Jdpaint5.20新功能介绍.doc

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Jdpaint5.20新功能介绍

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浮雕造型技术在木雕和饰品加工中的应用及新功能介绍
系统通用功能的增强
木雕
鳞状面
祥云（单线浮雕）、祥云（截面）、祥云（直纹弧面）
单线清角
曲面方位调整
刀路计算
单线生成区域
直侧壁问题
饰品
镶钻孔
点珠
重量计算及调整
重心
虚拟雕刻
曲面侧向过切修边
纹理
图像纹理合成、矩形网格纹理合成
如何制作没有接缝的纹理单元
旋转体上贴浮雕
柱面上贴浮雕、锥面上贴浮雕
旋转体上贴浮雕
注塑模(双面模型)
分型线
分型面
三角化、网格加密及缝合双面模型
制作双面模型的一些问题
其他
网格曲面转几何曲面
特征等距
图形封套变形、特征封套变形
截取屏幕图象
显示参考图象
区域提取
3D虚拟雕塑
如何构建初始模型
3D虚拟雕塑的功能介绍

JDPaint 5.20虚拟雕塑及艺术曲面部分进一步完善了系统的通用功能，并为木雕行业、饰品行业及注塑模(双面模型)行业提供了一组专业功能，增加了旋转体上贴浮雕的功能组，为开拓玻璃器具及陶瓷行业的市场提供便利，增加了纹理合成功能，可由一纹理图样生成大块的无接缝纹理图形。

系统通用功能的增强
1. 在所有有颜色模板的命令中，”Shift+左键”可设置当前颜色（相当M键）。
2. 磨光命令中，当颜色模板有效时增加了”保留硬边”的选项。
3. 堆料、去料中”Ctrl+左键”可磨光。磨光时”Ctrl+左键”可堆料或去料。
4. 在堆料、去料、磨光命令中，当移动鼠标接近二维图形时，图形改变颜色，表明已选择该对象，此时单击空格键可实现区域填色或单线分割模型填色。当没有对象被选择时，单击空格键可实现堆料à去料à磨光à堆料之间的切换。
5. 在地图显示模式、灰度显示模式下，所有与颜色有关的命令也都有效。
6. 单线填色中集成了种子填色及画直线填色两个功能。
7. 没有选择对象时，单击空格键可以去掉悬空的单线颜色。（如下图）

8. 固化层/流动层的概念及应用。
虚拟雕塑环境下只有一个工作模型，但该模型是由两个独立的层构成的——流动层及固化层。流动层及固化层叠加在一起，构成屏幕上见到的模型（复合层）。
  固化层及流动层都是一张与的工作模型尺寸等同的网格曲面。固化层是一个基准曲面，除固化及流化命令外其它命令不能修改它。所有的命令都是修改复合层或流动层，缺省为复合层。固化层存在的一个理由之一在于相当一部分命令，如冲压、堆料-自然效果、涂抹纹理等等，必须有一个相对稳定的基准曲面。
由位图转浮雕、JDP文件读入的对象，或选择工具下构造的对象进入虚拟雕塑环境时，其流动层为一零平面，固化层等于复合层为屏幕上见到的模型。由虚拟雕塑环境下保存及载入“VSM”文件时，固化层、流动层及复合层的信息可保存及重载。功能键“B”可把流动层上顶点高度不为零处以绿色显示出来。
       擦除命令就是把流动层上高度不为零的顶点置为零。固化命令把流动层上的对象移到固化层，并把流动层相应的部位置为零。流化命令把固化层上的对象移动到流动层，并把固化层相应的部位清零。
层是虚拟雕塑的一个重要概念，没有理解层的概念就不能解释命令操作过程中的一些怪现象，就不能真正体会虚拟雕塑的好处。
9. 半衰直径的调整
          高斯分布是堆/去料时最常用的一种刷子，高斯分布是把神奇的刷子，调整半衰直径相对其直径的比值，可以实现不同的效果。
          堆去料大面起鼓时，可把半衰直径设为与直径相等或直径的150%,这样可保证堆去料的区域比较光滑。
          构造比较细小的特征时，可把半衰直径设为直径的25%左右。
          构造特别细小的特征时，不要把刷子下直径调得很小，可保留刷子直径较大，而把半衰直径设为最小值0.01mm，这样就能构造出精细的特征。
         会不会依照不同的要求调整半衰直径，是虚拟雕塑是否入门的标志之一。

