Solid Edge.docx
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SolidEdge
第10章渲染功能
本章概要
渲染功能用于产生模型的效果图，适合进行产品的设计、模拟演示及与客户的直接沟通。
本章主要介绍如何在装配设计环境中，使用SolidEdge的渲染功能，达到逼真的可视化效果，以及生成供演示用的图片文件。
10.1概述
SolidEdge提供了强大、完美的渲染功能，如图10-1、10-2所示，设计者只需要简单的设置，就能够快速产生逼真的效果，使得产品在制造之前就能够看到成品效果。
软件的渲染功能非常适合进行产品的设计、模拟演示及与客户的直接沟通。
图10-1渲染效果演示一
图10-2渲染效果演示二
通常，我们将渲染分为两种：
一般渲染以及高质量渲染。
一般渲染是在产品设计过程中使用的渲染，能够让设计者在制造之前先看到实体模型效果，强化了设计过程；更进一步加强了设计人员与制造人员之间的交流，并以此消除一些问题和误解。
高质量渲染提供了产生逼真图片的工具，最直接、最逼真的显示不仅消除了与客户沟通上的障碍，并且可以增强客户对产品设计能力的信心。
渲染功能不仅需要考虑一般的颜色、灯光、背景、纹理等特性，还包括了反射、折射、阴影、透明度、光滑度和表面纹理、光线跟踪等专业功能。
10.2一般渲染的常规步骤
1、设置“颜色管理器”对话框，如图10-3、10-4、10-5所示。
图10-3使用颜色管理器图10-4使用单个零件样式
图10-5使用工具选项颜色设置
“使用工具选项颜色设置（UseToolsOptionsColorsettings）”：
本选项根据零件的状态（激活部件，未激活部件，建构）选用相应的颜色。
单击对话框中的“更改”按钮可以改变缺省的颜色设置。
此选项的优点是：
可以减少系统资源的占用；缺点是：
区分单个零件比较困难。
“使用单个部件样式（Useindividualpartstyles）”：
选择该选项是对特定零件进行单独的颜色设置的前提条件。
选中“显示并允许组件样式覆盖”按钮，使得单个零件能够以不同的颜色和不同的样式显示。
2、选择显示方式：
⑴.可见边；⑵.可见边和隐藏边；⑶.渲染；⑷.显示可见边的渲染；在上述的四种显示方式中，我们只能选择⑶或者⑷。
3、设定显示清晰度。
增加清晰度按钮用于改善图形的显示质量。
每次单击“增加清晰度”按钮，显示质量提高一级，也可以从下拉列表中选择数值（最大值是5）。
但是，显示质量越高，处理视图的速度就越慢，所以使用时需要权衡利弊。
4、选中零件后，设置“面样式（FaceStyles）”对话框，如图10-6所示，面样式对话框中包括许多可以定义的参数，如颜色、纹理、反射特性等。
使用此设置，可以将零件设置成不同的材料外观，例如设置成塑料纹理。
图10-6设置面样式
条形菜单中，如图10-7所示，按钮也可以设置“面样式”。
有关面样式参数选项的设置，将在高质量渲染中详细介绍。
按钮旁边的下拉式菜单中，罗列了已经定义的面样式，设计者可以对不同的零件使用不同的面样式。
图10-7使用面样式
10.3高质量渲染的常规步骤
高质量渲染是在一般渲染的基础上，更进一步的设置，使产品达到逼真的效果。
1、设置“颜色管理器”对话框。
2、选择显示方式：
渲染或者显示可见边的渲染。
3、设定显示清晰度。
4、选中零件后，设置“面样式（FaceStyles）”对话框。
在装配工作区中直接选择零件或者在装配路径查找器（AssemblyPathFinder）中选择需要编辑的零件，然后在主菜单“格式”中，单击“面”来设置被选择零件的所有参数。
①.边（Edges）选项卡，如图10-8所示。
图10-8设置边选项卡
装配图中，如果渲染方式使用了“线框（Wireframe）”或者“矢量隐藏线（VHL）”方式时，零件的边可以单独设置一种颜色。
这种颜色有助于在装配图中突出该零件。
SolidEdge提供的“混合RGB颜色”，“线宽”和“线条图案”选项为该功能的实现提供了保障。
②.面（Faces）选项卡，如图10-9所示。
图10-9设置面选项卡
此选项卡能够定制零件的各种颜色属性。
预览窗口将显示参数值修改后产生的效果。
散射、反射、周围环境、放射也和光源的颜色一样，可以进行色调、饱和度以及强度的个性化设置。
③.纹理（Texture）选项卡，如图10-10所示。
图10-10设置纹理选项卡
SolidEdge提供的缺省纹理文件位于：
“软件安装目录\Images\Textures\”下。
当一种纹理被加载后，其设置选项将变得有效。
设置为“表面（Surface）”时，则实体上的面边界和面可以分别单独地使用图像，图像的比例和拉伸则根据面的大小而自动进行调节。
设置为“整体（World）”时，纹理就像包装纸，系统将纹理应用到整个模型上，并采用相同的图像比例和方向，而与面的边界方向无关。
④.凹凸纹理（Bump）选项卡，如图10-11所示。
图11设置凹凸纹理选项卡
凹凸纹理图像能够在零件表面产生浮雕阴影外观，从而提高了真实感。
但是，该选项仅在设置了面样式中的“纹理选项”，以及在渲染模式中指定“光线跟踪（RayTraced）”或者“逼真渲染（PhongShaded）”后，才能显示。
凹凸纹理并不改变零件表面的颜色，但是它能使表面看起来像是立体的。
⑤.外观（Appearance）选项卡，如图10-12所示。
图10-12设置外观选项卡
选中“投射阴影”选项时，指定此零件将投射阴影到其他被指定“接受阴影”选项的零件表面。
选中“接受阴影”选项时，指定此零件将在表面显示其他指定“产生阴影”选项的零件投射的阴影。
⑥.反射框（ReflectionBox）选项卡，如图10-13所示。
图10-13设置反射框选项卡
面样式中的反射框功能与“视图”对话框中的反射框功能类似，不同的是它应用于所有的面。
在SolidEdge中,可以为每个零件分别定义反射框属性。
在设置“视图”篇幅中将具体介绍。
5、设置“视图”对话框，如图10-14所示。
在此对话框中，SolidEdge提供了大量的自定义视图显示的选项。
选项的参数值将直接影响到渲染的效果，在此我们将非常详细地介绍较重要的选项。
图14格式化视图
①.渲染选项卡，如前图10-14所示。
透视（Perspective）——缺省状态下，SolidEdge将视图的透视特性设置为正交方向，也就是不管距离的远近，平行线仍然显示成平行线。
如果设定视图的透视特性，则将平行线显示为分叉或者相交的形式，给人一种有距离感、有深度感的立体外观。
设置视图的透视特性与选择照相机的镜头相类似。
选项“35mm”导致平行线急剧的分叉，这犹如使用了一个广角的镜头；选项“85mm”给出的就是用近距镜头拍出的照片效果。
渲染模式（RenderModes）——将视图显示的渲染模式设置成：
线框（Wireframe）、轮廓（Outline）、矢量隐藏线（VectorHiddenLine，VHL）、光滑渲染（SmoothShaded）、矢量隐藏线覆盖光顺（SmoothwithVHLOverlay）、逼真渲染（PhongRendering）。
缺省状态下视图的渲染模式是在这儿设置的。
隐藏线（HiddenLines）——当视图的渲染模式设置成“矢量隐藏线（VectorHiddenLine）”时，可以设置隐藏线显示的方式。
如果要更详细地描述隐藏线，通过百分比的数值来调节隐藏线的亮度，“0%”为最亮，“100%”为最灰暗。
其它调节视图中隐藏线的显示方式的选项是“关（Off）”和“虚线（Dashed）”。
