《產(chǎn)品三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)——Solidworks&keyshots產(chǎn)品建模渲染實例教程》是一本介紹產(chǎn)品設(shè)計三維效果圖軟件制作方法的書；一本采納了當(dāng)下*流行的產(chǎn)品設(shè)計三維軟件Solidworks和渲染軟件keyshots結(jié)合使用的教材，通過對軟件常用工具的介紹，和大量的實例練習(xí)，可以輕松的掌握這兩款軟件并制作出產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)三維效果圖。這是一款市面上不多見的軟件搭配模式的教材。
本書是從當(dāng)今三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)的流行熱門領(lǐng)域著手，通過對SolidWorks和KeyShot的講解，配合具體實例，旨在培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素養(yǎng)以及美術(shù)修養(yǎng)、既懂技術(shù)又懂藝術(shù)、能利用計算機進行產(chǎn)品設(shè)計和創(chuàng)作的復(fù)合型應(yīng)用設(shè)計人才。SolidWorks和KeyShot兩個軟件的結(jié)合講解是一種市面上很少見的軟件搭配教材模式，它把相對專業(yè)的產(chǎn)品建模軟件SolidWorks和渲染軟件KeyShot結(jié)合進行介紹，挑重點進行剖析，把重心放在常用工具與最優(yōu)效果上。書中主要介紹了SolidWorks的常用建模方法和KeyShot渲染方法，在應(yīng)用三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)的設(shè)計理念和設(shè)計思路的引導(dǎo)下，通過簡潔的知識介紹和精美實用的案例解析，引領(lǐng)讀者掌握各種設(shè)計表達理念及技巧，輕松步入專業(yè)設(shè)計的新領(lǐng)域，使建模到渲染一氣呵成。
從產(chǎn)品設(shè)計行業(yè)上來說，三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)中的SolidWorks和KeyShot軟件都被廣泛應(yīng)用，其中SolidWorks軟件可以進行模型設(shè)計，如精密儀器、風(fēng)機、水泵、車輛、印刷機、農(nóng)機、醫(yī)療器械、鎖具、模具、工裝、水冷卻循環(huán)系統(tǒng)、燈具等，甚至可用于家具、家裝設(shè)計等方面。KeyShot是一個互動性的光線追蹤與全域光渲染軟件，無須復(fù)雜的設(shè)定即可產(chǎn)生真實的3D渲染影像，是目前比較流行的主流渲染軟件，它們的結(jié)合使用為產(chǎn)品設(shè)計師提供了非常便利的工具平臺。本書主要對SolidWorks和KeyShot的以下功能進行了介紹。
(1)SolidWorks基礎(chǔ)，包括基本功能、操作界面、基本操作方法、菜單使用、參考幾何體等。
(2)草圖繪制，包括草圖繪制命令、編輯草圖命令、等距實體等。
(3)建模基礎(chǔ)，包括拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、掃描特征、圓角、倒角、孔、筋、抽殼和放樣等特征設(shè)計。
(4)模型編輯，包括組合編輯、陣列和鏡向等特征設(shè)計。
(5)曲面設(shè)計，包括曲線的生成和曲面編輯。
(6)裝配體設(shè)計，包括裝配體文件的建立、裝配體的干涉檢查、爆炸視圖、軸測剖視圖和裝配體的統(tǒng)計，以及制作動畫等。
(7)工程圖設(shè)計，包括工程圖及應(yīng)用、線型和圖層、圖紙格式設(shè)定、工程視圖、標(biāo)準(zhǔn)三視圖、投影視圖、剪裁視圖、局部視圖、剖面視圖、斷裂視圖等。
(8)KeyShot模型渲染，包括基本設(shè)置、加材質(zhì)、貼圖、渲染、輸出圖像等。
另外，在書中針對學(xué)生理解相對困難的部分章節(jié)，添加了掃二維碼看視頻教程的講解方式，生動形象地介紹知識點的同時也增加了閱讀樂趣。
本書由杜文潔、卜一平、趙志剛、蔡世新、杜美佳、何佳怡、英浩等編寫。同時，楊檸、牟振、張曉鵬、許昊、宋倬、尹淑杰、趙啟波等也參加了部分內(nèi)容的編寫。全書由卜一平統(tǒng)稿完成。
由于作者水平有限，書中內(nèi)容難免有疏漏之處，懇請各相關(guān)院校和讀者在使用本教材的過程中予以關(guān)注，并及時將好的建議和思路反饋給我們，我們將不勝感激。
編者2017.1
第1章
產(chǎn)品設(shè)計三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)導(dǎo)論
