易子钰
关键词：Creo软件;连续韵律;三维建模
韵律是指有规律的节奏经过扩展和变化所产生的流动美。在音乐的概念里，韵律定义为：“当几个不同高度的乐音和某种样式的节奏组合在一起，即获得了最简单的最具生命力的音乐形式。”在工业设计中，重复的构型以强弱起伏、抑扬顿挫的规律变化，就会产生优美的律动感，从而产生独特的修饰和造型效果。节奏与韵律往往是相互依存，互为因果，韵律在节奏基础上丰富，节奏在韵律基础上升华。
当今的产品工业设计都是通过三维建模软件进行设计，如何有效利用软件建模工具产生具有科学美感的韵律效果，对设计师提出了新的挑战。Creo是设计师常用的一个工业品三维设计建模软件，具有基于特征、参数化、尺寸驱动的特点，其尺寸变量、关系式及其特有的扫描变量：Trajpar为韵律效果造型提供了有力的工具，下文将对Creo软件中连续韵律的三维建模方法进行探讨。
1基于e软件实现连续韵律的建模方法
在Creo软件中可以用可变剖面扫描特征结合适当的尺寸变量、扫描系统变量trajpar与巧妙的关系式来实现连续的韵律，要注意的是，在开放的曲面上和在环形封闭的曲面上产生韵律要考虑不同的问题。
1.1实现开放面连续韵律的建模方法
下面以平板基体上产生连续韵律为例来探讨非环形开放面上产生连续韵律的方法，在Creo软件中，可以用可变剖面扫描命令建立连续韵律，如图1所示。
本例的具体建模方法如下：
1.1.1火焰状韵律建模方法
用移除材料的可变截面扫描命令，选下边线作为扫描原点轨迹线，草绘矩形图并标注尺寸，如图2所示。
打开关系对话框，此时草绘界面显示出尺寸变量，如图3所示。
在关系对话框中输入以下关系式：
完成扫描命令后就能实现如图1的下方所示的“火焰山”韵律的效果，式（1）用来驱动尺寸变量sd5，通过两个低频率正弦函数的复合，产生具有不同高低大小的“火焰山”山体韵律，式（2）则是通过一个高频率低振幅的正弦函数产生火焰效果，本例中火焰的大小未加变化效果，如需要添加变化效果可参照式1的方法使用复合的正弦函数生成。式中的“trajpar”变量与三角函数的巧妙结合是能够在扫描中实现韵律效果的关键。由于这是在开放的面上扫描切除材料，扫描起点的尺度和扫描终点处的尺度互不相干，因此在这里构造正弦函数时，起点和终点的相位角可以不用关注，所以造型手段更灵活、效果更丰富。
1.1.2对称纺锤波韵律的建模方法
而要建立图1中上部的对称纺锤波的韵律，只需要对关系中的数理逻辑做简单修改：
式（3）中的第一项200用来调节扫描切除截面的宽度，第二项150xsin（14×360xtrajpar-90）用来产生边界上的小锯齿波，第三项abs[400xsin（3x180xtrajpar）]用来产生3个纺锤形波，第四项100xsin（2x180xtrajpar）用来改变纺锤形波的大小，从而在节奏上变化出韵律;式（4）用来实现上下对称效果。
1.2实现环形封闭面连续韵律的建模方法
下面以圆柱形基体上产生连续韵律为例来探讨环形封闭面上产生连续韵律的建模方法，在Creo软件中，同样可以用可变剖面扫描的方法产生这个韵律效果，如图4所示。
以下方火焰状韵律为例，使用移除材料的可变截面扫描命令，选圆柱底边的边线作为扫描原点轨迹线，草绘矩形图并标注尺寸如图5所示。
打开关系对话框，此时草绘界面显示出尺寸变量，如图5所示。
在关系对话框中输入以下关系式：
完成扫描命令后就能建立如图4的下方所示的“火焰山”環形闭合连续韵律，原理与式1类似（见1的公式说明）。对比式（1）与（5）可见式中第三项分别为200xsin（7x323xtrjpar）和200xsin（4x180xtrajpar），具有显著区别，作为环形闭合扫描若想要成功，必须要确保复合函数曲线在自变量trajpar的取最小值和最大值处函数值相等，即复合函数曲线的起点和终点的函数值相等，若想要获得封闭环形扫描效果光滑连续，还需要确保复合函数曲线在起点和终点的斜率相等，对正弦曲线的复合函数来说，就应保证各个正弦曲线分量的周期数为整数，如sin（4x180xtrajpar）就是2个整数周期。式（6）用于产生火焰效果，原理同式（2）。
3基于Creo软件的手柄韵律建模实例
图6所示的韵律效果，是在环形封闭曲面实体上用可变剖面扫描切除命令，以圆形为扫描截面，用trajpar变量通过关系式驱动扫描过程中圆形截面的半径大小，从而形成单个连续韵律效果，纵向排列的多个扫描用阵列命令来建立。最终的模型树如图7所示，十分简洁，却能实现较为复杂的韵律效果。
4结论
在Creo软件中，通过可变剖面扫描命令结合扫描关联的特征变量Trajpar构成复合函数方程，可以较为方便的建立连续韵律的特征，在开放的曲面上建立，可以自由设置变量间的方程式，而在封闭曲面上建立则必须要确保复合函数曲线在自变量trajpar的取最小值和最大值处函数值相等，若想要获得封闭环形扫描效果光滑连续，还需要确保复合函数曲线在起点和终点的斜率相等。