消除锯齿级别（AntialiasLevel）——控制边界的光滑显示。
边界光滑程度能够区别渲染得好与坏。
这个设置对渲染处理的时间和系统资源的利用有很大的影响，因此该选项一般在视图的最后处理阶段才设置。
景深衰减（DepthFading）——通过加亮离观察者较近的图形，同时使离观察者较远的视图变暗来达到立体的效果。
本选项与透视选项一起使用将更有效。
阴影（Shadows）——指定装配中是否显示阴影。
阴影是通过定义一个存在的光源，以及设置一个允许投影及显示阴影的面样式而产生的。
纹理（Textures）——指定在渲染时是否显示表面的纹理。
表面纹理是通过与面样式相对应的位图来定义的。
在零件上进行纹理的渲染可以给零件一个正确的外观，并且反映了设计的意图。
例如，木质纹理可以用于家具，水纹可以用于铸件表面。
另外，纹理还可以通过模仿设计特征来节约时间。
例如，音箱的表面包含许多孔，如果通过建模方式产生这些细节，将是一件费时的事，而且也没有这个必要，可以通过在零件模型的光滑表面上应用纹理产生，如图10-15所示。
反射（Reflections）——指定在渲染状态下是否产生反射效果。
反射程度可以在不同的面样式中分别指定，并且可以应用于装配中的不同零件。
图10-15使用纹理
②.灯光选项卡，如图10-16所示。
图10-16灯光选项卡
选项卡中提供的设置光源最多有八种。
红、绿、蓝三种光线的量可在光线混合器中调整，通过改变颜色设置值给“渲染”营造一个独特外观是有用的。
调整“色调（Hue）、饱和度（Saturation）、亮度（Intensity）”滑块来设置光线的强度。
所有这八种光源都可以自己定义，预览窗口会根据光线设置值而自动更新，综合显示所有光线对渲染的影响。
一种光源的设置值可以如下快速复制：
单击某一光源，按住鼠标，拖至目标光源。
这是将一种光源值设定为跟另一种光源值相同或者相似非常有效的方法。
倾角（Pitch）——每个光源都可以独立地绕着装配件移动以得到最佳的光线效果。
你可以通过输入光源适当的倾角值来调节照射装配件的光源。
环境光源（Ambient）——设置最低的光照度，而不管其它光源选项的设置。
对环境光源也可以进行颜色和强度的调整。
环境光源是漫反射的，不会产生阴影。
③.背景选项卡，如图10-17所示。
通过提供背景来强化零件及装配件的显示效果。
背景由“位图（BitmapImage）”或者“渐变（Gradient）”组成。
如果选择位图，软件将提供极大的创作空间，像公司图标这种详细的图形也可以制作出美观实用的背景。
图10-17背景选项卡
④.反射框选项卡，如图10-18所示。
图10-18反射框选项卡
反射框选项卡的功能与背景选项卡中的图像方式类似。
但是，背景中的图像方式只能置换模型后面的一幅图，而反射框选项卡则可以置换六个背景面。
这就类似于将一个装配件放入一个虚拟的三维空间。
如果一个装配件中存在具有反射面的零件，并且“渲染”选项卡中的反射选项被选中时，虚拟空间墙壁上的图像将在装配件表面产生反射。
反射框中所用的图像以平铺方式显示。
将一幅图像从一个面板移动到另一个面板，只需要简单的用鼠标拖放一下即可。
单独改变某一面板的图像时，先选择这个面板，并单击“浏览（Browse）”按钮，选择所需要的图像文件。
SolidEdge提供的反射框图像文件的目录是：
“软件安装目录\Images\environments\reflection_boxes\”。
10.4光线跟踪
SolidEdge提供装配件的光线跟踪渲染。
这个过程花费更多的时间，但产生的效果也是显著的。
光线跟踪渲染与普通渲染的主要区别在于：
普通渲染仅提供零件反射，而光线跟踪渲染增加了零件与零件之间的反射。
