Du kanske har råkat ut för detta – den modell du ser på skärmen är uppdelad i flera triangulära paneler i olika storlekar, som tillsammans utgör något som liknar den modell som du förväntade dig att se. I sådana fall har du en modell som består av polygoner. När är det vanligt att använda sådana polygon modeller, och vad kan man göra med en modell av denna typ i Solidworks? Vi kommer att titta på det här.

Vi tar de grundläggande saker först; Polygoner är ett sätt att representera 3D geometrier, som är speciellt ofta används i 3D-program för visuell design, film och VR, som MODO, Maya, 3Dstudio Max och Cinema4D. En av fördelarna med polygonmodeller är att de i grund och botten tar liten plats på disken, och laddar därför snabbt. I realtid 3D-applikationer som spel och VR är särskilt viktigt. Där utgör vanligtvis polygon-modeller grundläggande geometri, och därefter tillsätts olika bildfiler på de modeller som inte bara styr färg och konsistens, men också den detaljnivå (normal maps), genomskinliga områden (alfa Maps) och många andra saker. