VW 11: NURBS-ABC deel 2: NURBS, CV’s en Isoparmen  (11/07/2006)

Het voordeel van NURBS is dat ze zeer robuust zijn en dus veel ontwerpslordigheid kunnen verdragen, maar wanneer er té slordig mee wordt omgesprongen, lopen de zaken faliekant af. Om te vermijden dat een model halverwege het ontwerpproces onbruikbaar (onaanpasbaar) wordt, moet je als ontwerper begrijpen waarom de geometrie is zoals ze is, en op welke manier een bepaald model moet worden opgebouwd.

Een snelle blik op het onderstaande NURBS-object leert ons het volgende: welke vorm het oppervlak ook aanneemt, de interne structuur van het object blijft altijd hetzelfde. Twee sets van curven lopen loodrecht op elkaar over het oppervlak heen, en de twee richtingen waarin die curven lopen worden U en V genoemd.

UV voorbeeld

Een NURBS oppervlak kan op geen enkele andere manier worden opgebouwd. Dit zet een zware rem op het aantal en het soort objecten dat geconstrueerd kan worden. Dit is een probleem van topologie, en NURBS, in tegenstelling tot polygonen, kunnen geen willekeurige constructie hebben.

Deze afbeelding toont het verschil tussen NURBS structuur en een polygonale

Om complexere objecten te kunnen bouwen moeten speciale gereedschappen gebruikt worden. Dit is een van de redenen waarom NURBS gereedschapssets vaak zeer uitgebreid zijn. Let op: al zijn er overeenkomsten tussen polygoon- en NURBS gereedschappen, de logica die gebruikt wordt bij polygoongebaseerd modelleren kan niet gebruikt worden om NURBS objecten te construeren.

voorbeeld van Control Vertices op een bol

NURBS oppervlakken hebben verschillende componenten. Ten eerste zijn er de controlepunten, ook wel CV’s (Control Vertices) genoemd. In de tekening hierboven zijn dat de kleine zwarte punten rondom de bol. De CV’s controleren de curve(n) of het oppervlak dat ermee geassocieerd is.

De CV’s worden visueel met elkaar verbonden door zogenaamde Hulls. In de tekening hierboven zijn dat de lichtgrijze lijnen die de CV’s onderling verbinden. De Hull geeft enkel een visuele indicatie van de hoofdrichtingen van het NURBS oppervlak (U en V). De Hull vergemakkelijkt dus de selectie en de verplaatsing van de CV’s en heeft verder geen enkele technische functie.

Iso-parametrische curven zijn de derde component van het NURBS oppervlak. In tegenstelling tot Hulls hebben iso-parametrische curven wel degelijk een technische betekenis. Als een NURBS curve bekeken kan worden als een reeks oneindig dicht op elkaar gepakte punten, kan volgens dezelfde redenering een NURBS oppervlak bekeken worden als een reeks oneindig dicht op elkaar gepakte iso-parametrische curven. In de tekening hierboven worden de iso-parametrische curven voorgesteld als zwarte lijnen die de bol omspannen.

Let op: iso-parametrische curven zijn niet hetzelfde als de NURBS curven waarvan het oppervlak wordt afgeleid. Iso-parametrische curven zijn een integraal onderdeel van het oppervlak, en hebben dus geen controlepunten.

Iso-parametrisch betekent letterlijk “zelfde parameter”. Net zoals isobaren op een weerkaart duiden iso-parametrische curven die delen van het oppervlak aan die een constante parameterwaarde hebben. De parameter in kwestie is de U- of V-waarde van een punt. Omdat elke positie op een oppervlak U- en V-coördinaten heeft, is een iso-parametrische curve een lijn over het oppervlak waarop ofwel de U-waarde ofwel de V-waarde constant is. Iso-parametrische curven worden soms ook aangeduid als Isoparmen of Isolijnen.

Wanneer een NURBS object als draadwerk wordt weergegeven, zijn enkel de iso-parametrische curven zichtbaar. In sommige programma’s kan het aantal weergegeven iso-parametrische curven aangepast worden, zodat het NURBS oppervlak visueel beter wordt beschreven. In VectorWorks kan dit (momenteel) niet: de weergave van de Iso-parametrische curven wordt door het programma geregeld.

voorbeeld van iso-parametrische objecten
terug

Gedrukt nieuws