آموزش تکنیک‌های ارزیابی در سالیدورک

ما می‌توانیم از تکنیک‌های ارزیابی، برای ارزیابی خطاهای هندسی استفاده کنیم. ما در اینجا درباره‌ی تکنیک‌های ارزیابی بحث می‌کنیم؛ زیرا چرخه‌ی طراحی شامل تکرارهایی پیرامون عملکردِ ایجاد-ارزیابی-ویرایش-ارزیابی است. ما در این بخش، درباره‌ی تکنیک‌های زیر بحث می‌کنیم:

◆◆ Verification On Rebuild
◆◆ Check
◆◆ Zebra Stripes/RealView/Lights and Specularity
◆◆ Curvature Display
◆◆ Deviation Analysis
◆◆ Tangent Edges As Phantom
◆◆ Geometry Analysis
◆◆ Feature Statistics
◆◆ Curvature Comb

بسیاری از این تکنیک‌ها، به طور خاص، به پارت‌های پلاستیکی و اشکال پیچیده اعمال می‌شوند. اما حتی اگر درگیر این ناحیه‌های طراحی یا مدل‌سازی نشوید، ممکن است این ابزارها به شما کمک کنند تا به خوبی پاسخ‌های دیگر انواع مدل‌ها را پیدا کنید. در سالیدورک، یک زبانه به نام Evaluate در CommandManager وجود دارد. این زبانه بخش زیادی از قابلیت‌هایی که در این فصل توضیح داده‌ایم را شامل می‌شود. همچنین، در منوی Tools چندین ابزار ارزیابی تحت گزینه‌ی Evaluate قرار دارند، همان طور که در تصویر 12.11 نشان داده شده است. ما می‌توانیم از فرمان‌های این زبانه برای ارزیابی پارت‌ها به چند روش استفاده کنیم. برخی از آنها روی پارت‌های پلاستیکی یا پارت‌ها با دیواره‌ی نازک(thinwalled) یا پارت‌های متقارن(symmetric) و غیره تمرکز می‌کنند. اکثر این ابزارها در نوارابزار Tools و همچنین در زبانه‌ی Evaluate از CommandManager قرار دارند. 

(تصویر 12.11 : زبانه‌ی Evaluate و منوی Tools ➢ Evaluate)

استفاده از گزینه‌ی Verification On Rebuild

Verification On Rebuild یک گزینه است که می‌توانیم با رفتن آدرس Tools ➢ Options ➢ Performance ➢ Verification On Rebuild به آن دسترسی داشته باشیم. در شرایط عادی(با خاموش بودن این تنظیم) سالیدورک هریک از وجوه(face) را بررسی می‌کند تا مطمئن شود که با هیچ وجه مجاوری همپوشانی یا تقاطع نامناسبی نداشته باشد. هر وجه(face) می‌تواند چندین همسایه داشته باشد. این گزینه در تصویر 12.12 نشان داده شده است. 

(تصویر 12.12 : گزینه‌ی Verification On Rebuild)

اگر این تنظیم را انتخاب کنیم، سالیدورک هر وجه را با تمام وجوه دیگر در مدل بررسی(check) می‌کند. این روش بررسی بهتری نسبت به حالت خاموش کردن تنظیم است، اما حجم کار را به شدت افزایش می‌دهد. این سوئیچ به طور پیش‌فرض غیرفعال است تا از خارج شدن زمان‌های بازسازی از کنترل جلوگیری شود. برای اکثر پارت‌ها، این تنظیم پیش‌فرض کافی است؛ با این حال، وقتی پارت‌ها پیچیده می‌شوند، ممکن است لازم باشد این تنظیم پیشرفته‌تر انتخاب شود. اگر در یک پارت مشکلات هندسی یا بازسازی(rebuild) دارید و علت آن را نمی‌دانید، سعی کنید گزینه‌ی Verification On Rebuild را فعال کنید و کلیدهای Ctrl+Q را فشار دهید. دستور Ctrl+Q فرمان Forced Rebuild را اعمال می‌کند و کل درخت طراحی را بازسازی(rebuild) می‌کند. دستور Ctrl+B یا همان دستور Rebuild، تنها آنچه را که سالیدورک مشخص کند که نیاز است بازسازی(rebuild) شود را بازسازی می‌کند. 

