Rhino 建模有多精确?

由于大多数的自由造型软件的精确度都不能满足生产制造与工程分析的要求，而 Rhino 也是一个自由造型软件，所以许多人就会有这样的疑问，Rhino 能够达到他们的应用程序所需的精确度吗？

实际上，与大部分的 CAD 软件相比，Rhino 的精确度与之不相上下，甚至更加精确。

详情介绍:

3D 模型在计算机中通常有两种存储方式：

  1. 一类是网格(也称网格面)模型，通常用于渲染、动画或概念设计。虽然网格建模软件通常拥有看似精确的技术来创建球体、立方体、样条线甚至 NURBS 等模型，但在后台它们终将转换为网格。网格本质上就是不精确的，因为它是许多平面三角形的集合。 即使它是一个弯曲的曲面，网格建模软件也可以用平面三角形表示它。因此，网格类的模型只适合用来渲染、制作动画和游戏，但却不适合进行设计和制造加工。但同时某些制造生产流程也会用到网格，值得注意的是，这种网格的密度必须在制造应用程序的控制下达到一定的程度，才能保证它的精确度。Rhino 不使用网格建模，但是它可以根据文件导出和渲染的需要将 NURBS 转换为任意密度的网格。

  2. 另一类是 NURBS 模型。包括 Rhino 在内的大多数的 CAD、CAM、CAE 和 CAID 软件都是以 NURBS 表现自由造型曲面的。如果产品关注的是自由造型，则使用 NURBS 就可以足够精确地表示自由形式的形状；如果关注的是加工制造的机械设计，则 NURBS 模型就不适用了，因为机械设计类的应用程序对 NURBS 建模功能的支持较弱，当今比较流行的中阶参数化实体建模软件就是这种类型的软件。

因为 Rhino 专注于 NURBS 自由造型建模，而且是目前市面上功能最全面的 NURBS 软件之一。评测一个软件的精度是否满足你作业所需的精度可以从以下几个方面来考虑：

  • 位置：与大多数 CAD 软件一样，Rhino 以双精度浮点数值来表示位置。这意味着任何一个点的 X、Y、Z 坐标范围最大至 ±10308，最小至 ±10-308。 由于现有的计算机技术限制，我们预期能达到的精度范围为 ±1020 到 ±10-20 的 15 位数。这也是目前所有 CAD 建模的局限。

    较早的 CAD 软件由于其开发最初是考虑应用到比较低精度的计算而会有一些附加的限制。例如，大部分的 CAD 建模软件被设计用于对几何图形执行计算，这些图形都被限制在以原点为中心的 1000 x 1000 x 1000 米的范围内。(极客提示：另外一种常用的成熟参数化核心建模工具，内部有一个弧长为 10 的参数化因子），Rhino 则没有这些限制。

  • 交集：在 Rhino 中，当两个自由造型的曲面相交时，相交线计算的精确度以您设定的精确度决定。Rhino 默认的精确度(公差)是 1/100 毫米，而许多 CAD 软件使用的是内置公差，是无法更改的。

    如果你仔细观察其他建模软件的自由曲面相交、自由曲面倒角、自由曲面偏移时，你会发现这些软件宣称的 10-8 (并没有提及其精度单位为米)的精确度根本达不到，实际上只能做到10-2 至 10-4 米。

  • 连续性(接缝处曲率变化的匹配方式。)：大多数 CAD 软件甚至没有匹配曲率的工具，更别说要满足设计师对精确度的要求了。如果您需要建立光滑的自由曲面，例如机翼、水翼、光学镜片或高平滑度的曲面，您必须使用能进行曲率匹配的工具，而这些工具您只能在 Rhino 或者 CATIA 和 Alias 等高阶曲面建模软件中才能找到。

其他需要考虑的问题:

  • 单位：在 Rhino中，您可以设定单位。单位实际上是可以更改的，可以以您设定的单位进行所有计算。在许多的 CAD 软件中，您所看到的单位只是单位的一个显示属性，即使您将单位变更为毫米，但其实它们内部计算还是以米进行。您认为不同的单位只是小数点位置不同而已吗？其实不是如此，请继续往下看。

  • 更改单位：单位更改或单位转换可能是 CAD/CAM 中最常被忽视的精确度问题之一。我们大多数人可能会认为，从英制单位转换为公制单位会带来一些误差，而没有考虑过同是公制单位的毫米与厘米之间的转换也会导致误差。这是为什么呢? 因为我们是以十进制思考单位转换的，以为毫米与厘米之间的转换只是小数点位置的改变而已。其实不然，因为电脑的数学运算是二进制的，而不是十进制，这意味着需要一个或多个浮点乘或除来将毫米转换为厘米。因此，毫米与厘米之间的转换以及毫米与英寸之间的转换同样会产生精确度流失的问题。

总结：Rhino 在精确度上的表现与当今市场上所有的 CAD 软件不相上下。此外，Rhino 还提供其它 CAD 软件很少见的设定精确度与单位及评估连续性的工具。