Ｃｒｅｏ自由式曲面与Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ功链硇又Ｊ１比 大连大学机械工程学院［摘张铁成 ￣］Ｃｒｅｏ的自由式曲面工具和Ｒｈｉｎｏ的Ｔ～Ｓｐｌｉｎｅｓ网格建模插件非常适合于概念产品的造型，两款软件具有相同的功能，本文通 过从选择方式、形状、操作、创建、皱褶、对称、多级和曲面输出等几个方面进行详细的对比，分析两曲面中各自特点，为产品的进一步 完善提供有意义的指导。尤其是ｃｒｅｏ在曲面输出方面具有重要的优势，在其他方面如能借鉴Ｔ～ｓｐ１ ｎｅｓ的部分功能，其自由式建模 将更加方便，会受到广大造型师的欢迎。 ［关键词］Ｃｒｅｏ 自由式曲面１．前言 Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ 产品造型设计 Ｒｈｉｎｏ 在Ｃｒｅｏ和Ｔ—ｓｐｌｉｎｅｓ中采用拖动的塑形方式，对选择的点、边、面进 行拖动来创造出复杂的曲面。 Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ的编辑模式中有移动、旋转、缩放三个操纵 具按钮，还 有一个将移动、旋转和缩放综合到一起的按钮，单击该按钮在不同的操 纵方式间切换。在变换中可以沿单轴、双轴方向进行旋转，沿单轴、双 Ｃｒｅｏ的自由式建模环境提供了使用多边形控制网格快速简单地创 建光滑且正确定义的Ｂ样条曲面的命令。可以操控和以递归方式分解 控制网格的面、边或顶点来创建新的顶点和面。自由式曲面具有 ＮＵＲＢＳ和多边形曲面的特征，与ＮＵＲＢＳ曲面一样，自由式曲面可生成 平滑几何，但使用很少的控制顶点就能确定其形状；与多边形曲面一 样，可以托伸自由式曲面的特定区域来创建细节。 Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ作为Ｒｈｉｎｏ的一个插件，是Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司开发的一种具有 革命性的崭新建模技术，它结合了ＮＵＲＢＳ和细分表面建模技术的特 点，填补了流行的多边形建模功能和传统ＮＵＲＢＳ建模之间的空白，是 继网格曲面、ＮＵＲＢＳ曲面的下一代的曲面建模技术，是首款真正意义 上可以替代基于ＮＵＲＢＳ建模的软件。虽然和ＮＵＲＢＳ很相似，不过它 极大地减少了模型表面上的控制点数目，可以进行局部细分和合并两 个ＮＵＲＢＳ面片等操作，通过对控制点的“推和托”快速完成ｊ维模型的 创建，在建模操作速度上有质的提升。 因Ｃｒｅｏ的自由式特征与Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ插件主要是针对产品概念设计 的丁具，非常适合丁业设计人员等进行概念设计，拥有同样的目标人 群；在建模方法上，同时具有ＮＵＲＢＳ和多边形曲面的特点，在建模过程 中主要采用拖动点、边或面的方式进行产品的塑形操作，在建模方法上 具有很大的一致性。因此将Ｃｒｅｏ的自由式特征与Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ的功能进 行对比，具有可比性，通过对比，在各自功能上进行完善，具有一定的意 义。 ２．各功能的对比 考虑到在Ｃｒｅｏ和Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ进行曲面操作时，必须进行选择的操 作，首选对选择方式进行对比；其次根据Ｃｒｅｏ自由式曲面的功能区的分 组，从形状、操作、创建、皱褶、对称和多级几个方面进行对比；最后考虑 到塑造曲面后需要对曲面进行下一步的操作，在输出曲面方式等也进 行了对比。 ２．１选择方法 Ｃｒｅｏ具有选择过滤器，可以过滤特定类型的网格元素（如面、边和 顶点），以便选择用于创建自由式曲面的元素。可在全部、顶点、面和面 问进行过滤，同时还有完整环选择、部分环选择、多个环选择和区域选 择等选择机制。