木雕
木雕的特点
1. 层次感强
2. 直侧壁
3. 同一层次上的东西, 其高点基本上在同一平面上
制作木雕模型的过程
1. 描图
2. 填色
3. 冲压后整体固化
4. 以去料为主的方法制作曲面
鳞状面

龙是中国文化的象征，是中华民族的图腾。龙在浮雕制作领域，特别是木雕行业出现的频率特别高。龙鳞（包括鱼鳞）的制作一直是比较麻烦的工作。
以前制作鳞状面通常是画好线后，先导动去料，再用刷子手动或导动一片一片仅去高磨光，效率低，效果也不太好。鳞状面可以看作是一斜平面与一弧状面结合的结果，在5.19（四月份）以后的版本中新增了鳞状面的命令。通过交互式控制斜平面及弧面的参数达到调整鳞状面的目的。一片鳞的参数调整好后，其它的鳞片可以套用其参数自动生成，因此制作鳞片的时间主要就是画线的时间，效率很高，用这种方法生成的鳞片表面光滑、边缘清晰，效果很好。
1. 如何成批制作鳞片。
2. 直接在龙身上制作（仅在流动层上比较）。
3. 制作鳞片的另外一种方法----特征封套变形。
祥云（单线浮雕）

祥云可以说是木雕行业的背景图案，出现频率非常之高，在JDPaint5.20中有三个祥云命令，分别是：
1. 祥云（截面）
2. 祥云（直纹弧面）
3. 祥云（单线浮雕）
为什么会有三个命令，这是因为刚开始时对如何制作祥云理解还不到位，开发了祥云（截面）、祥云（直纹弧面）两个命令，效果不太好，随着理解的深入，又开发了祥云（单线浮雕），效果及效率都还不错。类似的例子在虚拟雕塑中还有一个，即推拉、推移及漂移，为了实现同一目的尝试了不同的方法，结果因都有一定的特色，就都保留了下来。
制作祥云的过程：
1. 绘制祥云的曲线
2. 将曲线打断
3. 冲压并整体固化
4. 填色
5. 选择命令祥云（单线浮雕），设置参数
6. 点击颜色区域及选择边界线
注意事项：
1. 选哪些线
2. 何时要分块制作
3. 分块时如何保证没有接痕。（使用给定的最大距离）
4. 仅在流动层上比较
5. 快速填色
6. 大量线条的打断
7. 画辅助线
8. 分层制作
9. 云心
10. 修磨时用保留硬边选项
以前做云的方法：
1. 填色
2. 大刷子、大半衰直径手动去料
单线清角

单线 清角效果

清角刀路
本功能需求由解先生提出。在木雕中V型刀（三角刀）常用于划线，类似三维清角效果，在植物叶脉、龙须等地方有着广泛的应用。最早做这类效果的方法有如下几种:
1. 用圆锥刷子导动去料，直接在模型上做出来。缺点是结果不太清晰，面且影响加工效率。
2. 用区域浮雕三角截面切除，缺点同上。
3. 对每一划线，描成区域，做三维清角。缺点是划线很多，过程麻烦。这种方法的一个改进版本是描单线，利用单线生成区域命令生成区域，较描区域的方法稍为方便一点。
利用单线清角命令可以在模型上生成清角效果，同时自动生成清角刀路。生成模型刀路前把清角效果擦除，这使得模型更加光顺，提高加工效率，模型大面加工完成之后再走清角刀路，可以保证清晰的清角效果。
注意事项：
1. 划线之前整体固化模型。
2. 刷子的大小决定区域的宽度，刷子的大小及刀具参数决定清角的深度。
3. 可选择所有的清角线一次完成清角刀路并观察到清角的模拟效果。