本章主要講述了三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)的概念和特點，同時還介紹了三維數(shù)碼虛擬設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計等專業(yè)的用途和前景。三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)在當(dāng)今設(shè)計領(lǐng)域用途非常廣泛，其表現(xiàn)效果也很吸引人，它是設(shè)計師從事眾多行業(yè)的先決條件，如平面設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、工業(yè)設(shè)計等。
1.1三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)的概念和特點
隨著計算機在人們生活中的廣泛應(yīng)用，三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)技術(shù)也因其自身的特點和優(yōu)勢逐漸被人們認(rèn)可。三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)是基于三維效果圖制作的計算機輔助設(shè)計。設(shè)計者能夠通過計算機輔助設(shè)計進行三維實體建模和裝配建模，并且最終生成精確的系統(tǒng)模型和逼真的三維效果圖。當(dāng)我們在產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)領(lǐng)域提及“三維”形式時，首先想到的是計算機三維建模，它是利用計算機三維軟件，得到產(chǎn)品的三維模型，再利用合適的材質(zhì)或者貼圖進行渲染，最終讓產(chǎn)品的三維模型更接近現(xiàn)實的一種最常用方式。其表現(xiàn)效果如圖11所示。
圖11三維效果圖
在設(shè)計師的成果展示中，最直接和最直觀的方式就是將實體展現(xiàn)在客戶的面前。但這種方式需要高昂的成本并有一定的資源浪費風(fēng)險，而利用三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)生成的平面圖片加上文字介紹做成的成果展示，是現(xiàn)在的主流展示方式。這種基于圖像的展示方式實現(xiàn)簡單，方便快捷，表現(xiàn)設(shè)計者思想更加直觀，也很容易應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)以及電子媒體中。
產(chǎn)品三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)——SolidWorks&KeyShot產(chǎn)品建模渲染實例教程
第1章產(chǎn)品設(shè)計三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)導(dǎo)論
如今當(dāng)人們談?wù)撛O(shè)計的時候，總會不知不覺地把重點放到計算機制作的效果圖中去。效果圖已成為設(shè)計行業(yè)中的“通行證”或者說是行業(yè)內(nèi)的“貨幣”，可以很方便地進行各種各樣的流通，從而形成了一種觀念——“要讓我看你的設(shè)計，那就等于是看效果圖，沒有效果圖，就說明沒有設(shè)計”，而三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)制作出來的效果圖不光在設(shè)計中起到舉足輕重的作用，更有以下特點。
1.真實、生動的視覺效果
三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)制作出來的效果圖是最能直觀、生動地表達設(shè)計意圖，將設(shè)計意圖以最直接的方式傳達給觀者的方法，從而使觀者能夠進一步認(rèn)識和肯定我們的設(shè)計理念與設(shè)計思想。
三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)制作出來的效果圖能夠逼真地模擬現(xiàn)實產(chǎn)品或創(chuàng)造常規(guī)拍攝所無法實現(xiàn)的產(chǎn)品和場景。從微觀世界到宏觀世界，從真實空間到想象空間，三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)制作出來的效果圖都可以出色地表現(xiàn)。
2.效益與效果倍增、節(jié)約成本并提高效率
三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)制作出來的效果圖可以直觀快速地展現(xiàn)產(chǎn)品、設(shè)計成果和場景等項目真實的形態(tài)或功能，投入較少時間和費用就可以看到成果，使我們可以優(yōu)化流程、完善設(shè)計、提前展現(xiàn)等，進而節(jié)約成本提高效率。
3.清晰的說服力
利用三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)技術(shù)建造一個虛擬的環(huán)境對現(xiàn)實世界中的復(fù)雜系統(tǒng)進行簡化和直觀剖析，往往是解決問題最快捷的方式。三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)技術(shù)能夠幫助我們在體驗中傳達難于解釋的信息，再加上互動功能，賦予圖像生命力，使圖像和影像能夠和人產(chǎn)生“對話”和交流。
