李章國

（建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213012）

手機(jī)面蓋是手機(jī)非常主要的外觀組成部分，也是最直接影響消費(fèi)者對(duì)一部手機(jī)喜好的判斷部件，對(duì)于此部件的建模設(shè)計(jì)，常用的命令有拉伸、拔模、倒圓角、抽殼，藝術(shù)樣條曲線、藝術(shù)倒圓、曲率梳、高亮線、反射光順等，下面讓來看看軟件UG10.0如何能滿足三星手機(jī)進(jìn)行后蓋的快速建模設(shè)計(jì)，協(xié)助手機(jī)工程師們高效完成設(shè)計(jì)工作。

1 手機(jī)面蓋三維造型建模方案制定

手機(jī)面蓋是整個(gè)手機(jī)的支承骨架，對(duì)內(nèi)部電子元器件起到定位及固定，對(duì)外部起手持等作用，因此要求手機(jī)外殼具有變形量盡可能小、表面不出現(xiàn)收縮和剛性好等特點(diǎn)；集思廣益，創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)尚手機(jī)，勾畫手機(jī)面蓋概念草圖，引入產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、外觀美學(xué)設(shè)計(jì)、綠色環(huán)保設(shè)計(jì)理論及概念。

2 運(yùn)用UG10.0對(duì)手機(jī)面蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)

2.1 導(dǎo)入光柵圖像

選擇Format→LayerSettings；在Work中輸入2，點(diǎn)擊Make Work；選擇View→Visualization→Raster Image；選擇 View→VisualizationRaster→Image；在Raster Image對(duì)話框中，選擇Lock Aspect Ratio選項(xiàng)，點(diǎn)擊 Specify TIFF Image，選擇 top_closed_small.tif文件，點(diǎn)擊OK；在Raster Image對(duì)話框中，點(diǎn)擊Create Raster Image，選擇 Reset Option 為 XC-YC，調(diào)整手機(jī)的正面圖像后，點(diǎn)擊OK；屏幕顯示剛導(dǎo)入的手機(jī)的正面和側(cè)面圖像選擇Format→Layer Settings；在Work中輸入1，點(diǎn)擊Make Work；選擇第52層，并且使其Invisible；選擇第50層為Selectable，點(diǎn)擊OK，屏幕顯示在50層已經(jīng)存在的手機(jī)的正面和側(cè)面圖像，為了縮短調(diào)整圖像位置的時(shí)間，所以用此層的圖像進(jìn)行后續(xù)操作。

圖1 創(chuàng)建光柵圖像

圖2 創(chuàng)建樣條線

2.2 創(chuàng)建樣條曲線

按MB1，選擇Orient→ViewLeft；選擇Insert→Curve→StudioSpline創(chuàng)建樣條線命令；選擇By Poles、SingleSegment、Associative選項(xiàng)，在屏幕的手機(jī)圖像的上表面用鼠標(biāo)點(diǎn)擊4個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)擊OK；創(chuàng)建了一條樣條曲線；選擇Insert→Curve→Studio Spline創(chuàng)建樣條線命令；選擇 Through Points、Degree 3、Associative選項(xiàng)，在屏幕的手機(jī)圖像的上表面門板下面用鼠標(biāo)點(diǎn)擊9個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)擊OK；創(chuàng)建了一條樣條曲線；鼠標(biāo)點(diǎn)擊此樣條線，選Analysis→Curve→Combs，或按 MB3，選擇 Show/Hide Curvature Comb，顯示曲線的曲率。

2.3 更改坐標(biāo)平面及創(chuàng)建樣條線

2.4 創(chuàng)建樣條線

選擇View→Orient to WCS，按MB2，平面顯示為坐標(biāo)平面；選擇Insert→Curve→Studio Spline創(chuàng)建樣條線命令；選擇 By Poles、Single Segment、Associative選項(xiàng)，在屏幕的手機(jī)圖像的側(cè)面用鼠標(biāo)點(diǎn)擊4個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)擊OK；創(chuàng)建了一條樣條曲線。

2.5 創(chuàng)建復(fù)合投影曲線

選擇 Insert→Curve Operation→Combined Projection復(fù)合投影命令；順序選擇創(chuàng)建的第一條樣條曲線為第一條曲線，按MB2；選擇第三條樣條曲線為第二條曲線，按MB2；選擇Specify New Vector，在Vector Constructor窗口中點(diǎn)擊-YC Axis，點(diǎn)擊OK，確認(rèn)投影方向?yàn)橄蛲?；在Combined Projection窗口中，確認(rèn)選擇Associative Output選項(xiàng)；單擊OK按鈕，屏幕顯示創(chuàng)建了復(fù)合投影的曲線。

2.6 創(chuàng)建Swept曲面

在工具條空白處，按MB3，選擇Studio Surface工具條；在Studio Surface工具條上，點(diǎn)擊Swept掃掠命令，選擇上面的藍(lán)色中心線為guide string，選擇上面的白色線條為section string；連續(xù)點(diǎn)擊OK，在Boolean Operation窗口中點(diǎn)擊Create，屏幕顯示創(chuàng)建了曲面；點(diǎn)擊Cancel，退出對(duì)話框。

圖3 創(chuàng)建Swept曲面

圖4 添加紋理

2.7 編輯曲面的變形

選擇Edit→Free Form Feature→Deform曲面變形命令；選擇Edit Original Sheet；選擇剛創(chuàng)建的曲面，在Confirmation對(duì)話框中點(diǎn)擊OK；點(diǎn)擊Section Analysis按鈕；在Section Analysis窗口中，點(diǎn)擊 Perpendicular To Curve，點(diǎn)擊 Select Curve，按 MB1選擇左面的白色曲線，按MB1，點(diǎn)擊OK；調(diào)整Bend=52，Skew=60，曲面發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，點(diǎn)擊OK；在DeformSheet窗口中，點(diǎn)擊Cancel，退出對(duì)話框。

