伴隨著市場的飛速成長，客戶對我們的軟件也提出了更高要求。在虛擬浮雕中，矩形網(wǎng)格的特性決定了，在設(shè)計深浮雕、棱角清晰的浮雕(如部分飾品或帶建筑物的紀念幣等)、或設(shè)計簡單的有直側(cè)壁或準直側(cè)壁的注塑模等模型時，側(cè)面通常會有鋸齒出現(xiàn)。設(shè)計上的鋸齒現(xiàn)象影響加工出來的產(chǎn)品效果，增大了后期處理工序的難度，在一定程度上限制了虛擬雕塑的應(yīng)用范圍。

為了積極響應(yīng)市場需求，在JDPaint5.5中，創(chuàng)新性的引入準矩形網(wǎng)格曲面的概念，根據(jù)準矩形網(wǎng)格的特性增加了消除鋸齒功能，開創(chuàng)了浮雕類軟件側(cè)面無鋸齒的先例。從而很大程度上的彌補了原有浮雕模型在加工成金屬模具時所暴露出的不足，也必將進一步擴大虛擬浮雕在模具行業(yè)的應(yīng)用范圍。

▲圖 1-A 矩形網(wǎng)格

▲圖 1-B 準矩形網(wǎng)格

▲圖 1-C 光滑 90 度直側(cè)壁云板（局部）

▲圖 2 同一云紋模型局部（消除鋸齒前）

▲圖 3 同一云紋模型局部（消除鋸齒后）

圖 1-A 和圖 1-B、圖 1-C 分別為用矩形網(wǎng)格和準矩形網(wǎng)格設(shè)計的模型，圖 A 中圓圈處有鋸齒（放大觀察比較明顯），圖 1-B 及圖圖 1-C 中圓圈處是光滑的。

要實現(xiàn)消除模型的鋸齒，在虛擬雕塑中除對原有的操作命令作適當(dāng)調(diào)整外，還增加了相應(yīng)的新功能。為了便于正確理解和操作準矩形網(wǎng)格，應(yīng)用好消除鋸齒功能，接下來要對準矩形網(wǎng)格的概念、命令實現(xiàn)的基本原理、操作步驟及相關(guān)選項等作詳細的說明。

消除鋸齒所涉及到概念名詞解釋：

1、什么是鋸齒

用矩形網(wǎng)格曲面表示的浮雕模型，直側(cè)壁或準直側(cè)壁通常會有不光滑的現(xiàn)象，稱之為鋸齒。矩形網(wǎng)格是通過改變網(wǎng)格頂點的 Z 坐標來描述模型的，在所有的后續(xù)操作中頂點的 X、Y 坐標是不改變的。

利用矩形網(wǎng)格的這種簡化約定，才有可能在渲染的狀態(tài)下對數(shù)百萬到千萬頂點數(shù)的模型進行浮雕造型。也正是這種簡化約定決定了用矩形網(wǎng)格為構(gòu)造框架的浮雕類軟件（圖像軟件）不能表現(xiàn)嚴格的直側(cè)壁（90 度直側(cè)壁），邊界會有小于 0.5 個步長的誤差，直側(cè)壁，準直側(cè)壁處會有鋸齒現(xiàn)象。要解決邊緣鋸齒現(xiàn)象，必須從否定浮雕軟件中最基本的假設(shè)――簡化約定的網(wǎng)格頂點 X、Y 坐標不能改變?nèi)胧郑瑒?chuàng)建一種新的網(wǎng)格基型，那就是準矩形網(wǎng)格。

2、什么是準矩形網(wǎng)格曲面

所謂準矩形網(wǎng)格曲面是在矩形網(wǎng)格曲面的基礎(chǔ)上，去掉頂點 X、Y 坐標不能移動的約定，為了適應(yīng)現(xiàn)有的硬件環(huán)境，同時約定其移動的范圍非常很小，絕大部分情況下小于一個步長；

并且把所有頂點分為邊界頂點及非邊界頂點，對邊界頂點及非邊界頂點在磨光等操作時可采取不同的策略，消除鋸齒的過程就是把邊界頂點與 2D 曲線或 3D 曲線對齊的過程。