4.個性化的表現(xiàn)手法
在這個同質(zhì)化的時代，對一個新產(chǎn)品而言，“差異化”意味著成功的一半，而傳統(tǒng)的拍攝手法和受眾的視聽審美疲勞一直不停對抗著，三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)技術(shù)的出現(xiàn)帶來了一個新的創(chuàng)作空間，以耳目一新的手法幫助企業(yè)塑造產(chǎn)品的差異化形象。
1.2三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)的分類
隨著計算機技術(shù)及應(yīng)用的迅速發(fā)展，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，使計算機圖形學(xué)(ComputerGraphics，CG)、計算機輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign，CAD)與計算機輔助制造(ComputerAidedManufacturing，CAM)等新技術(shù)得以十分迅猛的發(fā)展。CAD、CAM、CAE已經(jīng)在電子、造船、航空、航天、機械、建筑、汽車等各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，成為最具有生產(chǎn)潛力的工具。
三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)涵蓋范圍非常廣泛。追溯起源，要從計算機輔助設(shè)計說起。接下來我們就來看看和產(chǎn)品設(shè)計息息相關(guān)的計算機輔助設(shè)計的歷史和現(xiàn)狀。
1.2.1CAD計算機輔助設(shè)計
CAD(ComputerAidedDesign)指利用計算機及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作。我們通常在設(shè)計中要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案。而CAD可以將各種設(shè)計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的都存放在計算機的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索。因此設(shè)計人員可以將繁重的制圖工作交給計算機完成，由計算機自動產(chǎn)生設(shè)計結(jié)果，并可以快速作出圖形。CAD設(shè)計人員可以及時對設(shè)計作出判斷和修改并利用計算機進行圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作，如圖12所示。
圖12CAD計算機輔助設(shè)計
1.CAD的發(fā)展歷程
CAD(ComputerAidedDesign)誕生于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時的美國麻省理工學(xué)院首先提出了交互式圖形學(xué)的研究計劃，但由于當(dāng)時硬件設(shè)施昂貴，只有美國通用汽車公司和美國波音航空公司使用自行開發(fā)的交互式繪圖系統(tǒng)。到了20世紀(jì)70年代，小型計算機成本下降，美國工業(yè)界才開始廣泛使用交互式繪圖系統(tǒng)。
20世紀(jì)80年代，由于PC的廣泛應(yīng)用，CAD得以迅速發(fā)展，出現(xiàn)了專門從事CAD系統(tǒng)開發(fā)的公司。當(dāng)時VersaCAD是專業(yè)的CAD制作公司，所開發(fā)的CAD軟件功能強大，但由于其價格昂貴，故不能普遍應(yīng)用。而當(dāng)時的Autodesk公司是一個小公司，其開發(fā)的CAD系統(tǒng)雖然功能有限，但因其可免費復(fù)制，故在社會得以廣泛應(yīng)用。同時，由于該系統(tǒng)的開放性，該CAD軟件升級迅速。CAD的實現(xiàn)技術(shù)從那個時候起經(jīng)過了許多演變。這個領(lǐng)域剛開始的時候CAD主要被用于產(chǎn)生和手繪的圖紙相仿的圖紙。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，如今CAD已經(jīng)不僅僅用于繪圖和顯示，它開始變得更加智能，應(yīng)用更加廣泛。
2.國產(chǎn)CAD
中國CAD技術(shù)源于國外CAD平臺技術(shù)基礎(chǔ)上的二次開發(fā)。隨著中國企業(yè)對CAD應(yīng)用需求的提升，國內(nèi)眾多CAD技術(shù)開發(fā)商紛紛通過基于國外平臺的二次開發(fā)產(chǎn)品，讓國內(nèi)企業(yè)真正普及了CAD，并逐漸涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的CAD開發(fā)商。
在二次開發(fā)的基礎(chǔ)上，部分頂尖的國內(nèi)CAD開發(fā)商也逐漸探索出適合中國發(fā)展和需求模式的CAD。他們的目的是開發(fā)最好的CAD，甚至是為全球提供最優(yōu)的CAD技術(shù)。
