.aa
搜索
搜索
确认
取消
/
/
如何为设计和工程创建程序纹理

如何为设计和工程创建程序纹理

2021-11-30 14:43

程序纹理是一种可用于为各种应用生成表面纹理的技术。本文将指导您完成生成和应用粗糙度纹理的步骤,以及其他三种天然表面处理:皮革、木材和大理石。

如果您一直在努力将纹理应用到您的 CAD 零件,让我们向您展示在 nTopology 中它是多么快速和容易。

什么是程序纹理?

程序纹理是一种使用数学程序或算法生成表面纹理的方法。这种技术允许纹理工作流程中的高性能和可扩展性,我们可以将生成的纹理应用于任何新部件。

表面纹理有多种应用,从创造美学效果到增加机械抓地力和减少空气阻力。其他应用包括需要看起来“自然”的纹理,这意味着那些没有明显重复单元格的纹理(即皮革状表面而不是滚花)。

手动绘制实现纹理所需的几何图形可能具有挑战性,而将它们按比例缩放并使其符合复杂零件的要求则更具挑战性。可伸缩性是程序纹理与手动建模表面特征相比具有相当大的优势的地方。

虽然创建程序纹理最初可能看起来并不完全直观,但一旦您掌握了该过程,它就可以成为您武器库中的终极创意工具。nTopology 的隐式建模引擎与程序纹理算法本机兼容。场驱动设计允许用户以他们想要的任何方式控制纹理的大小、形状或强度。

应用粗糙度纹理

粗糙度可能是最直接的程序纹理,了解如何生成并将其应用于表面可以是下面讨论的更高级纹理的基础。产生粗糙的表面包括三个简单的步骤:产生噪声、缩放噪声并将其应用到零件。

第 1 步:产生噪音

粗糙度从 Simplex Noise 3D 块开始。

使用 nTopology 中的场查看器,您可以看到噪声范围从 -1 到 1。(专业提示:按“F”打开场查看器并切换“探针值”并将鼠标悬停在场上以查看范围。)

查看频率输入如何影响纹理的最佳方法是更改​​随机种子。如果您想在不重合的情况下对多个噪声函数进行分层,或者您想随机化不同部分的纹理,则此技术非常方便。

第 2 步:缩放噪声

要更改纹理的形状,您需要指定长度单位。使用乘法块将单位设置为表面纹理并控制噪声的幅度。将其想象为数字信号或 3D 示波器可能会有所帮助。

结果字段现在具有长度单位,可用于偏移块中以添加或删除材料。在下面的示例中,原始球体显示为绿色,偏移纹理显示为灰色。此乘法值的大小控制纹理的深度或强度,并且可以在空间上变化 - 如字段图标所示。

第 3 步:将纹理应用到任何部分

通过整理笔记本,您现在可以在将任何零件转换为隐式实体后,将其交换到此粗糙度纹理工作流程中,包括导入的 CAD 或网格文件。这是应用于导入的 CAD 零件时的结果 - 一个简单的支架。

请参阅示例文件:纹理 – Roughness.ntop

我们可以通过乘法输入中的斜坡块来控制纹理深度。在这里,我们展示了当我们远离平面时从平滑(0 毫米振幅)到纹理(1 毫米振幅)的过渡。

请参见示例文件:纹理 – 粗糙度 – 变化幅度.ntop

我们也可以使用斜坡块来控制纹理的频率。在这里,我们使用 Remap Field 模块来扭曲底层噪声场。每个 X、Y、Z 输入中都使用斜坡块。当我们远离平面时,每个输入分别除以 10。

参见示例文件:纹理 – 粗糙度 – 变化频率.ntop

用皮革纹理

蜂窝噪声是nTopology可用的另一个块。此块可用于复制皮革等自然纹理。以下是nTopology 的 Cellular Noise 3D 块可以返回的不同类型的纹理。

我们可以按照之前所示的非常相似的步骤将此纹理应用于任何部分。我们将使用距离 2 Div 输出来创建皮革纹理,因为它最接近我们想要的效果。

在我们的 Noise 和 Multiply 模块之间,我们使用了一个 Clamp。此模块将阈值应用于噪声信号。通常,纹理的 aptitude 介于 0 到 1 之间。通过应用钳位,我们将噪声的幅度限制在 0.75 到 1 之间。这一步将在我们的皮革单元中创建平坦的斑点而不是山峰。在 Field Viewer 中更容易看到此操作的效果。

由于我们想将该字段“蚀刻”到一个部件中,因此我们必须在 Multiply 块中使用负值。此操作向内偏移纹理的折痕(即场中的高点)。

最后,为了使纹理看起来更逼真,我们可以在皮革上添加一层精细的粗糙度。在这个例子中,我们使用变量来保持频率彼此成比例。我们将粗糙度设置为蜂窝噪声频率的 10 倍。为获得最佳效果,请确保仅对随机粗糙度使用小幅度。

参见示例文件:Texturing – Leather.ntop

应用木材纹理

要创建类似于木材的纹理,我们需要利用nTopology中可用的另一组块:三角函数。我们可以使用三角函数来创建任何具有波浪形外观的纹理。在这个例子中,我们使用它们来模拟木环。

波的频率可以与噪声函数相关联,使我们能够控制环出现的混乱程度。但请注意,如果您使用过高的频率,纹理可能会开始类似于某种磁性材料。

请参阅示例文件:纹理 – Wood.ntop

应用大理石纹理

作为最后的奖励,这里有一个大理石纹理的示例文件。这个例子结合了我们迄今为止所涵盖的所有内容:噪声函数、重映射、钳位和三角函数。理解我们在此处遵循的每个步骤的最佳方法是使用现场查看器。

请参阅示例文件:纹理 – Marble.ntop

关键要点 程序纹理技术具有计算效率和可扩展性。nTop 用户通常设计程序纹理样本,然后将它们打包为可重复使用的自定义块,可应用于任何部件。

  • 了解粗糙度是掌握更复杂纹理的良好跳板。
  • 您可以通过组合功能、效果和预先存在的块来创建复杂的自然纹理,例如大理石。
  • 构建程序纹理样本,并在不同的部件和应用程序上轻松重复使用它们。

源文摘自:nTopology

服务热线:0755-82953613

二维码
关注普立得
版权所有© 深圳市普立得科技有限公司 粤ICP备19059200号 网站建设:中企动力深圳
  • 普立得
  • 普立得
    普立得
  • 普立得

    服务热线:
    0755-82953613

  • 普立得