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本文源自微信公眾號：學設計的小熊
犀牛曲面展開起始位置是由什么決定？如何調整展開起始位置？用什么展開工具更合適？
今天小熊和大家分享一下犀牛曲面展開的知識，能回答上述的困惑。這一篇也是為了下一篇的Grasshopper做的更好用的展開插件做鋪墊。
在設計實踐中，片材（如鋼板、面料）的生產加工往往有對模型進行展開的環節，在這些領域曲面展開工具有著比較重要的作用。犀牛的展開工具能夠提供一些基本的展開參考。
在犀牛中，展開曲面的工具有若干，有不同的適用范圍：
①僅一個方向彎曲，可以使用UnrollSrf
②UV方向都彎曲，可嘗試UnrollSrfUV、Smash、Squish。
展開工具打開方式：①菜單欄
②輸入指令。 ③圖標（工具比較生僻，有些工具甚至沒有圖標，不是很好找）
這些展開工具都有個必須提到的細節：它能夠搭載其它附著在該曲面上的幾何物件（點、曲線、文字）一起展開到一張平面上。這個作用是很大的，比如展開修剪過的曲面有時候會有問題，不妨將修建曲線一起展開，展開后重新再修建；比如要繪制展開后的曲線用于CNC切割等，就需要有曲線。
這些展開工具都有個痛點：每次展開后都放在原點，無法由用戶來定義。
下面簡單介紹一下這幾個工具：
01UnrollSrf 攤平可展開的曲面
UnrollSrf只能針對U或V單一方向彎曲的曲面展開。
也就是這個工具只能針對下圖左邊的這種單曲率曲面進行展開。
這個工具基本上是沒有誤差的。不過這個工具也有一定的局限性：閉合曲面的展開位置并不能通過這個工具直接調節，需要手動去預處理曲面。如果不知道預處理的方法，很可能就會采用展開后再切割調整的方法，這樣比較麻煩，也可能出錯。
比如說下圖的曲面展開。
設計師可能希望它展開后的圖形是對稱的，但是計算機算出來的結果總是看似“無序”的。他可能會選擇再分割組合這個展開曲面來達成目的。但是有其它更好的辦法嗎？出現這個現象的本質原因是什么呢？
閉合曲面的展開位置是分情況而定的：
①單一曲面 Surface
單曲面有一個叫做seam的線，曲面從這條線切開后展開。犀牛的曲面都是四邊面，所以是不可能存在真的封閉曲面（即使放樣的也有seam），也一定是通過一個四邊面卷曲之后通過seam連接形成的。
調節seam位置的方法是SrfSeam。（操作方式如下所示）
②多重曲面 PolySurface。
復合曲面是由多個單曲面組合而成，無法調節seam，只能用另一個指令：UnjoinEdge。這個功能隱藏的相當深，沒有圖標，只能敲指令，小熊也是從UnrollSrf的F1幫助文檔中看到的。
02Squish 壓平雙曲面
Squish 指令將不可以展開的（UV 兩個方向都是彎曲的）三維網格或 NURBS 曲面壓平為到二維平面上。
該指令很很多細致的選項，如下所示：
標示這里選擇是之后，會將壓平的平面對應回原物件時收縮的區域以紅色的點云標示，延展的區域以綠色的點云標示，并在收縮與延展最明顯的位置以注解點標注變形量，注解點的數字是長度增減的百分比。
壓平(Squish)是一個基于網格的算法，它將網格在空間網格和平面網格之間轉換時，將通過一些限制盡可能的使網格面的面積和網格面邊緣的長度變化最小。
不過，官方說明也指出：壓平(Squish)算法還是太簡單了，它無法模擬大多數材料的真實物理特性，在實際工程生產中還是需要結合制造的專業技術來解決。[1]
此外值得一提的是，squish只能展開單曲面和Mesh。
03UnrollSrfUV 攤開曲面的 U 或 V 方向
UnrollSrfUV指令用來展開一個曲面或多重曲面，同時保留輸入曲面的 UV 結構。
這個指令的特點是能保留UV結構，但是它的誤差比較大。
04Smash 強行壓平雙曲面
Smash用來建立與曲面面積大小相近的平面。是由UnrollSrf指令修改而來，沒有UnrollSrf的單一方向彎曲的限制，但誤差也是比較大的。適用于展開曲率不大、有彈性可延展的曲面。[2]
關于展開工具將展開后平面放在原點和無法控制封閉物件展開起點位置的問題，小熊想到可以利用Grasshopper來做一個解決上述問題的電池。當然也有其它方式，比如弄個巨集等等，不過可能沒有Gh的更加渾然一體。
在下一篇文章《【Grasshopper】小熊自創曲面展開插件》中進行介紹。
Reference:
[1] https://docs.mcneel.com/rhino/7/help/zh-cn/index.htm#commands/squish.htm#(null)
[2]https://docs.mcneel.com/rhino/7/help/zh-cn/index.htm#commands/smash.htm#(null)
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