1.2.2CAM計算機輔助制造
CAM(ComputerAidedManufacturing)的核心是計算機數(shù)值控制(簡稱數(shù)控)，是將計算機應(yīng)用于制造生產(chǎn)的系統(tǒng)程序。1952年美國麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床，如圖13所示。數(shù)控早期的特征是由
圖13數(shù)控銑床
編碼在穿孔紙帶上的程序指令來控制機床。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控機床，包括稱為“加工中心”的多功能機床以及能從刀庫中自動換刀和自動轉(zhuǎn)換工作位置，能連續(xù)完成鉆、鉸、攻絲等多道工序的智能機床。這些機床的操作都是通過程序指令控制運作的，只要改變程序指令就可改變加工過程，這種加工的靈活性被人們稱之為“柔性”。CAM系統(tǒng)一般具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和過程自動化兩方面的功能。CAM所涉及的范圍包括計算機數(shù)控和計算機輔助制造兩種。
計算機數(shù)控除了在機床應(yīng)用以外，還廣泛地用于其他各種設(shè)備的控制，如沖壓機、激光束加工、自動繪圖儀、焊接機、裝配機、檢查機、自動編織機、電腦繡花和服裝裁剪等。
從自動化的角度看，數(shù)控機床加工是一個工序自動化的加工過程，其中的加工中心是實現(xiàn)零件部分或全部機械的自動化加工過程。計算機直接控制和柔性制造系統(tǒng)是完成一組零件或不同組零件的自動化加工過程，而計算機輔助制造是計算機進入制造過程中的總概念。
1.2.3CAE計算機輔助求解復(fù)雜工程
CAE(ComputerAidedEngineering)是用計算機輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、彈塑性等力學(xué)性能的一種近似數(shù)值分析方法，它可以完成分析計算以及對結(jié)構(gòu)性能進行優(yōu)化設(shè)計等智能操作。CAE從20世紀(jì)60年代初在工程上開始應(yīng)用到今天，已經(jīng)經(jīng)歷了50多年的發(fā)展歷史，其理論和算法都經(jīng)歷了從蓬勃發(fā)展到日趨成熟的過程，現(xiàn)已成為工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析中(如航空、航天、機械、土木結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域)必不可少的數(shù)值計算工具，同時也是分析連續(xù)力學(xué)等各類問題的一種重要手段。
CAE計算機輔助工程技術(shù)的提出就是要把工程的各個環(huán)節(jié)有機地組織起來，其關(guān)鍵就是將有關(guān)的信息集成，使其產(chǎn)生并存在于工程(產(chǎn)品)的整個生命周期。因此，CAE系統(tǒng)是一個包括了相關(guān)人員、技術(shù)、經(jīng)營管理及信息流和物流的有機集成且優(yōu)化運行的復(fù)雜系統(tǒng)。
1.3產(chǎn)品三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)的相關(guān)軟件
三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其相關(guān)軟件眾多、功能各異，下面就介紹幾個三維數(shù)碼虛擬表現(xiàn)領(lǐng)域的主流軟件。
1.3.1Rhino
圖14Rhino圖標(biāo)
Rhino是美國RobertMcNeel公司開發(fā)的專業(yè)3D造型軟件，其圖標(biāo)如圖14所示，它可以廣泛地應(yīng)用于三維動畫制作、工業(yè)制造、
科學(xué)研究以及機械設(shè)計等領(lǐng)域。它能輕易整合3Dmax與Softimage的模型，對要求精細(xì)、復(fù)雜的3DNURBS模型，有點石成金的效果，能輸出OBJ、DXF、IGES、STL、3DM等格式的3D文件，尤其對提高整個3D工作團隊的模型生產(chǎn)力有明顯效果，故其成為使用3Dmax、AutoCAD、Maya、Softimage、Houdini、LightWave等軟件的3D設(shè)計人員必備工具。
1.Rhino簡介
Rhino，中文名稱犀牛，是一款功能超強的三維建模工具，大小才幾十兆字節(jié)，硬件要求也很低。不過不要小瞧它，它包含了所有的NURBS建模功能，用它建模感覺非常流暢，所以它經(jīng)常被大家用來建模后導(dǎo)出高精度模型，給其他三維軟件使用。
Rhino是由美國公司于1998年推出的一款基于NURBS為主三維建模軟件。Rhino想要在當(dāng)下三維軟件激烈的競爭中取得一席之地，必定要在某一方面有特殊的價值，在建模方面Rhino就向三維軟件的巨頭們發(fā)出了強有力的挑戰(zhàn)。從設(shè)計稿、手繪到實際產(chǎn)品，或是只是一個簡單的構(gòu)思，Rhino所提供的曲面工具可以精確、快速、便捷地制作出所有用來作為渲染表現(xiàn)、動畫、工程圖、分析評估以及生產(chǎn)用的模型。
