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Quanto accurato è Rhino?

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Dato che molti modellatori free-form non sono sufficientemente accurati per la produzione industriale e dato che Rhino è un modellatore free-form, molte persone ritengono lecito considerare Rhino poco accurato per le loro applicazioni.

Rhino invece è tanto preciso se non di più dei più diffusi programmi CAD.

Ecco alcuni dettagli:

Vi sono due metodi comuni in cui salvare dei modelli 3D in un computer.

Il primo metodo consiste nell'usare delle mesh (talvolta dette facet), che sono normalmente usate per il rendering, l'animazione o il design concettuale. Mentre i modellatori di mesh spesso pare siano precisi nel creare modelli come sfere, parallelepipedi, spline o anche NURBS, in realtà spesso convertono tutto in mesh. Le mesh sono intrinsecamente inaccurate dato che non sono altro che una collezione di triangoli piani. Infatti, anche se una superficie è curva, un modellatore di mesh la rappresenta con dei triangoli piani. Questa metodologia è adatta nella maggior parte dei rendering, delle animazioni e dei giochi ma non per la produzione industriale. Rhino non utilizza mesh per la modellazione: converte in mesh solo quando necessario per esportare alcuni file in altri formati o per eseguire il rendering.

Il secondo metodo si avvale delle NURBS. La maggior parte dei programmi CAD, CAM, CAE e CAID, incluso Rhino, rappresentano forme free-form mediante NURBS. I prodotti che usano le NURBS possono potenzialmente rappresentare delle forme free-form con un' accuratezza sufficiente per qualunque applicazione, anche la più esigente, qualora l'implementazione delle NURBS sia opportuna. Se l'obiettivo primario di un'applicazione è il design meccanico e non la creazione di forme free-form, è possibile che l'implementazione NURBS sia meno robusta di quella richiesta nel caso in cui si debbano creare forme free-form. Ciò è tipico nei modellatori di solidi parametrici basati su caratteristiche a medio raggio e che sono attualmente molto popolari.

Dato che il principale obiettivo di Rhino è la modellazione free-from mediante NURBS, l'implementazione di queste ultime è una delle più avanzate attualmente disponibili. Ecco alcune considerazioni che possono aiutare l'utente a valutare quando un modellatore è sufficientemente accurato per la propria applicazione:

  • Posizione. Rhino, come molti prodotti CAD, rappresenta la posizione con numeri a virgola mobile a doppia precisione. Ciò significa che le coordinate x, y e z di un qualunque punto possono assumere valori molto elevati come ±10308 o molto piccoli come ±10-308. La maggior parte dei programmi CAD, incluso Rhino, utilizza un'aritmetica a virgola mobile a doppia precisione.

    A causa della limitazione insita dei computer a 32-bit (tutti i computer moderni) ci si aspetta che i calcoli siano accurati entro 15 digit di precisione in un intervallo compreso tra ±1020 e ±10-20. Questa limitazione può esser trovata in tutti i prodotti CAD moderni.

    Prodotti CAD più obsoleti presentano ulteriori limitazioni, dato che sono stati sviluppati originariamente per essere eseguiti su computer meno precisi. Ad esempio, molti modellatori CAD sono predisposti per eseguire calcoli su geometrie che sono ristretti a parallelepipedi di dimensione 1000x1000x1000 metri cubi centrati nell'origine. (Attenzione: un altro popolare kernel di modellazione off-the-shelf richiede parametrizzazioni che giacciono entro un fattore 10 delle parametrizzazioni a lunghezza d'arco). Rhino non possiede nessuna di queste limitazioni.

  • Intersezioni. In Rhino, quando due superfici free-form si intersecano, la curva d'intersezione risultante viene calcolata rispetto all'accuratezza specificata dall'utente. L'accuratezza (tolleranza) predefinita in Rhino è pari a 1/100 di millimetro. Molti sistemi CAD si basano invece su valori di tolleranza che non possono essere modificati.

    Se si esamina attentamente la geometria che altri modellatori generano da intersezioni di superfici free-form, da raccordi free-form e da offset di superfici free-form, si scoprirà che tale geometria free-form è calcolata con un'accuratezza compresa tra  10-2 e 10-4 metri, nonostante sia riportato che la precisione è dell'ordine di  10-8 (e senza precisare che l' unità di misura è il metro).

  • Continuità (variazioni di curvatura in una giunzione) La maggior parte dei prodotti CAD non possiede nemmeno degli strumenti per far corrispondere la curvatura in una giunzione e lascia questo compito all'utente. Se l'applicazione in uso richiede superfici free-form smussate, idrodinamiche, lenti o superfici riflettenti, diventano necessari tutti quegli strumenti che sono disponibili solo in Rhino o modellatori di superfici estremamente raffinati come CATIA ed Alias.

Altri fattori da considerare:

  • Unità. In Rhino l'utente può specificare le unità di misura desiderate. Le unità di misura possono venire modificate e tutti i calcoli saranno eseguiti in tali unità. In molti prodotti CAD, le unità sono solo un attributo di visualizzazione e nonostante si specifichino, ad esempio, i millimetri, tutti i calcoli sono eseguiti in metri.

  • Modifica delle unità di misura. Modificare le unità di misura o la conversione di unità può essere una procedura d'azzardo in molti sistemi CAD/CAM. La maggior parte degli utenti può pensare che passare dalle unità di misura imperiali a quelle metriche introduca qualche inaccuratezza che invece non viene introdotta quando si passa da millimetri a centimetri. Tale sensazione deriva dal fatto che mentalmente si pensa in unità di misura decimale mentre non è così per i computer. In questo caso, infatti, il sistema è a base binaria e non base a 10. Ciò significa che sono necessarie molte divisioni o moltiplicazioni per numeri a virgola mobile e doppia precisione per convertire millimetri in centimetri e l'inaccuratezza introdotta è la stessa di quella indotta quando si converte da millimetri a pollici.

In conclusione, Rhino è tanto accurato se non di più di altri prodotti CAD attualmente disponibili nel mercato. In aggiunta a ciò, Rhino fornisce degli strumenti per impostare l'accuratezza e le unità di misura ed offre strumenti per controllare e valutare la continuità, generalmente assenti nella maggior parte dei prodotti CAD. Rhino non possiede inoltre le limitazioni insite dei prodotti CAD più obsoleti.
 

 © 2001 Robert McNeel & Assoc.  

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