曲面方位调整

调整前(左下角低) 调整后
曲面方位调整命令需求是北京分公司及北京的木雕客户提出的，主要解决扫描输入的数据基准面不在水平面的问题。木雕行业是非常讲究层次关系的，比如说龙板，其云层一般有两层，每一层云的云子最高点一般应该在同一水平面上，扫描时由于多种原因可能不能满足这个条件。曲面方位调整命令允许用户选择三个或三个以上的点。如果指定了三个点，系统把这三个点指定的平面置于水平面，如果指定了多个点，系统用优化算法找到一个平面，用户指定的所有点到这个平面的距离之和最小，并把该平面转为水平面。曲面方位调整归跟到底是转动和移动模型，因此这时矩形网格变成了拓扑矩形网格。为了便于在虚拟雕塑中的地图显示模式下观察模型调整的效果，虚拟雕塑中特意增加可以显示拓扑矩形网格曲面的功能，这样不用重构也能观察到调整的结果，另外画选点的圆时最好在虚拟雕塑的地图模式下画。
计算刀路
在木雕行业经常要用小刀具，小间距加工400×500mm甚至更大的模型，这时选择刀具下的刀路命令或SurfMill下的刀具刀路有可能会因内存不足而死机。解决办法之一是分块算刀路，另外一个比较好的方法是利用虚拟雕塑à虚拟雕刻à计算平行截线精加工刀路，该命令处理大尺寸大数据量刀路的能力要强一些。
单线生成区域

单线 由单线生成的区域
如前所述，单线生成区域命令当时主要为了解决V型刀清角时快速生成区域的问题，省略部分描图工作。
直侧壁问题
木雕中直侧壁很多，以前有一种说法虚拟雕塑生成的曲面边不够硬，事实上通过冲压及保留硬边磨光等功能，硬边是能够做到的，但由于虚拟雕塑本身的局限性，直侧壁会有一个步长大小的锯齿现象（0.05到0.2mm左右）。木雕模型底面一般是平面的，可用轮廓修边的办法把外轮廓加工成光滑的直侧壁。对于底面是曲面的模型如想保证光滑的直侧壁，后面提供了一种解决办法。

饰品
镶钻孔

以前做镶钻孔的示意图

现在做镶钻孔的示意图
镶钻孔功能是义乌分公司去年5月提出的，当时不知道镶钻孔在饰品中应用有这么广泛，做了一个在曲面的切平面上画圆及母线后做旋转面的方法做法向镶钻孔，可以做但过程比较烦索。去年十月份去了一趟义乌分公司，看到在一个饰品中，经常有几十个镶钻孔，用原来的方法太麻烦了，才新增了现在的镶钻孔命令。
加深选项---这也是义乌分公司经理新提出的需求。如果严格按钻石的理论参数打镶钻孔，因加工过程的欠切及材料的缩水，钻石装配有时可能有些困难，故需要加深选项。
长度延伸---如果钻石有一部分在曲面的外面，而钻孔旁边又有比较高的材料时，长度延伸系数为零的话，钻石镶不进去，旁边的材料会有干涉，长度延伸选项可解决这个问题。
点珠

在曲面上生成法向半球面，因珠子是凸出来的，经常会有负角出现，而虚拟雕塑又不能表现负角，因此可以选择在模型上生成或生成单独的曲面。
重量计算及调整
重量计算在设计贵金属手饰时，非常有必要，有多家分公司提出该需求。重量调整是曲先生提出来的，也在做一批糖果注塑模时，为了保证每颗糖果的分量都差不多，而提出该需求。
重心计算

确定挂环在水平方向的位置
在做挂件时，通常会有一挂环，如果挂件是对称的，挂环在中间即可，如果挂件不对称，可计算重心位置，用于确定挂环在水平方向的位置。
虚拟雕刻

原图 4mm球刀加工后的残料分布

残料分布及大残料区域的边界线
虚拟雕刻的应用需求是杨女士提出来的，其背景是在做侧面比较高的饰品时，通常用柱刀做粗加工，用锥刀做精加工。 在高直侧壁附近有时会出现粗加工刀具加工范围大于精加工刀具的加工范围，从而影响成品郊果，最好用精加工刀具模拟加工一下，把欠切的地方补上料，避免出现上述问题。
虚拟雕刻命令除上述功能外还有二个用途:
1. 可以通过观察各种刀具模拟加工时欠切量的大小，辅助选择合适的刀具。
2. 做金属加工时，有时可以用它确定大残料区域的边界线，进行定界补加工。
曲面上侧向过切修边

