caad_2003 tutorial sistemi vettoriali 3D

Le Deformazioni Parametriche costituiscono il passo successivo in un ipotetico percorso di modellazione dopo la creazione di Primitive alle quali vengono applicate le Deformazioni. Queste non costiutiscono necessariamente l'unico o il primo step dopo la generazione di elementi base. E' possibile applicare altre metodologie di lavoro, all'interno di un iter progettuale, susseguenti la creazione di Primitive, come le Operazioni Booleane o la modifica della struttura Mesh, fra le principali. E' molto importante nella Modellazione stabilire in anticipo quali sono i passaggi più opportuni e in che ordine devono essere collocati per arrivare al risultato finale nella maniera più efficiente, cioè con il miglior rapporto tempo-sfruttamento delle risorse-qualità del prodotto.

La fase metaprogettuale che è buona norma accompagni l'intero progetto ha una notevole importanza anche all'interno degli strumenti di Deformazione ed è codificata per mezzo di uno strumento estremamante utile nel CAD e cioè il Construction Tree (Albero di Costruzione). In questa sezione accenneremo al funzionamento del Construction Tree, che nel software da noi utilizzato per questa esercitazione prende il nome di Modifier List (Elenco Modificatori) per capirne le potenzialità e le regole. In realtà il Modifier List è una versione con alcuni limiti dovuti alle caratteristiche dei Modificatori utilizzati e senza le complete potenzialità di programmi più specificatamente di CAD ingegneristico, ma costituisce comunque un utile stumento da conoscere per una corretta ed efficace Modellazione.

Esistono Modificatori di molti generi. La prima grande divisione è fra i Modificatori Spaziali (Space Warps) e i Modificatori Oggetto (Object Modifiers). I primi deformano una geometria in relazione alla posizione di questa nello spazio oltre che ai parametri del Modificatore, i secondi, ai quali appartengono i Modificatori Parametrici, agiscono direttamente sull'oggetto indipendentemente dal suo riferimento spaziale. I Modificatori Oggetto a loro volta si dividono in diversi gruppi in base al modo in cui intervengono sulla topologia dell'oggetto. Fra i principali vi sono quelli che agiscono sulla struttura Mesh, i Deformatori Free-Form (Forma Libera) e quelli Parametrici.

Le Deformazioni Parametriche sono operazioni che intervengono sulla topologia dell'oggetto modificandola in base alle esigenze progettuali per mezzo di Modificatori Parametrici. In questa sezione analizzeremo due Modificatori fra i principali, e cioè quelli che permettono di piegare e rastremare un oggetto, rispettivamente Bend (Piega) e Taper (Rastrema).

Utilizziamo a questo fine la Primitiva Cilindro precedentemente illustrata variandone la Segmentazione in altezza da 4 a 0 per capire il funzionamento coordinato delle varie impostazioni. A questa applichiamo il Modificatore Bend (Piega) selezionandolo dalla lista dei Modificatori Parametrici all'interno del pannello Modifica (Modify) e, dopo aver constatato l'effettiva applicazione del Modificatore visibile dalla presenza di un reticolo che circonda l'oggetto, passiamo a modificarne alcuni parametri.

Il reticolo che circonda l'oggetto, detto anche Gizmo, è il sistema di riferimento utilizzato dal Modificatore per imprimere le deformazioni sulla geometria. In base alla sua deformazione, proporzione e posizione rispetto alla geometria alla quale è applicato, varia l'effetto finale del Modificatore stesso.

I Modificatori Parametrici agiscono quindi sull'oggetto in base a dei valori assegnati ai parametri che ne caratterizzano l'azione. In questo caso per il Modificatore Piega sono presenti nel relativo pannello di dialogo i parametri relativi all'angolo e direzione di piegatura (Bend Angle e Direction) in riferimento ad uno degli assi dell'oggetto (Bend Axis). Il tutto con possibilità di lilitare l'effetto dell'azione del Modificatore attraverso lo strumento Limits.