在选择的过程中按住Ｃｔｒｌ键进行加选或减选的操作， 使用鼠标拖动一个区域使用框选的方式。 Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ选择功能更加强大，提供了单独的选择工具条，可完成选 择集的设置、选择环形边、收缩选择、增长选择、选择边链、环选择增长、 环选择收缩、绘画选择、网格收缩选择、网格增长选择、上一个或下一个 ｕＶ点的选择。 Ｃｒｅｏ的选择操作没有提供直观的图标按钮，基本上隐藏性的，在 Ｃｒｅｏ中可直接选择节点、边或面，在选择过程中一般不需要在节点、边 和面间进行切换，而Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ设置了节点、边、面和体的选择按钮，需 要先设置选择对象类型后，才能对物体进行选择，鼠标点击次数稍多。 在加选及减选方面，功能基本相同，但Ｔ—ｓｐｌｉｎｅｓ还具有叉选等特殊选 择方式。 ２－２形状 在Ｃｒｅｏ或Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ造型过程中，主要是通过对基本形状控制点、 边和面的拖动，来塑造复杂的曲面。 Ｃｒｅｏ自由式曲面在形状功能区提供了创建曲面的不同基元，通过 操作等工具将基元塑形成不同的形态。基元有开放基元和封闭基元两 类，开放基元主要是平面的图形，主要有圆形、环形、正方形和三角形； 封闭基元主要包括球、圆柱、圆环和立方体。其中圆形、环形、球、圆柱 和圆环具有２ｘ细分功能。 Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ设有单独的基体工具条，主要基本形状有立方体、平面、 球体、圆柱体、圆锥体、圆环体、方球。在创建选项中可设置ｘ、Ｙ、ｚ方向 面的数目，同时还可设置径向或轴向对称。 Ｃｒｅｏ自由式曲面的细分功能需要结合“创建”中的边分割或面分割 来实现，仅有几个常用的基元具有２ ｘ细分功能，不能自行确定每个方 向上的面数。而Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ的基本形状中具有设置面数的功能，可随意 设置各方向上的面数，能直接得到预期的基础曲面。Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ同时还 具有将输入曲面功能转换为Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ曲面的功能，可将不规则的曲面 转换为Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ曲面，扩展了基础曲面的来源。 ２３操作 一１２２一 轴、三轴方向进行移动或缩放操作。在操纵过程中通过单击轴可进行 精确的移动、旋转或按特定比例缩放。 Ｃｒｅｏ在“操作”功能组中提供了变换和缩放两个工具，其中变换包 括了移动和旋转 具，将变换和旋转整合到一体，明显减少了命令的切 换操作，而Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ的旋转和移动变换为单独命令，经常需要在两个 命令问切换。在Ｃｒｅｏ的自由曲面中未发现精确的移动、旋转或缩放功 能，需要在Ｃｒｅｏ特征中进行缩放或精确的移动操作。 ２．４创建 Ｃｒｅｏ的“创建”功能组中提供了对齐、平面化、拉伸、连接、边分割和 面分割等功能，其中对齐可将选定的节点、边或面与指定的面或基准平 面对齐；平面化可将选定的多个点、多个边或多个面进行平面化操作， 使其位于一个平面内；拉伸命令可将选定的面进行挤出操作，通过拉伸 可以增加模型的细节，也可以通过拉伸曲面控制曲面圆角的效果；连接 命令可将选定的两个面间进行 昆接，并删除连接前选择的两个面；边分 割和面分割命令可将现有曲面进行细分操作，以增加曲面细节，便于精 确控制，边分割中提供了１次分割、２次分割、３次分割和４次分割，面分 割中提供了１０％、２５％、５０％、７５％、９０％五种分割类型，控制分割所形成 面区域大小与分割前曲面的比例关系。 在Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ中未找到与Ｃｒｅｏ“对齐”、“平面化”相对应的ｒ具； Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ中“挤出边、面、曲线”工具相当于Ｃｒｅｏ自由曲面中的“托伸”Ｉ 具，Ｃｒｅｏ只能对面进行挤出操作，而Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ还可以对边或者曲线进行 挤出。Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ的“边分割”工具更加强大，主要有“插入点”、“插入边” 两种方法，分别有精确和简单两种模式，在曲面局部进行插入点或插入 边操作，不会在ｕＶ方向上插入整条边，而Ｃｒｅｏ只能在整体上增加曲面 细节，对边进行分割后，细分的边会自动延伸到曲面的另一侧，即整条 线是贯穿的，沿着这个物体，形成环状效果。 ２．５皱褶 皱褶在塑造产品硬边时具有重要的作用，在Ｃｒｅｏ中提供了“强反 差”和“柔和”两种皱褶效果，可在硬皱褶和软皱褶间切换，可使用滑动 条在０和１００间滑动，以控制皱褶的大小，应用皱褶后的边默认会以亮 蓝色显示，可修改部分边的皱褶大小。最突出的优点是皱褶不会受到 曲面拓扑结构的影响，不会出现失败的曲面。 Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ提供了“创建皱褶”和“移除皱褶”两个工具，在曲面中选 择指定的边后，会自动创建锐边效果，但不能控制其皱褶的大小，而且 在部分曲面中应用皱褶后会因曲面的拓扑结构不合理，会出错，曲面自 动由光滑显示模式转换为网格显示格式，需要对不合理处进行修复才 能转换回光滑模式。 ２．６对称 Ｃｒｅｏ的自由式中具有“镜像”工具，可对网格曲面进行镜像操作，同 时也可以设置镜像后曲面和原曲面的对称从属性，对原始几何的更改 会自动反映到镜像几何中，可以中断和重新激活此相关性。但其镜像 受到各种限制，只能为一个控制网格创建一个镜像“自由式”特征，在一 些情况下无法镜像网格元素，如不能对整个网格进行镜像、选定面共享 某个未选定面的边、选定边共享同一未选定面、选定边共享同一未选定 边、选定边或面的顶点与另一个平面对齐。 Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ的对称功能相对来说更加强大，有“对称”和“移除对称” 两个命令，可设置为轴对称或径向对称，在对称的选择中受到的限制比 较少，可设置关于ｘ、Ｙ、ｚ单轴或双轴方向上对称。在基本形状创建‘ｒ 具中，集成了对称的选项设置，再创建基本体时就设置为轴对称或径向 对称，功能更加强大。 ２．７多级细分 Ｃｒｅｏ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ中的多级细分会使用明确的细分级别来改变形状， 以获得更精细的细节和控制，在这一过程中，不需要手动细分模型和改 变拓扑。只能在基础级别上使用“拉伸”、“面分割”、“边分割”、“连接” 和“对齐”命令来创建几何，或者应用“皱褶”。选择“基础级别”以外的 级别，以所需细节级别细分基元形状。 多级细分中的“显示更改项”来查看因多级细分 （下转第１２３页） 稃 盘 民族学生生物化学学习ｔ￣，ｌｌｌｉｆｌｌ查分析与教学改晕搽ｉ 塔里木大学生命科学学院 白宝伟 ［摘要］本文通过问卷调查并结合该课程教学经验，对民族学生学习生物化学存在困难的原因、学生学习兴趣和学习效果关系、各 种教学手段的教学效果比较、个人学习方法等进行了调查分析，从而提出了提高民族学生生物化学教学质量的措施，以期为其他院 校民族学生生物化学教学提供参考。 