اگر در درخت طراحی با خطاهایی مواجه شدید که قبلاً وجود نداشته‌اند، آنگاه ترکیب Verification On Rebuild و Forced Rebuild باعث می‌شود ناحیه‌هایی از مدل که مشکل دارند و فیچرهایی که باعث خطاها شده‌اند، و با شکست مواجه شده‌اند شناسایی شوند. اما اگر نشدند، ممکن است مشکل از جای دیگری باشد. شما هنوز باید هر گونه خطایی که اینگونه پیدا می‌شود، را تصحیح کنید.

افزایش کارایی!

به خاطر سرعت، تمرین خوبی است که Verification On Rebuild را خاموش کنیم و از آن به صورت انتخابی استفاده کنیم تا خطاهای احتمالی مدل را بررسی کنیم. کاهش سرعت، به تعداد وجوه(faces) و بادی‌های(bodies) درون مدل بستگی دارد. برخی از تنزل‌های کارایی که به پترن‌ها(patterns) مربوط می‌شوند، در فصل 9 توضیح داده شده‌اند. 

استفاده از ابزار Check

Check یک ابزار است که اَشکال هندسی(geometry) را برای وجوه نامعتبر و دیگر خطاهای هندسی مشابه،  بررسی می‌کند. از این ابزار همچنین برای پیدا کردن لبه‌های بازِ(open edges) بادی‌های سرفیس، اضلاع کوتاه(short edges) و مینیمم شعاع(minimum radius) روی یک وجه(face) یا انتیتی استفاده می‌شود. من معمولاً قبل از اینکه گزینه‌ی Verification On Rebuild را انتخاب کنم، ابزار Check را اعمال می‌کنم. ابزار Check به وجه یا ضلع خاص هندسی(نه فیچر یا اسکچ) اشاره می‌کند که علت مشکل را مشخص می‌کند. هنگامی که ابزار Check نقص‌های کلی را پیدا می‌کند، برای موقعیت‌هایی که به آن اشاره می‌کند ممکن است یا ممکن نیست راه حل واضحی وجود داشته باشد. 

بیشتر اوقات، بهترین ابزار برای پیگیری کردن خطاهای هندسی، ترکیبی از تجربه و فراست می‌باشد. این خیلی علمی نیست، اما شما به زودی متوجه خواهید شد که مشکلات احتمالی در کجا پدیدار می‌شوند. مانند مشکلاتی که وقتی تلاش می‌کنیم وجوه پیچیده را در اضلاع پیچیده(complex edges)، تیز یا گوشه دار و اشکال هندسی یا وجوهی که به طور قابل توجهی با مستطیل ها با گوشه‌های 90 درجه متفاوت هستند،  متقاطع کنیم رخ می‌دهند. تصویر 12.13 جعبه‌ی مکالمه‌ی Check Entity را نشان می‌دهد. 

(تصویر 12.13 : جعبه‌ی مکالمه Check Entity)

ارزیابی هندسی با تکنیک‌های بازتابی(Reflective)

ارزیابی اشکال پیچیده می‌تواند مشکل باشد. ارزیابی ذهنی مستلزم توجه به نوع کاری است که انجام می‌دهیم.  یک راه برای اینکه به طور ذهنی سرفیس‌های(surface) پیچیده را ارزیابی کنیم و به‌ویژه انتقال(transition) بین سطوح و اضلاع مشترک، این است که از تکنیک‌های بازتاب(reflective techniques) استفاده کنیم. اگر به گل‌گیر ماشین(fender) نگاهی بیاندازید، ما می‌توانیم با دیدن بازتاب نور از یک سطح، بگوییم که صدمه دیده است یا این که تعمیر آن صحیح نبوده است.  وقتی که داریم مدل‌های سالید یا سرفیس(surface) را ارزیابی می‌کنیم، همین اصل اعمال می‌شود. انتقال‌های بد به صورت چین‌دار یا برآمدگی یا دندانه دار نشان داده می‌شوند. 