Variando il valore del parametro Angle da 0 a 90 osserviamo subito la deformazione che il Modificatore imprime all'oggetto. Il Cilindro viene deformato in relazione al Gizmo fino a ribaltare di 90 gradi la faccia piana superiore rispetto all'inferiore. A questo punto osserviamo una incongruenza: la gabbia del Modificatore si deforma correttamente assumendo la conformazione di un quarto di arco, mentre il Cilindro pur deformandosi rimane rettilineo.

Questo perchè il Cilindro non è Segmentato in altezza, per cui non ha una quantità di poligoni adeguata per poter approssimare la curvatura impressa dal Modificatore.

Passiamo adesso ad analizzare il Modificatore Taper (Rastrema). Dopo aver eliminato dal Modifier List (Elenco Modificatori) il Modificatore Bend, selezioniamo Taper dal medesimo elenco dei Modificatori Parametrici visto precedentemente applicandolo alla Primitiva Cilindro che conserva le caratteristiche parametriche precedenti.

Nello stesso modo di Piega il Cilindro viene inglobato nel Gizmo e il livello Taper viene aggiunto al Modifier List. Quando un Modificatore viene aggiunto alla Lista va ad occupare la posizione immadiatamente superiore al livello in cui ci si trova. In questo caso ci troviamo su Cylinder per cui Taper si troverà subito sopra.

La similitudine nelle impostazioni parametriche fra le primitive Geometriche la ritroviamo anche nei Modificatori Parametrici. In questo modo nel pannello riguardante i Parametri di Taper troviamo la possibilità di variare i valori Amount (Quantità in percentuale) e Curve (Curvatura) della rastremazione, nonchè Taper Axis (direzione e verso dell'effetto di deformazione) e Limits (Limiti dell'azione).

Il parametro principale Amount descrive la percentuale di restringimento di uno dei lati del Gizmo, e della relativa geometria, rispetto alla dimensione iniziale. In questo modo l'oggetto viene rastremato lungo una particolare dimensione secondo i parametri voluti.

Passiamo ora ad analizzare l'azione combinata dei due modificatori insieme per approfondire il funzionamento di un Albero di Costruzione come il Modifier List.

Applicando nuovamente il Modificatore Bend al Cilindro nel suo attuale stato, e cioè dopo l'operazione di modifica per mezzo del Modificatore Taper, questo verrà collocato al livello più alto della Lista dei Modificatori, immediatamente sopra taper. All'interno del pannello del Modificatore Bend agendo sul valore del parametro Angle, vedremo il Cilindro rastremato piegarsi. In questo modo la topologia risultante è immediatamente riconoscibile come la somma delle due Deformazioni, e probabilmente è il risultato che cercavamo.

Diverso sarebbe il risultato se invertissimo la posizione dei due Modificatori nell'elenco, possibile grazie ad un semplice trascinamento, o se avessimo applicato il Modificatore Taper visto precedentemente direttamente sul Cilindro piegato del primo esempio della pagina. Sarebbe successo ciò che è visibile nell'immagine sottostante. Non sarebbe più stata la piegatura di un Cilindro rastremato, ma bensì la rastremazione di un Cilindro piegato. Il risultato è completamente diverso (non per questo meno valido del precedente) in quanto in questo caso il sistema di riferimento Gizmo è stato applicato all'ingombro del Cilindro piegato, assumendo quindi un'altra proporzione e collocazione rispetto al Cilindro. L'azione di rastrematura è stata applicata non più ad una topologia lineare come il Cilindro retto ma ad una topologia diversa e cioè il Cilindro piegato, producendo appunto un diverso risultato.

E' possibile utilizzare il Modifier List anche per operare dei Cut and Paste con altri oggetti aumentando inoltre l'efficienza di questo strumento.

Il fine principale dell'Elenco Modificatori, in quanto Albero di Costruzione, è quello di dare la possibilità al progettista di potersi muovere all'interno della storia delle caratteristiche e delle proprietà del modello, con lo scopo di una modellazione più interattiva e meno vincolata a rigidi percorsi progettuali. In questo modo i modellatori tridimensionali, nelle loro versioni più eterogenee, stanno prendendo piede anche nelle fasi di ideazione e concettualizzazione e non sono più ad esclusivo appannaggio di quelle della progettazione ed ingegnerizzazione del prodotto.