零件与零件之间的反射不仅反映了零件自身在装配图中的产生的反射，还反映了零件之间的反射。
这种反射类型在其它渲染程序中是没有的，然而产生这些反射所进行的大量计算会急剧增加占用系统资源的数量。
使用“光线跟踪”渲染，首先需要单击主菜单“环境”中的“虚拟工作室”，进入虚拟工作室环境；其次，在主菜单“格式”中单击“渲染设置（RenderSetup）”命令，渲染选项卡中，设置渲染模式为“光线跟踪（RayTraced）”，如图10-19所示。
图10-19使用光线跟踪命令
此处的渲染设置优先于进入虚拟工作室环境之前视图选项中的渲染设置。
除光线跟踪渲染所特有的设置选项以外，其他渲染选项和“视图”中的渲染选项卡相类似。
主菜单“格式”中的“渲染区域（RenderArea）”命令非常有用。
它可以在不计算整个视图的情况下，预览部分渲染视图，有助于确认渲染设置以及面样式对话框中的设置能够产生预期的效果。
必须注意的是：
产生光线跟踪所需要的时间是由硬件决定的，内存和处理器的速度决定了光线跟踪渲染生成的速度。
10.5保存图像
一旦设置完渲染选项，获得了满意的视觉效果，就可以单击主菜单“文件”中的“以图像保存”命令，将渲染的效果保存为一个二进制地位图文件。
软件提供的图像文件格式包括：
“bmp、jpg、tif、wrl”。
对话框中的“选项”命令可以对图像文件进行更深一步地设置，如图10-20所示，即是“bmp”格式文件的图像选项。
其中，需要将“交替查看格式（AlternateViewStyle）”选择为“视图表达格式（PresentationViewStyle）”，这样软件会使用到渲染设置中的所有参数。
图像的保存也可以使用其他的截屏工具。
例如，推荐使用的“SnagIt”，能够达到非常好的图形效果，操作也极其方便。
10.6渲染实例
1、概述
图10-20设置图项选项
完成本实例后，将能够完成渲染的设置和渲染效果的浏览、保存。
2、目标
本例中将使用一个已经存在的装配件，完成渲染的设置和渲染效果的浏览。
完成本实例后，如果读者有兴趣，可以返回前几个步骤，重新修改部分参数，观察一下渲染效果的变化。
本实例覆盖以下知识点：
阴影（Shading）、纹理（Textures）、背景（Backgrounds）、光线颜色（LightColors）、光源（LightSources）、面特性（SurfaceProperties）、光线跟踪（RayTracing）。
3、操作步骤：
（参考文件“Ex_Sample.asm”）
⑴.打开装配文件“Sample.asm”，如图10-21所示。
注意：
在打开装配文件时，需要选中“打开文件”对话框中的“激活所有零件（ActivateAllParts）”选项。
如果打开的装配件没有渲染，单击主工具条中的“渲染”按钮。
图10-21装配件模型
⑵.主菜单“工具”中单击“颜色管理器（ColorManager）”。
在颜色管理器对话框中，单击“使用单个零件样式”和“显示并允许装配样式覆盖”选项。
⑶.建立新的“面样式”：
单击主菜单“格式”中的“样式”，对话框中将“样式类型（StyleType）”选择为“面样式”，如图10-22所示。
①.在“样式（Styles）”选项中选择“Copper”，然后单击“新建”按钮。
②.新建面样式对话框中的“名称”选项卡中，“名称”栏输入“My_Copper”。
新样式是基于上一步所选用的“Copper”样式，也可以在“基于”下拉式选项中选择其他样式。
图10-22建立新的面样式
③.如图10-23所示，“外观”选项卡中将亮度设置为“0.6”，反射度为“0.33”。
可能会出现警告信息“反射将无法显示在预览窗口，因为当前的控件窗口已将反射关闭”。
不用理会它，继续进行其他设置，因为该选项将会在后面设置。
图10-23设置外观选项卡
