜单组（Curve Creation）、曲面生成图标菜单组（Surface Creation）、外形编辑图标菜单组（Shape Modification）、几何操作图标菜单组（Operations）、外形分析图标菜单组（Shape Analysis）和相关工具图标菜单组（Tools）。

4.1.1曲线生成图标菜单组（Curve Creation）

在曲线生成图标菜单组中为用户提供了以下生成三维曲线的工具，用这些工具生成的曲线，既可以用来编辑曲面（如切割曲面等），也可以用来直接生成曲面（如风格扫描曲面等）。

3D Curve 创建三维曲线

Curve on Surface 创建位于曲面上的曲线

Project Curve 创建投影曲线

FreeStyle Blend Curve 创建风格桥接曲线

Styling Corner 创建风格拐角

Match Curve 创建匹配曲线

4.1.2曲面生成图标菜单组（Surface Creation）

自由风格外形设计模块为用户提供了丰富的生成曲面工具，用这些工具不仅可以方便、快捷地生成简单的平面片、拉伸面、回转面等基本曲面，还可以生成风格扫描面、网格面等复杂曲面。这些曲面生成工具包括：

Planar Patch 由二点创建平面片

3-Point Patch 由三点创建平面片

4-Point Patch 由四点创建面片

Geometry Extraction 从已有几何体中提取部分几何体

Revolve创建回转面

Extrude Surface 创建拉伸面

Offset 创建偏移面

Styling Extrapolate 创建风格外延面

Blend Surface 创建桥接面

Fill 创建填充面

Net Surface 创建网格面

Styling Sweep 创建风格扫描面

4.1.3外形编辑图标菜单组（Shape Modification）

在自由风格外形设计模块中，曲线与曲面的编辑功能是生成复杂曲面的关键，其功能的强弱直接影响到曲面造型的能力。在CA TIA V5中为用户提供了使用方便、功能强大的曲线、曲面编辑能力，它由以下编辑工具组成：

Symmetry 创建对称元素

Control Points 用控制点编辑曲线或曲面

Match Surface匹配曲面

Multi-side Match Surface多边匹配曲面

Fit to a geometry 拟合曲线或曲面到几何体上

Global Deformation 曲面整体变形

Extend 延长曲线或曲面

4.1.4几何操作图标菜单组（Operations）

自由风格外形设计模块为用户提供了丰富的工具来操作几何体，这些工具包括：

Break 剪切曲线或曲面

Untrim恢复剪切曲线或曲面

Concatenate连接曲线或曲面

Fragmentation 分裂曲线或曲面

Disassemble 分解复合曲线或曲面

Converter Wizard类型转换向导

4.1.5外形分析图标菜单组（Shape Analysis）

该菜单组为用户提供了丰富的分析、检测所创建几何对象质量的工具。借助于这些工具，用户可以方便地了解，并控制所建立曲线或曲面的质量及各曲线、曲面之间的连接性。该菜单组包括以下分析工具：

Connect Checker 曲面连接性检查

Curve Connect Checker 曲线连接性检查

Porcupine Analysis 曲线曲率分析

Cutting Planes 曲面断面线分析

Reflection Lines 曲面反射线分析

Inflection Lines 曲面变形线分析

Distance Analysis距离分析

Draft Analysis 拔模角分析

Environment Mapping 曲面映像分析

Isophotes Analysis 曲面斑马线分析

Curvature Mapping 曲面曲率映像分析

4.1.6相关工具图标菜单组（Tools）

Apply Dress-Up 显示曲线或曲面上的控制点及弧段信息

Remove Visualization Options 取消曲线或曲面上的控制点及弧段信息的显示

Visual Symmetry 对称显示

Geometric Information 查询几何体的相关信息

Quick Compass Orientation 快速定位罗盘

Axis System 坐标系

Stretch View 伸展视图

Standard View Manipulation 标准视图操纵箭头

Interactive View Definition 交互定义视图

Create Datum生成带或不带历史记录的几何体

Keep Original 对一几何体进行操作时保留原几何体

Snap on Vertex 捕捉顶点

Snap on Edge 捕捉边界

Snap on Cpt 捕捉控制点

Snap on Segment 捕捉弧段

Attenuation Displacement 操纵箭头步长削弱因子，这四个图标分别

对应No Attenuation（不削弱）、Low Attenuation（低削弱）、Medium

Attenuation（中削弱）和High Attenuation（高削弱）。

Continuity显示几何元素的连续性信息

Contact Points显示几何元素的接触点操纵箭头

T ensions显示几何元素的张量操纵箭头

U,V Orders显示元素在V向和/或V向的阶数

Furtive Display暂时显示几何元素的控制点

Insert Open Body 插入Open Body

4.2 环境参数设定

为了充分发挥CA TIA V5的自由风格曲面设计能力，必须根据设计对象的特点，合理地设定绘图环境参数。用Tools->Option->Shape->FreeStyle打开FreeStyle的环境参数设定界面（如图4-1所示）。

在此环境设置对话框中，按设置内容的不同分为以下几个部分：几何区（Geometry）、自动捕捉区（Auto Detection）、显示区（Display）和微调区（Tuning）。