知识目标：

1、能描述龙舟船桨产品结构特点及特征。

2、能说出相交曲线、桥接曲线的功能及使用方法。

3、能说明通过曲线组、通过曲线网格、填充曲面创建的步骤和条件。

4、能说明艺术外观任务的工作流程及常用渲染工具的使用方法

技能目标：

1、能根据龙舟船桨图纸和实物图片准确分析产品结构特征。

2、能使用相交曲线、桥接曲线创建船桨曲面构建所需的轮廓线。

3、能使用拉伸、通过曲线组、通过曲线网格、填充曲面创建工具完成龙舟船桨外型特征的创建。

4、能根据产品特点，在高级艺术外观渲染模式中指定产品产品艺术外观材料、纹理花、场景并输出艺术外观图像。

思政目标：

1、能根据工作任务要求进行任务分析，养成细致分析的职业习惯。

2、能坚持完成龙舟船桨的三维设计及渲染任务，树立吃苦耐劳的劳动精神。

3、能阅读交流龙舟船桨的历史、设计与制造的相关素材，感悟中华民族奋勇争先的优秀传统。

任务背景：

龙舟作为我国传统的水上交通工具，最早可以追溯到春秋战国时期。随着时间的推移，龙舟逐渐从祭祀活动中脱离出来，成为了一项独特的民俗节庆活动。划龙舟用的船桨，我国古代称之为“楫”，随着现代技术和先进材料的应用，我国龙舟船桨也经历了不断的改进和发展，从最初的简单木桨，到后来的多层桨手形式，龙舟船桨的设计越来越注重整体造型、轻便坚固材料的选用，同时也追求更高的划水效率。

1、龙舟船桨的结构功能

在龙舟比赛中，船桨的主要功能是将桨手的力量有效地传递给水，推动龙舟前进。为了实现这一目标，龙舟船桨的结构设计需要充分考虑流体动力学、材料科学和人体工程学等多方面因素。

首先，龙舟船桨的剖面形状通常采用翼型设计，这种设计有利于减小水阻，提高划水效率。同时，桨叶的长度、宽度和弯曲程度也会影响划水效果。一般来说，桨叶越长，划水面积越大，推动力越强；桨叶越宽，与水的接触面积越大，抓水效果越好；桨叶的弯曲程度则需要根据桨手的力量和技巧来调整，以达到最佳的划水效果。

图1 龙舟船桨类型

其次，龙舟船桨的材料选择也十分重要。传统的龙舟船桨通常由木头制成，如杉木、香樟木等。这些木材具有轻便、坚固、耐腐蚀等特点，非常适合制作船桨。此外，现代龙舟比赛中也有使用碳纤维等复合材料制成的船桨，这些材料具有更高的强度和刚度，有助于提高划水效率。

再者，龙舟船桨的握柄设计也需要考虑人体工程学原理。桨把握柄的形状、粗细和长度应该适合桨手的手型和握力，以便桨手能够舒适地握住桨柄，充分发挥力量。这就需要船桨在结构上具有一定的弹性，以便在划水过程中产生适当的弯曲，从而将桨手的力量有效地传递给水。

通过不断优化船桨的结构设计和材料选择，我们可以进一步提高龙舟船桨的划水效率，为龙舟比赛带来更加精彩的竞技体验。

2、龙舟船桨的意义

龙舟船桨不仅仅在于它是龙舟前进的动力来源，更是我国传统文化的重要象征。在端午节这个重要的民俗节日里，龙舟比赛成为了人们欢聚一堂、共同庆祝的盛大活动。龙舟船桨的设计和制作技艺，凝聚了古代劳动人民的智慧和奋发向上的精神，展现了中华民族对美好生活的追求和向往。

图2 龙舟大赛

引导问题1：

相信很多同学都体验过划龙舟，你认为划龙舟需要什么精神？

请仔细阅读任务书，明确本次任务的工作要求。

引导问题2：

通过对任务背景及任务书的分析，你认为该产品有哪些结构特征？对应的特征工具是什么？（可以用思维导图进行分析）

 根据以上分析，你认为该产品的三维建模需要哪些步骤？请把你的计划写出来。

在做完计划之后，请严格执行工作计划，主动完成任务。在任务实施过程中，做好每个步骤的记录可以随时检查出现的问题，请根据你的实施过程填写下表。

在学习过程中可先按照工作过程的示范性操作进行训练，也可在操作过程中根据自己的具体情况参考关键步骤的做法。

表2 任务操作流程示范

知识点1：通过曲线组创建曲面

（1）曲线曲面的结构特点及及曲面创建的原理

如果曲面在沿某个方向的不同位置的截面轮廓形状近似，那么这个曲面就是典型的曲线组曲面，可以将其拆解成不同的曲线轮廓，然后再分别用这些曲线轮廓进行拟合。因此NX软件的通过曲线组的建模原理是通过多个截面创建实体或曲面，其中形状会根据截面形状发生更改以穿过每个截面，最终构成完整曲面，如下图所示。