2.8 修剪曲面

選擇Insert→Free Form Feature→Trimmed Sheet修剪曲面命令；選擇掃掠的曲面作為Target Sheet；選擇粉紅的曲線作為Trim Boundary；點(diǎn)擊Region圖標(biāo)；按MB1點(diǎn)擊左面部分，為保留部分；選擇 Projection Along為 Face Normals，點(diǎn)擊 OK，完成曲面的修剪。

2.9 創(chuàng)建Through Curves曲面

按 Ctrl+Shift+J，編輯Default Color為#130 Dark Grey；在Studio Surface工具條上，選擇Through Curves通過曲線的曲面命令；選擇右邊的3條橙色的曲線，點(diǎn)擊OK；在ThroughCurves窗口中，點(diǎn)擊OK；在Boolean Operation窗口中，點(diǎn)擊OK，完成創(chuàng)建曲面。

2.10 創(chuàng)建Swept曲面

按 Ctnl+Shift+J，編輯 Default Color為 #91 Light Azure Blue；在Studio Surface工具條上，選擇Swept掃掠命令，選擇一條棕色的水平中心線為guide string，點(diǎn)擊OK；選擇棕色的樣條曲線為section string，點(diǎn)擊OK；連續(xù)點(diǎn)擊OK；在 Boolean Operation窗口中，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建曲面。

2.11 更改層設(shè)置

選擇 Fromat→Layer Settings；選擇第 10層，并且使其Work，為了縮短創(chuàng)建其它曲面的時(shí)間，所以將此層上已經(jīng)創(chuàng)建的曲面調(diào)出來，進(jìn)行后續(xù)操作；使第2、3和第50層為 Invisible，點(diǎn)擊OK。

2.12 創(chuàng)建2×0曲面

在StudioSurface工具條上，選擇2×0通過2條線的曲面命令；在 StudioSurface2×0 窗口中，選擇側(cè)面的上面邊界曲線為Section 1，按MB2；選擇Pale Dull Orange顏色曲面的外面邊界曲線為Section 2，按MB2；點(diǎn)擊OK，屏幕顯示創(chuàng)建了曲面；在StudioSurface工具條上，選擇2×0通過2條線的曲面命令。

2.13 創(chuàng)建陣列

選擇 Insert→Feature Operation→Instance創(chuàng)建陣列命令；選擇Mirror Body按鈕；選擇剛才創(chuàng)建的兩個(gè)曲面，點(diǎn)擊OK；選擇參考平面；點(diǎn)擊OK，完成陣列，點(diǎn)擊Cancel，退出對(duì)話框。

2.14 修剪曲面

選擇Insert→Feature Operation→Trim修剪命令；選擇所有與下端面相交的曲面，點(diǎn)擊OK；選擇作為修剪邊界的下端面；在Trim Body窗口中，點(diǎn)擊Reverse Default Direction；點(diǎn)擊 Cancel，退出對(duì)話框，屏幕顯示完成了修剪。

2.15 編輯曲面的變形及修剪曲面

選擇Edit→Free Form Feature→Deform曲面變形命令；選擇 Edit Original Sheet；選擇下端面；調(diào)整水平的Bend=65；點(diǎn)擊OK，完成變形；選擇Insert→Feature Operation→Trim修剪命令；選擇所有與下端面相交的曲面，點(diǎn)擊OK。

2.16 修剪曲面及編輯曲面的變形

選擇Insert→Free Form Feature→Trimmed Sheet修剪曲面命令；選擇下端面作為Target Sheet，按MB2；選擇所有的相交曲面作為修剪邊界；選擇Projection Along為 Face Normals；點(diǎn)擊 OK，完成修剪，系統(tǒng)默認(rèn)將下端面的中間作為保留區(qū)域。

2.17 添加材料和紋理

選擇 View→Visualization→Materials/Textures材料和紋理命令；在Materials Library中選擇Steel，按 MB3，選擇 Copy to Part；在 Materials in Part中選擇Visualization Material Steel圖標(biāo)，連續(xù)6次拖拉圖標(biāo)到手機(jī)外殼上面的2個(gè)表面及4個(gè)過渡面上；出現(xiàn)Material Editor工具條；點(diǎn)擊Launch Material Editor材料編輯命令；切換到Pattern標(biāo)簽；選擇 Type為WrappedImage。

2.18 添加背景圖像

選擇View VisualizationVisual Effects可視化效果命令；點(diǎn)擊Background，在Type中選擇TiffImage，點(diǎn)擊Image按鈕，在目錄中選擇Outerspace.tif文件，點(diǎn)擊OK，完成背景圖像的設(shè)置。

3 結(jié)語

該文主要介紹通過分析手機(jī)面蓋的成型設(shè)計(jì)過程，通過利用UG軟件中的過程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)面蓋形狀復(fù)雜實(shí)體造型、曲面造型、導(dǎo)入和調(diào)整光柵圖像，手機(jī)面蓋三維造型，給數(shù)字化模型施加材料和紋理、設(shè)置燈光、規(guī)劃背景，進(jìn)行渲染并制作高質(zhì)量的產(chǎn)品效果圖。有效的解決了手機(jī)面蓋形狀復(fù)雜，毛坯不規(guī)則等問題。