هدف ما این است که نمایش ضلع را خاموش کنیم و نتوانیم شناسایی کنیم که ضلع مورد نظر بین سطوح قرار گرفته تا اگر تمام ناحیه از یک سطح یکپارچه ایجاد شده است، انتقال به نرمی انجام شود. با تمام قابلیت‌های RealView در سالیدورک، که به پایان‌های بازتابی(reflective finishes) تاکید می‌کنند و به وضعیت‌هایی که به بازتاب‌ها مربوط می‌شوند اهمیت می دهند، گاهی اوقات تنظیمات شکل‌های ظاهری(Appearances) و صحنه‌ها(Scenes) از گزینه‌ی RealView تمام چیزهایی هستند که ما برای به کار گماشتن تکنیک‌های ارزیابی بازتابی به آن نیاز داریم. در این مقاله از فصل 5 می‌توانید به اطلاعاتی که در مورد تنظیمات شکل‌های ظاهری(Appearances) و صحنه‌ها(Scenes) از گزینه‌ی RealView دست پیدا کنید. 

استفاده از خطوط راه راه(Zebra Stripes)

خطوط راه راه را می‌توانیم به سه روش فعال کنیم: با رفتن به آدرس View ➢ Display ➢ Zebra Stripes در منوها، یا با کلیک کردن روی یک دکمه در نوارابزار View یا از طریق منوهای context/RMB (یعنی دکمه‌ی سمت راست ماوس). خطوط راه راه، پارت را در یک اتاق قرار می‌دهد که به صورت کروی یا مکعبی است؛ به طوری که دیوارهای آن به صورت متناوب با نوارهای سیاه و سفید نقاشی شده است(ما می‌توانیم رنگ‌ها و فواصل نوارها را تغییر دهیم). این پارت طوری طراحی شده است که بسیار بازتاب کننده باشد و روشی که نوارها روی اضلاع منتقل می‌شوند، کیفیت وجوه را روی هردو طرف ضلع، به ما می‌فهماند. 

چهار شرط زیر اهمیت ویژه‌ای دارند:

c0: وجوه در لبه(ضلع) با هم تماس(contact) دارند. 

c1: وجوه در لبه(ضلع) مماس(tangent) هستند. 

c2: انحنای(Curvature) هر وجه در ضلع مورد نظر برابر است و انتقال(transition) نرم و هموار است. 

c3: نرخ تغییر انحنای هر وجه، در ضلع مورد نظر، برابر است. 

ابزار خطوط راه راه(Zebra Stripes) در سالیدورک به ما کمک می‌کند تا تنها به طور ذهنی، c0 و c1 و c2 را شناسایی کنیم. این ویژگی در وجوه پیچیده ارزش بیشتری دارد. 

تصویر 12.14 نشان می‌دهد که ابزار Zebra Stripes چگونه تفاوت بین این سه شرط را نشان می‌دهد. توجه کنید که چگونه در مدلِ تماس(Contact-only model)، خطوط راه راه در طول ضلع، مرتب نشده اند(do not line up). در مثال مماس(tangent)، خطوط یا همان نوارها، در طول اضلاع مرتب(line up) شده‌اند اما خود نوارها نرم و همورار(are not smooth) نیستند(شماره 3 در تصویر 12.14). در مثال منحنی(Curvature) پیوسته، این نوارها در طول اضلاع نرم و هموار(smooth) هستند. پارت نشان داده شده در تصویر 12.14 یک مدل سطحی(surface) است و می‌توانید آن را در فایل‌های دانلودی فصل 12، با نام Chapter 12 Zebra Stripes.sldprt پیدا کنید، یا اینکه برای دانلود آن اینجا کلیک کنید. 

(تصویر 12.14 : پیوستگی سطوح Contact و tangency و curvature)

نکته: وقتی که می‌خواهید از ابزار نوارهای راه راه(Zebra Stripes) استفاده کنید، اغلب باید مدل را بچرخانید. تغییر دادن چگالی(density) خطوط نیز می‌تواند به ما کمک کند؛ زیرا می‌تواند کیفیت تصویر را افزایش دهد:

Tools ➢ Options ➢ Document Properties ➢Image Quality

خاموش کردن نمایش ضلع نیز می‌تواند به ما کمک کند. ما همچنین می‌توانیم از تصاویر HDR به جای نوارهای راه راه(Zebra Stripes) استفاده کنیم(از گزینه‌ی From File استفاده کنید).  آنهایی که یک خط دارند برای بررسی‌های محلی مفیدتر هستند. 