2.Rhino特點
Rhino可以創(chuàng)建、編輯、分析和轉(zhuǎn)換NURBS曲線、曲面和實體，并且在復(fù)雜度、角度和尺寸方面沒有任何限制。
Rhino可以非常快速地將數(shù)據(jù)表示成圖形，其工作界面包括：工作中的透視視窗，指定視區(qū)，制圖設(shè)計界面，設(shè)計圖符界面、工具欄界面、聯(lián)機幫助等大量簡單便捷的操作界面，如圖15所示。
圖15Rhino界面
1.3.2Alias
1.Alias簡介
Alias作為世界領(lǐng)先3D圖形技術(shù)提供商，為汽車、工業(yè)設(shè)計和可視化市場及電影、游戲、網(wǎng)絡(luò)和教育市場開發(fā)了眾多軟件。Alias同時也為從初級到高級的各類用戶提供其最需要的服務(wù)項目。
圖16Alias啟動界面
Alias軟件是目前世界上最先進的工業(yè)造型設(shè)計軟件之一。其啟動界面如圖16所示。它是全球汽車和產(chǎn)品造型設(shè)計的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計工具。Alias軟件提供了從早期的草圖繪制、造型，到制作可供加工采用的最終模型各個階段的設(shè)計工具。
2.背景介紹
現(xiàn)今的工業(yè)產(chǎn)品造型日趨復(fù)雜，講求流線型和美感，產(chǎn)品設(shè)計師對CAD軟件的要求也越來越高。一般傳統(tǒng)的CAD軟件，所給設(shè)計師曲線和曲面處理的工具有限，不能滿足造型設(shè)計師的需要。Alias軟件從本質(zhì)上區(qū)別于傳統(tǒng)的CAD軟件，位于產(chǎn)品設(shè)計的前端。其價值在于對外形設(shè)計的高自由度及其效率。Alias軟件巧妙地將設(shè)計與工程、藝術(shù)與科學(xué)連接起來，整個設(shè)計流程天衣無縫。它將設(shè)計、創(chuàng)意與生產(chǎn)一元化，成為全球工業(yè)設(shè)計師夢寐以求的設(shè)計工具。
Alias軟件的優(yōu)點首先是操作簡單，易學(xué)易用。用戶只管把注意力集中在如何使他的產(chǎn)品的造型完美無缺，而不必糾纏于復(fù)雜的操作與編程中。因Alias的圖像描繪工具可提供多達1600多萬種色彩，無限的曲面類型和光源效果，故能生成活生生的形體，給人以真實自然的三維感，其工作界面如圖17所示。
圖17Alias工作界面
1.3.3SolidWorks
1.簡介
SolidWorks為達索系統(tǒng)旗下的子公司，專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機械設(shè)計軟件的視窗產(chǎn)品。軟件設(shè)計的目標(biāo)是為每一個工程師提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設(shè)計系統(tǒng)。公司從1995年推出第一套SolidWorks三維機械設(shè)計軟件至今，已經(jīng)擁有位于全球的多家辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個國家進行銷售與分銷該軟件產(chǎn)品。1997年，SolidWorks被法國達索公司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。其軟件啟動界面如圖18所示。
圖18SolidWorks啟動界面
2.軟件特點
SolidWorks有功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點，這使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks不僅提供了強大的功能，而且對每個設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用，其操作界面如圖19所示。
圖19SolidWorks工作界面
對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以直接用SolidWorks來做設(shè)計。使用SolidWorks軟件，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。
在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計過程比較簡便的軟件之一。正如美國著名咨詢公司Daratech所評論：“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者。”
在強大的設(shè)計功能和易學(xué)易用的操作協(xié)同下，SolidWorks的整個產(chǎn)品設(shè)計是百分之百可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間也是完全相關(guān)聯(lián)的有機整體。
由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險投資商和股東，以1300萬美元的風(fēng)險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機械設(shè)計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。