原始模型 原始模型

生成的侧向过切修边刀路

不修边仿真的结果 曲面上侧向过切修边仿真的结果

因虚拟雕塑模型的局限性，不能表示光滑的直侧壁，直侧壁处会有一个步长（0.02-0.2mm）左右的锯齿现象，如果直侧壁底部在平面上，可以通过用柱刀修边来保证光滑的直侧壁，如果直侧壁底部在曲面上，可以尝试用曲面上侧向过切修边修边来保证光滑的直侧壁。
这条路径的原理是对于有颜色的顶点认为是可能过切的，刀具从侧上靠到曲线，没有填色的部分不能过切，刀具从Z向靠到没有填色的曲面上。一般想要边缘没有锯齿，还要先将曲线向颜色内偏移1.5步长。如果要精确保证区域的尺寸，在作图时就先把区域向颜色外偏移1.5个步长。

纹理处理
图像纹理合成及矩形网格纹理合成

原始图样 原始图样简单循环复制（有明显的接痕）

图像纹理合成（没有接痕）
在做纹理压制模具时，通常客户会拿来一小块纹理图样，要做一块面积较大的纹理压制模具。纹理通常是随机的重复图案，只做一小块反映纹理结构的基本单元，可由该命令合成出一大块无接缝的纹理图样。希望该命令对温州的皮纹市场有所帮助。该命令还有一个用途，把一有接缝的纹理图样处理成无接缝的纹理单元，这样该纹理单元就可以用于虚拟雕塑中的纹理刷子。
如何制作没有接缝的纹理单元
  纹理单元通常是指把一纹理图像在水平及垂直方向重复平铺后，在纹理图像左右边界处及上下边界处能够自然连接没有接缝的纹理单元。
利用纹理合成命令做的纹理有时也会有接缝，在此我提供一个思路，手动修整纹理图样，确保其完全没有接缝。
1. 在虚拟中设计纹理图样。

描图 虚拟中设计的纹理图样（有接缝）
2. 利用“艺术曲面à修剪à同源矩形网格分割”在中间把上面的网格分为左右二个。
3. 水平移动左边的网格曲面，移动距离为分割前曲面的X向尺寸。
4. 选择上面两个矩形曲面，利用“艺术曲面à修剪à同源矩形网格合并”功能把二者合为一个网格曲面。
5. 选择合并的网格曲面，进入虚拟雕塑，修整合并处，直到没有接缝为止。这样保证左右完全没有接缝。

修整左右接缝
6. 利用“艺术曲面à修剪à同源矩形网格分割”在中间把左右没有接缝的网格分为上下二个。
7. 垂直移动下边的网格曲面，移动距离为分割前曲面的Y向尺寸。
8. 选择上面两个矩形曲面，利用“艺术曲面à修剪à同源矩形网格合并”功能把二者合为一个网格曲面。
9. 选择合并的网格曲面，进入虚拟雕塑，修整合并处，直到没有接缝为止。这样纹理图样就成了纹理单元，可充当没有接缝的纹理刷子使用。

修整上下接缝 纹理单元刷出的纹理
利用这些纹理单元，结合JDPaint5.0艺术曲面中的图象纹理及辊轮功能，可以构造出各种各样的有特色的没有接缝的纹理辊轮。

   旋转体上贴浮雕
柱面上贴浮雕

柱面上贴浮雕功能组有三个命令：
1. 生成柱面展开图
2. 圆柱面映射拼合
3. 柱面展开
这三个命令可用于做戒指、工艺茶叶筒，陶瓷杯、压花辊轮及柱状工艺品。如果浮雕图案环绕整个柱面，要解决的一个问题就是接缝的问题，在此我提供一个思路。
1. 在虚拟中设计模型。
2. 利用“艺术曲面à修剪à同源矩形网格分割”在中间把上面的网格一分为二。
3. 水平移动左边的网格曲面，移动距离为分割前曲面的X向尺寸。
4. 选择上面两个矩形曲面，利用“艺术曲面à修剪à同源矩形网格合并”功能把二者合为一个网格曲面。
5. 选择合并的网格曲面，进入虚拟雕塑，修整合并处，直到没有接缝为止。这样卷成柱面时就能保证完全没有接缝。
旋转体上贴浮雕

