运用3D MAX改善TRIBON建模的方法研究

李 强， 朱 衡， 洪 雯

(1.江苏新时代造船有限公司 船研所船装室， 江苏 靖江 214500；2.上海船舶工艺研究所， 上海 200032)

运用3D MAX改善TRIBON建模的方法研究

李 强1， 朱 衡1， 洪 雯2

(1.江苏新时代造船有限公司 船研所船装室， 江苏 靖江 214500；2.上海船舶工艺研究所， 上海 200032)

论述了对于TRIBON软件在建模过程中无法对一些曲面模型和设备的异形模型进行快速精细建模的情况下，如何运用3D MAX软件建模，并向TRIBON软件进行传递的方法。指出利用3D MAX中构建出精确模型并导入TRIBON-Components建立模型库，能帮助实现TRIBON快速完整地建模，从而提高船舶建模效率和完整性，便于船舶设计师和船东之间建立虚拟仿真平台，更好地满足船东对于船舶设计的要求。

3D MAX模型 精细建模 TRIBON模型 模型库

1 引言

TRIBON软件是AVEVA公司推出的目前先进的造船软件之一，该软件主要用于船舶设计布置与制造，贯穿于整个船舶生产设计的全周期，因此该软件是国内船舶设计的主流软件。通过对TRIBON的使用后发现，其在船舶设计建模方面功能偏向于平直和规则材料，而异形部件和曲面建模的步骤繁琐无法满足快速建模的需求。而TRIBON在船舶设计建造工程中建模的完整性是模块化设计生产的一个重要环节和指标参考，是前期设计重点关注的问题之一。AUTODESK公司的3D MAX软件，是目前使用最为广泛的虚拟模型软件，包含了建模、渲染、效果图、特效、动画等功能，广泛运用于虚拟仿真设计中，且建模精细快速便捷，是船舶设计建模中一种很好的补充手段。本文通过对3D MAX向TRIBON导入的方法和过程的介绍，提供一种便捷的补充建模方案供相关生产设计参考。

2 3D MAX建模介绍

为了有效提高建模速度和精细度，并使TRIBON在建模率方面更进一步，下面将以锚、救生艇和卫生单元为例，用3D MAX建模实现TRIBON模型精细化。

2.1 锚的建模过程

参照锚的AUTOCAD图纸，锚有多个曲面组成(见图1)，在TRIBON中Drafting和Structure Modelling都无法完美地将锚建出来。以前在TRIBON中只能粗狂地以多个不规则块来组合成基本形状，无法对尺寸和外观进行很好地把握而且建模速度较慢。

现用3D MAX将锚分成两个对称的物体进行建模，参照锚的详细节点(见图1)从中间的锚链孔处着手，先建一个同尺寸的立方体，然后用线画出所需形状(如图2所示)，点击放样输入所需尺寸，如图3所示。

图1 锚的详细节点

图2 建模线形图

图3 建模线形放样图

对于画多边形曲面有两种方法。(1) 先建一个同尺寸的立方体，选择命令编辑多变形点或面命令，根据所需形状修改。这种方法需要细心曲面弧度的点要平均分布而且要过渡地圆滑，此方法速度慢一旦某处出现瑕疵在导入TRIBON中曲面生成效果就不理想。(2) 先按照图纸建一个同形状同尺寸物体，选择FFD命令立方分布点可视需要而定，这种方法可以很好地解决在导入TRIBON环境中曲面生成的过渡。

首先运用编辑多边形命令建出锚的曲面(如图4所示)，再选择镜像功能以X轴为对称轴镜像出整个锚的外形，如图4、图5所示。

图4 单边锚的曲面生成

图5 锚镜像成型

2.2 救生艇的建模过程

救生艇用3DMAX建模可以先把它划分成几个大的曲面逐个建模，然后再对艇上的小舾装件建模。可以从救生艇的底部着手，根据图纸尺寸先建一个圆柱体然后用布尔运算将上半部分切掉，用FFD命令将模型修改成艇的底部，如图 6所示。要注意的是在初始建圆柱体的时候分段和边数要尽可能地多分，因为TRIBON环境是以三边形显示，无法达到3DMAX的渲染效果，所以只有在3DMAX建模的时候尽可能地细致，在导入TRIBON后曲面才能精密逼真。

图6 救生艇底部建模

图7 救生艇的上部结构建模

图8 救生艇模型合并

将建好的救生艇底部模型隐藏，用相同的方法把救生艇的上部结构建出，如图7所示。取消全部隐藏后，参照图纸将救生艇的门、舱盖、玻璃防撞橡皮、缆绳、卸扣、螺旋桨建出或从库中导入合并到此模型中，并且放到所在位置，如图8所示。在门窗盖开孔位置用超级布尔运算命令开孔。

这些小舾装件可以在3DMAX中用线按照尺寸画出外部形状放样直接生成，也可将CAD图纸导入按照CAD所画线形放样生成。将建好的舾装件放在建立的3DMAX库中，今后如遇到相同型号的便可以直接调出，加快了建模速度。

2.3 卫生单元的建模过程

TRIBON中绘制的模型是用体素法构成的。它所绘制的模型比较简单，不能反映对于舱室居部细化的装潢布置要求，而3DMAX构建的模型在外形可以做得比较复杂，正好弥补了TRIBON的不足，因此在船内装建模尤其能凸显其精细和快捷性，下面以卫生单元为缩影建模。

先参照CAD图纸用线形放样将卫生单元的外部复合岩棉板建出，用布尔运算在门位置开同尺寸孔，再按照开孔位置将门框级门用线形放样成型，将门旋转90°参照图纸为左内开，如图9所示。框选所有模型点击隐藏后从3DMAX模型库中导入所需尺寸外形的模型，如图10所示。