1.3.4Pro/E
1.Pro/E簡介
Pro/E(Pro/Engineer)是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)旗下的集CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/E軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在三維造型軟件領(lǐng)域有著重要的地位。Pro/E作為當(dāng)今世
圖110Pro/E啟動界面
界機械CAD/CAM/CAE領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。其啟動界面如圖110所示。
2.主要特性
Pro/E第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機上。
Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。其工作界面如圖111所示。
圖111Pro/E工作界面
Pro/E特性還包括以下幾點。
(1)參數(shù)化設(shè)計
相對于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成是幾何模型，而無論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。
(2)基于特征建模
Pro/E是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，也可以隨意勾畫草圖，隨意改變模型。這一特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。
(3)資源庫
Pro/E系統(tǒng)自帶的標(biāo)準(zhǔn)件庫，其包含螺栓、螺母、螺釘、螺柱、鍵、銷、密封圈、彈簧等常用零部件，模型數(shù)據(jù)可被直接調(diào)用。
1.3.5UG
UG即Unigraphics，一般指交互式CAD/CAM系統(tǒng)。UG是SiemensPLMSoftware公司出品的一個產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手段。UnigraphicsNX針對用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計的需求，提供了經(jīng)過實踐驗證的解決方案。
1.UG簡介
UG是一個交互式CAD/CAM系統(tǒng)，它功能強大，可以輕松實現(xiàn)各種復(fù)雜實體及造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應(yīng)用增長迅猛，已成為模具行業(yè)的一個主流應(yīng)用軟件，其工作界面如圖112所示。
圖112UG工作界面
UG的開發(fā)始于1969年，它是基于C語言開發(fā)實現(xiàn)的。UG是一個在二維空間和三維空間的無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開發(fā)的，具有靈活的數(shù)值求解和偏微分方程的軟件工具，其設(shè)計思想足夠靈活地支持多種離散方案，因此軟件可被許多不同的應(yīng)用軟件再利用。
2.UG特點
如今制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是如何通過產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤的逐漸增加的要求之間取得平衡。
UG是新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，它可以通過過程變更來驅(qū)動產(chǎn)品革新。其獨特之處是其知識管理基礎(chǔ)，它使得工程專業(yè)人員能夠推動革新以創(chuàng)造出更大的利潤。UG可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識，根據(jù)已知準(zhǔn)則來確認(rèn)每一設(shè)計決策。
1.3.6Keyshot
2015年Luxion公司宣布推出KeyShot6，其意為“TheKeytoAmazingShots”，是一個互動性的光線追蹤與全域光渲染程序，無須復(fù)雜的設(shè)定即可產(chǎn)生真實的3D渲染影像。Luxion公司的KeyShot是基于LuxRender開發(fā)的。LuxRender是一種基于物理的渲染引擎，其擁有先進的技術(shù)水平算法，LuxRender根據(jù)物理方程模擬光線流，因此產(chǎn)生逼真的圖像和如同照片的品質(zhì)，其啟動界面如圖113所示。
圖113KeyShot6啟動界面
其工作界面如圖114所示。在后面的章節(jié)中我們將對其功能和界面進行系統(tǒng)介紹。
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