旋转体上贴浮雕功能组有三个命令，分别为
1. 生成旋转体展开图。
2. 旋转体映射拼合。
3. 旋转体展开。
一般的旋转体不能精确展开，在此我们强行展开，一定会引入一定的变形的，但其变形是有一定的规律的，在中心轴线附近变形最小，因此我们把要拼合的浮雕放在中心轴线附近，拼合之后，转动一个角度再拼下一个浮雕。

注塑模(双面模型)
分型线

用分型线命令画出的分型线
做注塑模或做双面模型时，经常要用到其分型线，虚拟雕塑中提供一种直接在模型上画分型线的方法，它拾取分型边界上的曲面顶点，画一3D空间曲线，绘制的分型线可用于做分型面，因曲面边沿比较陡，变化比较大，用投影的方法生成的线的质量很差。
分型面

分型面示意图 经推移磨光后的分型曲面
做双面模型或做注塑模时，常常要生成分型面。分型面命令依照一条或多条分型用的3D曲线，生成分型面。如果曲线非常光滑, 可用SurfMill生成分型面, 如果曲线不光滑, 可以考虑用本命令生成分型面。当分型曲线为空间曲线时, 可用本命令生成分型面, 然后直接在分型面的正面及反面做模型的正面及反面。
一般情况下，分型面的区域是一个与分型线比较接近的一条带状区域。如果区域过大可能造成计算速度下降，分型面质量下降等问题。如果想要一个较大的分型区域，可以用这个生成的带状区域向里推或向外推移的方法生成。

三角化、网格加密及缝合双面模型

在虚拟雕塑中设计双面模型

三角化、网格加密及缝合双面模型 3D虚拟雕塑磨光侧壁并导动
由于虚拟雕塑本身的局限性，直侧壁会有一个步长大小的锯齿现象（0.05到0.2mm左右）。这时可把直侧壁网格加密并三角化转为普通网格, 进入3D虚拟雕塑磨光直侧壁，在直侧壁上可添加细节等等。同样做双面模型时, 接合处不光滑, 直侧壁网格稀疏不便操作, 利用”三角化、网格加密及缝合双面模型” 命令可加密网格并缝合双面模型, 进入3D虚拟雕塑后处理。
制作双面模型的一些问题
1. 如果接合处要求光滑连接, 上下模基体起区域浮雕时边界角度应设为90度。
2. 如果分型面是零平面，用‘Y’ 键去掉分型面观看上下模基的接合情况。
3. 如果分型面是空间曲面，用‘‘’ 键去掉分型面观看上下模基的接合情况。这时分型面必须是基色，模型主体是非基色。

其他
网格曲面转几何曲面

大头工仔分片转几何曲面
网格曲面转几何曲面有如下几个命令。
1. 网格曲面转几何曲面。
2. 网格曲面分片转几何曲面。
3. 几何曲面磨光。
前几天在浮雕技术论坛上见到一精雕客户提过一个问题，他要做如下几何曲面（皮带扣上的），但尝试几种方法，效果却不太好，但用艺术曲面做却很方便，问题是如何把它转为几何曲面。对于他这个问题利用网格曲面分片转几何曲面及几何曲面磨光命令可以很好的解决。网格曲面分片转几何曲面可把任意的四边形或三角形区域内的艺术曲面转为几何曲面。原则上来说利用分片转几何曲面的概念可以把任意复杂的艺术曲面都转为几何曲面，当然还不能保证曲面边界的切矢连续。
特征等距