استفاده از ابزار RealView

نمایش گرافیکی RealView تنها برای کاربرانی در دسترس است که نوع خاصی از کارت‌های گرافیکی داشته باشند. برای اینکه ببینید کارت گرافیک شما از RealView پشتیبانی می‌کند یا خیر،  الزامات سیستم خود را در وب‌سایت سالیدورک بررسی کنید. RealView بازتاب‌هایی ایجاد می‌کند که می‌توانند به روشی مشابه بازتاب‌ها در Zebra Stripes مورد استفاده قرار گیرند.

پارت را به آرامی بچرخانید و مشاهده کنید که بازتاب‌ها چگونه در طول اضلاع جریان پیدا می‌کنند. در اینجا به جای نوارهای سیاه و سفید، از یک پس زمینه‌ی بازتابی(reflective) بعنوان بخشی از صحنه‌ی RealView استفاده شده است. 

استفاده از نمایش خمیدگی(Curvature)

خمیدگی(curvature) مدل را می‌توان با استفاده از رنگ‌ها، همانطور که در شکل 12.15 نشان داده شده است، روی سطح مدل رسم کرد. دقت این نمایش کمتر از آن چیزی است که مورد نظر است. اما به ما کمک می‌کند تا ناحیه‌های بسیار تنگ(tight) را در پارت خود شناسایی کنیم. ناحیه‌های تنگِ خمیدگی می‌توانند باعث شوند فیچرهایی مانند فیلت‌ها و shell با شکست مواجه شوند. 

(تصویر 12.15 : نمایش خمیدگی یا Curvature)

استفاده از Deviation Analysis (آنالیز انحراف) در سالیدورک

آنالیز انحراف(Deviation Analysis) در سالیدورک، یک ابزار تشخیصی است که زاویه بین وجوه(faces) را محاسبه می‌کند. بعنوان مثال، اضلاع نشان داده شده در تصویر 12.16 به نظر برابر می‌رسند اما کاملاً این طور نیست. ما انحراف‌هایی را ترجیح می‌دهیم که کمتر از 0.5 درجه باشند. اغلب، با برخی از انواع سطوحِ(سرفیس) پیشرفته مانند Fill و Boundary سالیدورک می‌تواند به لبه هایی(اضلاعی) با حداکثر انحراف کمتر از 0.05 درجه دست یابد.

(تصویر 12.16 : یک مثال از آنالیز انحراف در سالیدورک)

با اینکه آنالیز انحراف به ما کمک می‌کند تا بفهمیم که وجوه روی هردو طرفِ ضلعِ انتخاب شده، چقدر به یکدیگر نزدیک هستند، اما چیزی درباره‌ی خمیدگی(curvature) به ما نمی‌فهماند؛ بنابراین ما هنوز باید برای دریافت تصویر کاملِ جریانِ(flow) بین وجوه از نوارهای راه راه(Zebra Stripes) استفاده کنیم. برای داشتن یک انتقالِ وجهِ(face transition) قابل قبول، هر دو آزمایش باید نتایج خوبی ارائه دهند.

استفاده از تنظیم Tangent Edges As Phantom در سالیدورک

استفاده از تنظیم Tangent Edges As Phantom یک راه آسان برای ارزیابی تعداد زیادی از اضلاع(edges) به صورت بصری(ویژوال) می‌باشد. این عملکرد، کاری که نوار راه‌راه(Zebra Stripes) انجام می‌دهد را انجام نمی‌دهد، اما نشانه‌ی خوبی از مماس بودن(tangency) در طول تعداد زیادی از اضلاع را به سرعت به ما می‌دهد. دوباره متذکر می‌شویم که این تنها مماس بودن(tangency) را ارائه می‌دهد و چیزی درباره‌ی پیوستگی خمیدگی(curvature continuity) به ما نمی‌فهماند؛ و اطلاعات جزئی همچون ابزار آنالیز انحراف(Deviation Analysis) به ما نمی‌دهد. بلکه تنها به ما می‌فهماند که آیا سالیدورک وجوهی که قرار است در امتداد ضلع، مماس(tangent) شوند را به حساب می‌آورد(بررسی می‌کند) یا خیر. 