图3 通过曲线组原理

（2）通过曲线组的操作步骤

通过曲线组的一般操作步骤为：

1）截面线组添加：左键选取首个截面曲线串，其他截面线通过添加新集，依次选择各截面，如下图所示。

图4 选择截面曲线

2）设置连续性体类型：选择曲面与相切曲面的约束关系（G0、G1相切或G2 曲率），默认G0，如果明确与相连接曲面相切，常用G1相切。

图5 设置曲面约束方式

3)设置体类型：可以选择生成片体或实体，如下图所示。注意：截面线均为封闭曲线，则默认设置生成实体，如果要生成片体需更改体类型为片体。

图6 设置体类型

4)预览并确定生成曲面，如图4所示。

图7 预览结果

知识提点：选取截面时需要注意选取截面线后显示的曲线方向，方向不对将导致模型错误，如图8所示。在实际操作时建议，每组截面用左键选取的位置尽量相同。

图8 截面线方向修改

知识点2：相交曲线

相交曲线是在两组对象（如两个相交的面）相交处的曲线，NX的相交曲线工具可以通过选择2组面（每组面可包含多个面对象）创建所需的相交曲线。

NX的相交曲线工具的一般使用步骤为：指定第一组曲面→指定第二组面→预览并确定相交曲线特征。

图9 相交曲线操作步骤 

知识点3：桥接曲线

当两条空间曲线，需要光顺相连时，则相连曲线成为桥接曲线。桥接曲线常用于空间曲面构建时作为曲面的基本框架曲线。

NX的工具可以创建通过可选光顺性约束（ G0、G1相切或 G2 曲率）连接两个对象的曲线，其一般使用步骤为：指定起始对象（曲线起点）→指定终止对象（曲线终点）→设置连接方式（光顺约束类型）→预览并确定相交曲线特征。

图10 相交曲线操作步骤

知识提点：1、用于定义曲线起点的起始对象可以是曲线、边、面、点四种；而用于定义曲线终点的终止对象除了前面四个，还可以是基准（基准轴）、矢量。

2、连接类型默认是G1相切，位置默认是弧长百分比，可以调整%值，获得不同的起始点。

知识点4：曲线网格曲面

（1）通过曲线网格的原理

当空间曲面特征需要通过相邻的框架线进行拟合时，可以通过曲线网格创建该曲面。NX的通过曲线网格可通过一个方向的截面网格和另一方向的引导线创建曲面体，其中最终形状配合穿过曲线网格，如图10所示。

图11 通过曲线网格原理

（2）通过曲线网格的操作步骤

NX的通过曲线网格工具使用步骤为：指定主曲线组→指定交叉曲线组→设置连续性方式（指定光顺约束类型和对象）→预览并确定曲面特征。

图12 通过曲线网格操作步骤

知识提点：选择曲线时，要判断被选中曲线的范围，默认曲线规则是相连曲线，如果相连曲线无法实现曲面创建，则要切换曲线选择规则为单条曲线，且右侧的在相交处停止要激活，则可以选择的曲线自动在相交处拆分为单条曲线。如下图，注意曲线高亮颜色的区别。

图13 在相交处停止功能

知识点5：曲面填充

曲面需要闭合时,如本项目中桨轴板过渡曲面上下漏空区域需要闭合，则可通过NX的填充曲面工具从现有的曲线或边的边界创建高质量的单个曲面

图14 填充曲面功能

NX的填充曲面工具使用步骤为：指定边界曲线→指定形状控制方法（默认选项“无”则填充形状为平面）→设置连续性方式（指定光顺约束类型和对象）→预览并确定填充曲面特征。

图15 填充曲面操作步骤

知识点6：曲面缝合

当某个曲面是由多个单独的曲面组成时,如本项目中桨轴板过渡曲面由四个网格曲面构成及两个闭合平面组成，要将其转换成为实体必须要将这些曲面合并才能成为实体。NX提供的缝合工具可将两个或更多片体连结成单个新片体。如果这组片体包围一定的体积（片体封闭），则创建一个实体。使用步骤为：指定目标片体（单个）→指定目标片体（可以是多个）→预览并确定缝合曲面特征。