原始模型
特征等距用半径等于等距距离的球刀模拟加工模型上的一块指定的颜色区域，并把球心的位置当作等距后的曲面值。在此我要向大家介绍的是其中两个选项的背景及目的。

底部 R=2mm 的圆角
先向上后向下
对特征进行二次方向相反的等距，先向上后向下，其结果是对平坦的区域没效果，对尖锐的凸边底部加了一半径等于等距距离的圆角。

顶部 R=1mm 的圆角
先向下后向上
对特征进行二次方向相反的等距，先向下后向上，其结果是对平坦的区域没效果，对尖锐的凸边顶部倒了一半径等于等距距离的圆角。

图形封套变形及特征封套变形

图形封套变形

特征封套变形用于快速制作要求不高的鳞片
该功能的需求由表岛分公司提出。要把图A置于图B中，交互式的封套变形很难达到目的。该命令中把一个四边形区域中的图形变换到另外一个四边形区域中。如前所述特征封套变形命令的一个用途之一是用于制作要求不高的鳞片。
显示参考图像

在虚拟雕塑中作图时，有必要把参考图像浮动显示于窗口的最前面，并可放大，缩小，平移等，类似ACDSee的功能。
截取屏幕图像

自适应显示模式有时显示不清晰

按‘]’ 键可显示清晰的模型
把指定范围内的屏幕图像以JPEG或BMP的格式存于文件中，方便图像截取。在虚拟雕塑中模型旋转后有时显示不清晰(为加快速度的自适应显示模式)，不适合截图，按‘]’ 键可显示清晰的模型，然后再截图。

区域提取

原始曲线 提取最大外轮廓

提取的57个最小内轮廓
提取任意多自交、互交曲线中所有的最小区域和/或一个最大外轮廓。亦可在交点处打断所有曲线，非常方便。

3D虚拟雕塑（JDVirs3D）
从各分公司反馈回来的信息看，做真三维模型的需求比较强烈。现阶段利用虚拟雕塑中的双面模型的方法，也能做一些真三维模型，但是对复杂形体，做起来比较困难。而且在直侧面及分型面的接合处，锯齿现象比较明显。3D虚拟雕塑能够解决虚拟雕塑中存在的一些问题，如：
1. 法向拼合及负角问题。
2. 不能严格表示直侧壁及直侧壁有锯齿的问题。
3. 局部加密。
如何构建初始模型
这一段虚拟雕塑大的功能需求相对来说少了一些，所以在3D虚拟雕塑方面做了一些尝试。虚拟雕塑中我们可以先描出来的轮廓线后通过区域浮雕，堆料、去料等方法堆出大型。在3D虚拟雕塑中通过在3D环境中堆料、去料的方法来堆大型不太现实。所以现阶段提供的方法是在虚拟雕塑环境下构造双面模型，然后通过虚拟雕塑中新增加的三角化、直侧面加密及缝合双面模型命令完成缝合、三角化及直侧面网格加密的工作，从而创建一3D虚拟雕塑可以接收的网格曲面，进入3D虚拟雕塑环境后，可对其侧面进行磨光及添加细节。
3D虚拟雕塑的功能介绍
目前已实现的功能：
1. 三角化、直侧面加密及缝合双面模型----用于构造大型。
2. 视平面上绘制----始终在垂直于观察方向的视平面上绘制3D曲线，同时可选择投影到模型上。
3. 堆料、去料、磨光、擦除、固化。
4. 地图、消隐、图形显示模式。
5. 区域浮雕及单线浮雕——可用2D线及3D线做浮雕，而且总是按视向包裹到模型上。
6. 导动堆料、导动去料、导动磨光、导动填色。
7. 填色。
8. 线切割。
虚拟雕塑中准备增加的功能：
1. 枝节生长——从主体上一局部拉出一分枝，并在侧壁上加密网格，以便后续操作。
2. 局部变形——快速改变局部的形态。
3. 自动分模——自动提取分模线，利用分模线把模型一分为二，并生成 一圈分模面。
4. 大型构造的新方法——研究方便构造大型的新方法。
5. 局部加密——在大型上进行大的堆料/去料后，局部网格会变得稀梳，有必要对局部网格进行加密，以便后续操作。

千挑精雕网—精雕图制系列教程 23/23