در چندین نسخه‌ی قبل، سالیدورک سازگاری(tolerance) آنچه که به آن مماس(tangent) می‌گوید را گسترش داده است؛ که هم خبر خوبی است و هم خبر بد. اگر از Tangent Edges As Phantom بعنوان یک تکنیک آنالیز استفاده کنیم، باید آن را با آنالیز انحراف(Deviation Analysis) پیگیری کنیم تا بفهمیم که در حقیقت چقدر نزدیک هستیم.  من هرگز ندیده ام که این عملکرد، نتایج مثبت نادرست(false positives) ایجاد کند(اضلاعی که به صورت مماس باشند درحالیکه در حقیقت چنین نباشد)، اما نتایج منفی نادرست(false negatives) زیادی دیده ام(اضلاعی که به صورت غیرمماس نمایش می‌یابند درحالیکه مماس هستند). تصویر 12.17 وضعیتی را نشان می‌دهد که لبه‌ها با اضلاع سالید(solid) نمایش یافته‌اند اما آنالیز انحراف(Deviation Analysis) آنها را دارای یک انحرافِ ماکزیممِ صفردرجه(zero-degree)  نشان می‌دهد. 

(تصویر 12.17: استفاده از تنظیم Tangent Edges As Phantom)

اندازه گیری مماس(tangency) کمی تلرانس دارد. کاربران نمی‌توانند این تلرانس را کنترل کنند، و مستندات نیز نمی‌گویند که این چه چیزی است. اگر سالیدورک بگوید که دو وجه(face) در یک ضلع مماس نیستند، می‌توانیم آن را باور کنیم اما اگر سالیدورک بگوید که وجوه مماس هستند، هنوز باید بپرسیم که آنها چگونه مماس هستند. این سوالی است که آنالیز انحراف(Deviation Analysis) می‌تواند پاسخ دهد. 

استفاده از آنالیز هندسی(Geometry Analysis) در سالیدورک

یک ابزار دیگر که نسبتاً جدید است، ابزار آنالیز هندسی نام دارد. ما می‌توانیم آن را در منوی Tools یا زبانه‌ی جدید Evaluate در CommandManager پیدا کنیم. این یک ابزار بسیار مفید برای عیب‌یابی اَشکال هندسی مشکل‌ساز است. بخش PropertyManager که در تصویر 12.18 نشان داده شده است، به ما کمک می‌کند تا چندین آیتم خاص را جستجو کنیم:

◆◆ Short edges (اضلاع کوتاه)
◆◆ Small faces (وجوه کوچک)
◆◆ Sliver faces (وجوه باریک)
◆◆ Knife edges/vertices (رئوس یا لبه‌های تیز)
◆◆ Discontinuous faces or edges (وجوه یا اضلاع ناپیوسته)

(تصویر 12.18 : استفاده از آنالیز هندسی برای پیدا کردن نقاط معمولی مشکل‌ساز)

این نوعِ خاص از هندسه، معمولاً باعث ایجاد مشکلاتی با دیگر فیچرها، از قبیل shell یا فیلت می‌شود. اگر با یک فیچر به مشکل برخوردید که به دلیلی یک نقص دارد که نمی‌توانید توضیح دهید، از ابزار آنالیز هندسی(Geometry Analysis)  استفاده کنید تا نقاط احتمالی مشکل‌ساز مشخص شوند. این، ابزاری نیست که همه‌ی کارهای شما را برایتان انجام دهد، بلکه اطلاعات مفیدی به شما می‌دهد تا به شما کمک کند تا کار خود را  بهتر انجام دهید و از حدس‌های کمتری استفاده کنید. ابزار آنالیز هندسی(Geometry Analysis) در نسخه‌ ی حرفه‌ای(Professional) و بالاتر از سالیدورک در دسترس است. 