【关键词］生物化学 民族学生 问卷调查 生物化学是农学类专业的基础课，课程内容抽象、难点较多，基础 课程掌握不牢则很难理解，而且生物化学术语过于繁杂，因而很难达到 理想的教学效果。加之，民族学生在汉语言方面存在一定的理解难度， 导致在民族学生生物化学教学方面存在更多的问题。笔者根据塔里木 大学民族学生的特点通过问卷调查分析，对农学类基础生物化学课程 教学模式、教学方法、教学效果等方面进行了探讨。 １．问卷调查分析 １．１调查对象和调查方法 语言上的优越性 ，加上现在学时较少和课程的本身特点让学生很容易 从第一堂课就抵触生物化学这门课。因此，教师在教学中尤其是第一 堂课，应相信学生都能学好，鼓励学生增强学生的信心，而且不要夸大 生物化学课程的难度。教师相信学生，采用鼓励教学，可以起到更好的 教学效果。同时，师生间增加交流、相互理解构建和谐、融洽的情感气 氛，也能更大限度地调动学生的学习积极性、提高学生学习兴趣、激发 学生学习潜力。 ２．２制定明确合理的教学目标，精选教学内容 对塔里木大学２００８—２００９级林学、园艺、农学、植保等专业的民族 学生进行了调查，调查学生不记名，以学生主动接受调查为主，并随即 抽样调查，发出调查问卷１９８份，收回问卷１９８份，有效率１００％。 １．２调查问卷内容设计及分析方法 问卷调查内容涉及４个方面：学生学习存在困难的根本原因；学习 兴趣和学习效果关系；各种教学手段的教学效果比较；个人学习方法。 对回收问卷进行统计处理：多项选择题部分，计算各项的得票指 数；单项选择题部分，计算综合系数。 １．３问卷调查结果分析 民族学生学习存在困难的根本原因：选择最多的原因是教师第一 堂课对生物化学的介绍，课程内容抽象、难点较多、术语繁杂等，直接影 生物化学的知识体系丰富，对于各个专业为特性和民族学生的特 点，教师需做到心中有数，明确教学目标因材施教。教学目标应从传授 知识人手，提高学生学习能力，激发学生的学习兴趣，增强学生处理问 题的经验和能力 。 精选教学内容以核心知识为出发点，有所取舍，有所侧重。根据民 族学生专业特色在保留教材核心内容的前提下，浓缩课程基础内容，突 出主线，选择具有核心地位、应用价值广泛、承上启下、系统性强的知识 点，进行重点讲解，以点带面。例如静态生物化学部分，蛋白质的结构 与功能是生物分子的结构与功能中的核心内容，讲透这部分内容对民 族学生对其他生物分子的结构和功能的理解可以起到事半功倍的效 果。 响了学生学习的自信心，产生畏惧心理；另外，大部分民族学生由于通 过一年的汉语学习对汉语本身的理解就存在问题，而生物化学课程大 量的术语，基础知识的繁博导致他们眼中的生化内容多数是难点，大大 增加了学习难度。从而导致提到生物化学课就感觉困难，无从下手，学 习效果不理想。 学习兴趣和学习效果关系：民族学生对生物化学学习兴趣普遍不 高，导致学习效果一般。而大部分民族学生对生物化学的内容存在理 解难度，少数学生对上课内容仅部分理解，说明教师使用的教学方法、 教学模式有待进一步改进。 各种教学手段的教学效果比较：民族学生喜欢的教学手段依次是 多媒体教学课件、动画、视频、挂图、板书。而进一步的调查显示，板书 教学加上挂图更能让民族学生理解教学内容。多媒体教学信息量大， 也增大了学生学习难度，教师应尽量精简教学内容，利用多媒体的优点 多角度加强民族学生对知识的理解能起到更好的教学效果。 个人学习方法：民族学生由于汉语水平存在差异，大部分学生需要 利用近一半的时间去使用母语形象化知识内容，而死记硬背恰恰是他 们使用最多的学习手段。学生最希望的是在教材的附录上能使用他们 的母语解释生物化学术语，可以把高中的知识联系起来，更能帮助他们 理解这些术语和课程的知识内容。这说明教师可以从教材方面人手， 增加教材灵活性，方便民族学生的使用。 ２．改革措施 通过近几年教学经验和调查分析，现提出以下措施。 ２－３改革教学方法，重视实践教学 从对学生的调查结果中看到，生物化学实验中出现的内容学生理 解的比较透彻，学习效果很好。加强更新实验室设备，不断改进实验教 学内容，设置采用新方法、新技术的实验课能很大程度提高实验教学水 平，进而达到良好的教学效果。但是，应该避免“照方拿药”的实验教学 模式，应该从教学内容和实验思路设计来评价实验效果，鼓励学生对现 代生物化学实验手段大胆尝试，提高学生动手能力，增强教学效果 。 ３．结语 总之，教学是一门艺术，艺术中不乏大胆的尝试与改革。结合民族 学生的特点，采用鼓励教学，明确教学目标，改革教学方法，增强实践教 学投入能提高民族学生学习的积极性，提高教学质量，让学生掌握扎实 的知识基础，为以后的学习发展更好的服务。 参考文献 ［１］陈水红，高军．提高民族学生基础生物化学课程教学质量的措 施现代农业科技．２０１１，３：３８—３９ ［２］李森．教与学——关于生物化学教学若干问题的思考与交流．生 命的化学，２０１３，３３０）：１０９－１１Ｉ． ［３］陆辉，陈高，张步彩高职院校动物生物化学教学现状的问卷调 查分析及改革探讨．黑龙江畜牧兽医：３８—３９ ［４］司大勇，周慧．生物化学课程的设计创新实验．高教研究与实践， ２００６，３：２１－２２ ２．１理解学生，相信民族学生能学好生物化学 民族学生在学习生物化学的过程中还需要持续地熟悉汉语，缺乏 （上接第１２２页） 而发生更改的所有顶点，“重置已更改”来重置在 该细分级别对网格元素进行的更改，此功能非常强大，可恢复到设置曲 面级别时的曲面效果。 Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ中未提供完全与多级细分对应的工具，但提供了“曲面细 分”工具，可将一个曲面分为４个曲面，或者使用“插入边”、“插入点”在 局部增加细节。然后再进行进一步编辑。 ２＿８曲面影响范围 因Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ为三阶曲面，在拖动节点、边或面时，影响区域为该面 三个面以内的曲面，三个面以外的区域不受到影响；经测试，Ｃｒｅｏ的曲 面影响范围也是三个曲面。 ２．９曲面输出 自由式曲面作为Ｃｒｅｏ的一个特征，可在模型树中随时进行编辑，与 其他曲面进行“合并”等操作，完全集成到了Ｃｒｅｏ中，在不规则曲面造型 中具有突出的作用，在概念设计后，采用无缝集成技术，减少了不同功 ［５］金环，梁月丽，李存法高等农业院校生物化学教学改革的探索 与实践高等农业教育，２００４—４，４：５９—６０． 能软件系统数据交换错误，可使用此曲面进行结构设计和模具设计等 下游环节的操作，此功能是Ｃｒｅｏ典型的优势，会吸引更多概念设计师使 用Ｃｒｅｏ进行概念的设计。 而Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ中提供了将其曲面转换为ＮＵＲＢＳ的功能，仅适合概念 性设计，如建模精确，也可将曲面输出进行下游的其他操作，或者使用 插件将Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ曲面输入到ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中，继续进行下游的操作，但文 件转换繁琐，不便于修改，使用起来非常不方便。 ３．结论 综合比较来看，两软件各有优缺点，Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ在对局部曲面调整方 面具有很大的优势，而Ｃｒｅｏ自由式曲面典型的优势是其曲面的可反复 编辑性，可在不同阶段调整自由式曲面的形状，如将Ｔ—Ｓｐｌｉｎｅｓ中的局 部细分曲面，即Ｔ曲面技术引入到Ｃｒｅｏ中，扩展曲面的操作方式，将部 分选择功能加到自由式曲面中，在操纵的精确性上再完善些，Ｃｒｅｏ将在 产品概念设计中占有重要的地位。 一１２３—