图9 卫生单元复合岩棉板建模

图10 卫生属具模型导入

取消所有隐藏，把导入的卫生属具分别放到相应位置，如图11所示。对于卫生单元的排水管和冷热水管建模，有两种方法：(1) 在3DMAX中有管柱命令，可直接点击输入管子的内外径、壁厚和长度即可生成。(2) 先分别按管子的行走路径用线画出，再用线性圆画出管子的内外径，用放样命令先点击路径再点击圆就可以直接生成。方法(1)所画管子需要按路径拼接；方法(2)不需要将管子分段画出，拼接直接所需路径即可。

3DMAX对于内装件标准化建模是极其方便快捷的，这样既保证了模型的精确又提高了建模效率。如遇需修改模型比如尺寸等，只需要选择模型外框点击线路径以点形式显示，按照所需尺寸捕捉点扩大到所在位置即可，如图12所示。

图11 卫生单元模型

图12 卫生单元模型修改

3 3D MAX模型导入转换进TRIBON环境

3.1 锚建好后向TRIBON环境中传输

由于锚的模型比较简单，在3DMAX中直接选择导出VRML命令，在导出对话框以默认的三边形导成*.WRL文件。然后打开Drafting在VOLUME中选择导入VRML文件，如图13所示。导入完成后也可以在TRIBON-Drafting里面对模型进行修改、编辑颜色等，然后导入TRIBON模型库。在建模过程中用到就可以直接调出放在所需位置，或者以设备输入肋位数据导入。

图13 锚导入TRIBON模库

3.2 救生艇向TRIBON环境中传输

将建好的救生艇导出成*.WRL格式，并导入到TRIBON-Drafting里面对模型进行修改、编辑颜色等，如图14所示。

图14 救生艇导入TRIBON编辑颜色

3.3 卫生单元向TRIBON环境中传输

卫生单元在3DMAX建模中由于导入的模块和所建附件较多，所以在向TRIBON环境中传输前要在3DMAX中将模型的图层及颜色合并下，以免在导入过程中出现模型遗漏或无法显示的现象。在传输到TRIBON-Drafting里面后，可以再对模型进行修改、编辑颜色等。

4 问题研究

4.1 模型编辑

3DMAX在虚拟模型功能方面较优于TRIBON建模。3DMAX主要是以建立虚拟仿真环境为主，在建模时可给予模型材质、灯光等参数使模型在特定环境中显得逼真，而TRIBON模型是用体素法构成的对于模型的材质灯光需求较小。在3DMAX建模时不可以用材质球改变模型颜色，材质，透明度等，只能以默认的参数建模，否则TRIBON难以识别附过材质和改过参数的模块。在模型尺寸上3DMAX的默认建模值和TRIBON的建模值是相同的，无需重新选择单位。

在TRIBON的视图中，顶视图是在第三个视图显示，而3DMAX的顶视图默认是在第一个视图显示。为了模型到TRIBON视图中相同，可以把3DMAX中视图分布先改成和TRIBON中的一样再绘制模型。

4.2 文件格式

TRIBON系统本身提供可转换图形数据信息DXF文件格式，与CAD和3DMAX实行互换，但大都以二维图形使用较多。TRIBON也可以以三维图形DXF文件格式导入到AUTOCAD或3DMAX进行编辑细化，但把做好的模型以DXF文件再导入到TRIBON中却不能直接实现。而WRL文件格式可以使3DMAX模型直接导入到TRIBON，减少了中间转换流程，便于我们快速建模。

4.3 文件精细度控制

3DMAX模型的精细度不宜过高，过分精细的模型给TRIBON系统后台服务器带来很大的负担。在建模时对于各个模型要分别对待掌控好精细度，避免以后调模透光速度较慢。

5 结束语

从3DMAX与TRIBON数据传递整个过程来看，3DMAX模型可以完整地传递到TRIBON环境中，模型在TRIBON环境中也能精细逼真。建立模型库可以大幅度地提高工作效率，对于系列船建模有很大帮助，尤其对于内舾装等非标准件较多的区域，模块化生产设计能显著缩短建模时间。建模完整率提高则可促进设计人员更好地核查图纸，避免因设计差错造成船舶建造过程中的修改和返工。总的来说，利用3DMAX精细建模，并对TRIBON模型和相关模型库进行补充，能够更好地完善船舶模型，提高设计效率。

[1] 张昀，徐自亮. 3D Studio MAX R3(上册)[M].北京:清华大学出版社,1999.

[2] 卢正钢.水晶石技法3DS MAX/Vray建筑渲染表现[M].北京:人民邮电出版社,2008.

[3] 杨光.基于TRIBON系统的船舶居装设计软件开发[M]. 辽宁：大连理工大学出版社,2009.

[4] 窦培林.应用TRIBON软件深化造船生产设计[J]. 华东船舶工业学院学报,1998，3：90-94.

[5] 韩端锋.船舶先进造船理论与方法[M].黑龙江：哈尔滨工程大学出版社,2000.

The Method Optimization of TRIBON Modeling Based on 3D MAX

LI Qiang1, ZHU Heng1, HONG Wen2

(1.Jiangsu New Times Shipbuilding Co., Ltd., Jingjiang Jiangsu 214500, China；2.Shipbuilding Technology Research Institute, Shanghai 200032, China)

Some special-shaped models of surface structure and equipments can't be modeled rapidly and precisely by TRIBON software. These problems can be solved by 3D MAX, which can make models and lead them into TRIBON-Components to establish a model database. This method improves the efficiency and integrity of ship modeling, offers help to the establishment of virtual simulation platform between ship designer and ship owner, and satisfies the requirement of ship owner in ship designing.

3D MAX model Precise modeling TRIBON model Model database

李 强(1979-)，男，工程师。

U672

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