图16 缝合曲面操作步骤

知识点7：艺术外观任务

产品建模完成之后，通过材质、灯光、场景等视觉效果的运用会更清晰体现产品的功能特点，在面向客户时更能增强产品的说服力。与前面项目中使用的真实着色仅能提供有限的材质和灯光场景不同，NX专门提供了渲染模块，通过高级艺术外观设计操作，为客户提供了最接近真实的产品渲染画面，并可使用实时的可编程着色器为产品的材料、纹理、打光、阴影和反射提供更多的实景显示效果，最后可通过静态高质量图像生成最终效果图。

NX的真实渲染注意通过使用艺术外观任务环境以及光线追踪艺术外观渲染模式和高级艺术外观显示模式，实现产品模型的逼真视觉效果呈现。

NX的真实渲染工作流程包括：激活→进入艺术外观任务环境à指定产品艺术外观材料→指定产品纹理贴花→设置系统场景→观察产品视觉效果，确认符合要求后输出艺术外观图像。注意：高级艺术外观渲染模式要保持激活才能看到实时渲染效果

（1）产品艺术外观材料：可根据产品特点，在系统材料库中选择不同的材料类型，在操作时用左键按住材料图标拖放到产品上后松开左键即可看到材质效果。

图17 艺术外观材料设置

（2）产品纹理贴花：可根据需求为产品的不同表面赋予不同纹理或贴花（如商品logo、标示图片等）。使用步骤为：输入贴花名称（默认new1）→指定贴花图片大小和图片文件（可以通过打开文件加载自定义的图片）→指定贴花对象（选取面对象）→指定贴花在面对象上的放置方位（可通过锚点类型、矢量及旋转角度进行细节调整）→设置缩放方法和比例→确定并检查贴花效果。

图18 贴花设置

知识提点：在贴花操作过程中，可在导航器中切换部件中的艺术外观材料窗口查看已经添加的材料和纹理；如果发现贴花效果不符合要求，现有通过材料纹理编辑器选择对应的贴花重新调整参数和对象。

图19 材料纹理编辑器

（3）产品视觉场景：可根据需求将产品放置于产品可能的使用场景，可使用系统自带的可视化场景，或通过场景编辑器自定义设置。系统场景使用步骤为：单击系统场景→在系统默认场景中浏览所需场景（默认室内、户外及艺术外观三种类型）→单击所需的场景预览图标→检查场景效果。

图20 场景设置

（3）输出艺术外观图像：可将完成视觉效果设计的产品输出为高质量高分辨率的静态图像。NX输出艺术外观图像操作步骤为：单击捕捉艺术外观图像→设置输出图像布局（可根据需求设置输出图像的单位、方位、大小）→设置图像质量数值→指定输入图像位置（默认图片文件类型为tif格式）→检查输出图片效果。

图21 输出艺术外观图像

“一份耕耘、一分收获！”，相信你在前面的工作实施中付出的诸多努力，会带来丰富的收获，当然你也遇到了许多考验，请你根据下面的任务报告书呈现你的工作成果，并对工作过程中困扰你的问题（如：产品分析问题、特征操作错误等）进行总结，为下次更好的完成任务做好准备。

专业技能、职业素养和思政素质是一个人职业生涯成败的关键因素，本次工作任务的评价按照学习任务综合评价表的内容进行，请你按照表中的评价条目及标准客观地完成对自己和其他同学的任务评价。

“评价不是为了证明,而是为了改进”，希望你能通过评价发现自己的优劣势，在以后的工作中不断改进，成为“更好的自己”。

1、任务总结：

① 分析产品结构，规划建模步骤

本次建模任务的产品对象为平板类，其外形结构基本都为板式结构，要先创建其主要特征，再创建其他特征。

② 分解曲面特征，确定曲面构成框架

在创建特征草图是要尽量简化其轮廓线，倒角及倒圆的轮廓一般不画。草图的绘制顺序按照由大到小，先画基准曲线后画其他的曲线，先轮廓再约束的原则。

③ 注意曲面创建的错误提示，及时解决出现的问题

等，这样才能快速找到问题所在。

④ 本项目技能导图

你的经验总结(可在下面增加你的总结内容)

2、知识测验

“知行合一，学以致用”，请根据所学知识和已完成的建模工作任务，登录学习平台，完成本次任务的相关知识测验。

拓展任务：

“学无止境，挑战自我”，请根据本次所学知识和技能，完成以下拓展任务。

由于每个人的身形尺寸不同，龙舟船桨的尺寸根据要根据使用者量身定制，请结合本次任务的经验，参考下图，制定工作计划，创建对应的龙舟船桨三维模型，外型可参考下图中的产品样式和规格标准，提交设计资料包括三维模型、渲染效果图、设计说明等。