استفاده از ارزیابی کارایی(Performance Evaluation) در سالیدورک

ابزار ارزیابی کارایی(Performance Evaluation) که قبلاً Feature Statistics نامیده می‌شد، از قبل در این کتاب برای اندازه‌گیری زمان‌های بازسازی(rebuild times) برای فیچرهای شخصی در پارت‌ها استفاده شده است. برای دسترسی به این ابزار، می‌توانید به منوی Tools بروید یا به زبانه‌ی Evaluate از CommandManager مراجعه کنید. ابزار ارزیابی کارایی، زمان‌های بازسازیِ هریک از فیچرهای شخصی درون یک پارت را لیست می‌کند. این برای جستجو در فیچرها و محک‌زنی سخت افزار یا نسخه‌های سالیدورک و معرفی بهترین روش‌ها برای ابزارهای مختلف و تکنیک‌های آنها مفید است. تصویر 12.19 رابط کاربری ابزار ارزیابی کارایی را نشان می‌دهد. 

(تصویر 12.19 : ابزار ارزیابی کارایی به ما کمک می‌کند تا زمان‌های بازسازی را برای فیچرها آنالیز کنیم )

به طور کلی، توصیه نمی‌کنیم که زیاد به داده‌هایی که ابزار ارزیابی کارایی(Performance Evaluation) ارائه می‌دهند تکیه کنید؛ نه به خاطر اینکه این داده‌ها نادرست هستند، بلکه به خاطر اینکه زمانِ بازسازی(rebuild time) همیشه بهترین راه برای ارزیابی یک مدل نیست. شما قطعاً می‌توانید از این اطلاعات استفاده کنید، اما همچنان نیاز دارید در مورد آن فکر کنید. صرف نظر از زمان بازسازی(rebuild time)، یک فیچر که بازسازی(rebuild) آن زمانی طولانی صرف کند، اما نتیجه‌ی صحیحی بدهد، همواره بهتر از فیچری است که نتیجه‌ی درستی ندهد. 

استفاده از شانه‌ی خمیدگی(Curvature Comb) در سالیدورک

شانه‌ی خمیدگی(Curvature Comb) در سالیدورک، یک ابزار گرافیکی است که می‌توانیم آن را به یک اسپلاین(spline)، دایره، آرک، بیضی یا سهمی اعمال کنیم تا خمیدگی(curvature) را در امتداد طول منحنیِ(curve) خود، اعمال کنیم. ما نمی‌توانیم یک شانه‌ی خمیدگی را به یک خط مستقیم اعمال کنیم، زیرا خطوط مستقیم، خمیدگی ندارند. ارتفاع شانه‌(comb)، خمیدگی(curvature) را مشخص می‌کند. خمیدگی(یعنی c)، به صورت معکوس شعاع(c = 1/r) تعریف می‌شود. بنابراین هرچه شعاع(radius) کوچکتر می‌شود، خمیدگی بزرگتر می‌شود. تصویر 12.20 یک شانه‌ی خمیدگی(Curvature Comb) که به یک اسپلاین(spline) اعمال شده است را نشان می‌دهد. توجه کنید که این اسپلاین، به صورت پیوسته خمیدگی را تغییر می‌دهد. یک آرک، درواقع یک خمیدگی ثابت(constant) دارد. 

(تصویر 12.20: یک شانه‌ی خمیدگی که تغییر پیوسته‌ی خمیدگی اسپلاین را نشان می‌دهد)

وقتی که شانه از اسپلاین عبور می‌کند، یعنی اینکه جهت خمیدگی تغییر کرده است(بعنوان مثال، از حالت مقعر یا concave up  به محدب یا concave down). هنگامی که شانه با اسپلاین متقاطع می‌شود، یعنی اینکه اسپلاین در آن نقطه خمیدگی ندارد. شانه‌های خمیدگیِ سرفیس(Surface Curvature Combs) از منوی RMB (دکمه راست کلیکِ ماوس) روی یک سطح، در دسترس هستند(با اینکه ممکن است شما نیاز داشته باشید تا از فلش‌های دوطرفه‌ی گسترش دهنده در زیر منو استفاده کنید تا آن را مشاهده کنید). این به ما کمک می‌کند تا خمیدگی را در راستای منحنی‌های UV از وجه مورد نظر، تجسم کنیم. همان طور که در تصویر 12.21 نشان داده شده است. 

(تصویر 12.21 : شانه خمیدگی سرفیس به ما کمک می‌کند تا خمیدگی را روی وجوه خمیده تجسم کنیم)