④.单击“确定”按钮，关闭“新建面样式”对话框，然后关闭“样式”对话框。
现在已经建立了一个面样式，可以将它应用于装配图中的多个零件。
⑷.零件使用“面样式”：
单击“选择”命令，选择零件“Sewwb06.psm”，然后在条形菜单中将面样式改为“My_Copper”，如图10-24所示。
同样，使用上述方法设置其他的零件面样式，如图10-25所示。
完成后的装配件如图10-26所示。
至此，已经完成了装配件的一般渲染，“保存”文件。
⑸.隐藏参考面：
装配工作区的空白处单击鼠标右键，在快捷菜单中单击“隐藏所有参考面”命令。
图10-24设置零件面样式
图10-25设置其他零件面样式
图10-26使用面样式
⑹.使用“选择”命令，选择零件“Sewwb06.psm”，再单击主菜单“格式”中的“面”命令。
“格式化面样式”对话框中，设置如下选项：
①.纹理选项卡中，预览渲染模式中选择“Phong渲染”，单击“浏览”按钮，并打开文件“软件安装目录\images\textures\other\cast_copper_00.jpg”。
②.“外观”选项卡中将亮度设置为“0.72”，反射度设置为“0.42”。
可能会出现警告信息“反射将无法显示在预览窗口，因为当前的控件窗口已将反射关闭”，如图10-27所示。
不用理会它，继续进行其他设置，因为该选项将会在后面设置。
图10-27警告提示
选项设置完毕，单击“确定”按钮。
需要注意的是，所作的设置并非即刻反映出来，需要进行“视图”对话框的设定。
对于其他零件，按照如图10-28所示参数值，根据上述的方法进行设置。
图10-28格式化面样式
⑺.单击主菜单“格式”中的“视图”。
在“格式化视图（FormatView）”对话框中，具体设置如图10-29、10-30、10-31所示，结束后单击“确定”按钮，效果如图10-32所示。
可以尝试不同的设置，如光线的颜色、增加环境光源的数值、光源的角度值等，观察修改后产生的效果。
图10-29设置渲染
⑻.产生光线跟踪渲染：
主菜单“环境”中单击“虚拟工作室”，进入虚拟工作室环境。
主菜单“格式”中单击“渲染设置（RenderSetup）”命令，在渲染模式中选择“光线跟踪”。
主菜单“格式”中单击“场景渲染（RenderScene）”，观察“光线跟踪”的实际效果，如图10-33所示；还可以单击主菜单“格式”中“区域场景（RenderArea）”命令，进行视图的局部处理。
必须注意的是产生光线跟踪所需要的时间是由硬件决定的，内存和处理器的速度决定了光线跟踪渲染生成的速度。
⑼.保存光线跟踪渲染效果图：
在“文件”菜单中，单击“以图像保存”命令，将渲染效果保存为“jpg”格式的文件。
这是制作供演示或者介绍效果图像的最后一步。
图10-30设置灯光
图10-31设置背景
图10-32渲染效果图
图10-33光线跟踪渲染效果图
图像选项对话框中，进行如图10-34所示。
注意需要将“交替查看格式”选择为“视图表达格式（PresentationViewStyle）”，这样软件会使用到渲染设置中所有的光线跟踪参数。
图10-34设置图像选项
为图像命名并保存。
⑽.单击“返回”按钮，回到装配环境。
⑾.保存并关闭文件。
10.7练习
打开装配件“Render.asm”，完成如图10-35所示渲染效果。
要求：
（参考文件“Ex_Render.asm”）
①.零件“Table.par”使用纹理文件“Wood.jpg”，亮度为“0.5”，反射度“0.2”。
②.零件“CandleStick.par”选择已有面样式“Copper”。
③.使用“梯度”背景，类型为“圆形斑点”。
图10-35渲染练习
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