3、邊界頂點――引用該頂點的所有四邊形中的頂點數(shù)，至少有一個頂點的顏色值與其顏色不相同。

4、內(nèi)、外邊界頂點――在消除單個特征的鋸齒時，如果一個點是邊界頂點，而且頂點的顏色與特征的顏色相同，則為內(nèi)邊界頂點。反之則是外邊界頂點。

5、邊界多邊形――至少有一個頂點是邊界頂點的四邊形叫邊界多邊形。

消除鋸齒的過程就是把邊界頂點吸附到其附近的 2D 曲線／點（改變邊界頂點的 X 、Y 坐標）或 3D 曲線/3D 點（改變邊界頂點的 X、Y、Z 的坐標）上，并為這些頂點設(shè)置已對齊邊界標志。消除鋸齒后邊界頂點的 X、Y、Z 坐標發(fā)生改變，邊界多邊形受到影響，邊界局部可能出現(xiàn)新的不光滑現(xiàn)象，這時用磨光命令可消除新的不光滑現(xiàn)象。

在菜單欄里，新增了線框顯示方式，在這種顯示方式是按照模型步長為單位的網(wǎng)格顯示，便于我們直觀的理解消除鋸齒命令的工作原理，能夠清晰的顯示邊界頂點。如圖 4 所示，藍色區(qū)域顯示的是特征邊界。

▲圖 4

▲圖 5 沒有消除鋸齒前的矩形網(wǎng)格俯視圖的局部顯示

消除鋸齒，特征邊界對齊邊界曲線的過程，圖中邊界頂點都用菱形小塊標注了。

▲圖 6

運用消除鋸齒里的“指定特征邊界”命令后，邊界頂點與 2D 曲線在 X、Y 方向上對齊，如果是 3D 邊界曲線就是在 X、Y、Z 方向?qū)R。

▲圖 7

在 JDPaint5.5版中，既可以像以前的版本一樣處理矩形網(wǎng)格曲面，也可以處理準矩形網(wǎng)格曲面。達到消除鋸齒的效果，可以在建模的過程中與其它命令有機結(jié)合；亦可直接用以前的方式用矩形網(wǎng)格建模，完成之后再對需要消除鋸齒的地方進行消除鋸齒操作。

消除鋸齒功能的詳細說明：

實現(xiàn)命令的操作步驟及其選項詳解，沖壓勾選生成光滑直側(cè)壁選項，擦除邊界標志說明，磨光中的相關(guān)選項。

1、矩形網(wǎng)格與準矩形網(wǎng)格的相互轉(zhuǎn)化

在虛擬雕塑環(huán)境下，有兩種方式把矩形網(wǎng)格轉(zhuǎn)化成準矩形網(wǎng)格：在顏色特征內(nèi)沖壓時，預(yù)選邊界曲線，選擇生成光滑直側(cè)壁，就可把當(dāng)前的矩形網(wǎng)格轉(zhuǎn)化成準矩形網(wǎng)格；在特征菜單下，選擇消除鋸齒命令后，也可把當(dāng)前的矩形網(wǎng)格轉(zhuǎn)化成準矩形網(wǎng)格。通過消除鋸齒下的轉(zhuǎn)為矩形網(wǎng)格選項，可以把當(dāng)前的準矩形網(wǎng)格轉(zhuǎn)為矩形網(wǎng)格。

▲圖 8

沖壓，選擇生成光滑直側(cè)壁，可把當(dāng)前模型轉(zhuǎn)為準矩形網(wǎng)格。

2、消除鋸齒

消除鋸齒通常要具備的兩個條件，不同顏色特征之間的邊界和邊界上的 2D/3D 線，單線定義邊界方式消除鋸齒例外。

▲圖 9 消除鋸齒命令導(dǎo)航欄

A. 指定特征邊界——指定單個要消除鋸齒的特征邊界。具體操作是先預(yù)選該特征邊界的邊界曲線，再左鍵點擊指定的顏色特征。如圖 10 所示指定其中藍色區(qū)域單獨進行消除鋸齒操作。

▲圖 10

B. 所有顏色邊界——對模型中所有的特征邊界消除鋸齒操作。預(yù)選所有邊界曲線，選擇該項右鍵結(jié)束命令，完成操作。預(yù)選所有的邊界曲線對所有顏色區(qū)域進行消除鋸齒操作。

▲圖 11

C. 單線定義邊界——可以不需要顏色特征，僅通過單線定義對齊邊界。預(yù)選單線，選擇該項右鍵結(jié)束命令，完成操作。在單線定義的區(qū)域內(nèi)填色，以及相關(guān)后續(xù)設(shè)計的浮雕模型直側(cè)壁是光滑無鋸齒的。

▲圖 12

在單線定義的區(qū)域內(nèi)填色，以及相關(guān)后續(xù)設(shè)計的浮雕模型直側(cè)壁是光滑無鋸齒的。

▲圖 13

▲圖 14

D. 刪除特征內(nèi)邊界——在進行消除鋸齒的操作時，需要指定特征邊界，同時會在模型上指定的位置作上標志，以保證邊界頂點在坐標 X、Y 向不動，使直側(cè)壁光滑。當(dāng)新的特征區(qū)域與已經(jīng)消除鋸齒區(qū)域相交，已經(jīng)指定的特征邊界位于新特征區(qū)域內(nèi)部，那么在該處所作的邊界標志會影響后續(xù)操作，這時需要運用刪除特征內(nèi)邊界命令把特征內(nèi)部邊界刪除，以便操作。

▲圖 15

應(yīng)用命令后，特征內(nèi)的邊界標志被刪除掉了。

▲圖 16

E. 轉(zhuǎn)為矩形網(wǎng)格——根據(jù)需要可以應(yīng)用該命令把現(xiàn)有的準矩形網(wǎng)格模型轉(zhuǎn)為矩形網(wǎng)格。

F. 調(diào)整特征邊界頂點 Z 坐標——根據(jù)需要，對邊界頂點進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以保證準直側(cè)壁或90 度直側(cè)壁光滑。在不勾選只操作流動層的情況下，邊界頂點調(diào)整到的數(shù)值就是把該特征邊界頂點的 Z 坐一致標置為輸入的數(shù)值；在勾選只操作流動層的情況下，輸入的數(shù)值就是流動層上的邊界頂點 Z 坐標的變化范圍。

只操作流動層選項——該選項只對調(diào)整特征邊界頂點 Z 坐標命令有效。

只操作顏色那邊界選項——該選項只對指定特征邊界命令有效，勾選該選項，只有特征內(nèi)邊界頂點與邊界曲線對齊，特征外的邊界頂點則不變。

3、曲面上特征消除鋸齒

這是一種針對實際應(yīng)用消除鋸齒的說明。如圖 17 所示，圓的里面要起個區(qū)域浮雕，然后在曲面上做出花瓣，要求邊緣清晰無鋸齒。

▲圖 17

首先，圓形區(qū)域內(nèi)填色，運用消除鋸齒功能里面的指定邊界命令消除圓形邊界鋸齒，再起區(qū)域浮雕。

▲圖 18

基高為 1 的區(qū)域浮雕直側(cè)壁邊緣不光滑。

▲圖 19

運用調(diào)整特征邊界頂點 Z 坐標，邊界頂點 Z 調(diào)整到 1，直側(cè)壁變光滑。

▲圖 20

對曲面上的花瓣填色。

▲圖 21

為了讓所做的花瓣邊緣清晰無鋸齒，可以先對填色區(qū)域進行消除鋸齒操作。

▲圖 22

再做區(qū)域浮雕，則花瓣邊緣清晰無鋸齒。

▲圖 23

消除鋸齒（邊界磨光）

消除鋸齒（邊界磨光）它的優(yōu)點是不需要線，直接把顏色區(qū)域的邊界頂點磨光，可用在沒有二維線、外型尺寸要求不高、僅是要求邊界光滑的場合。如圖 24 所示。

▲圖 24 消除鋸齒（邊界磨光）

▲圖 25 消除鋸齒（邊界磨光）對話框

操作步驟：

1、選擇命令“特征→消除鋸齒（邊界磨光）”。

2、設(shè)置參數(shù)，輸入磨光次數(shù)、磨光選項。

3、點擊磨光邊界周圍的顏色區(qū)域，達到所要磨光效果即可。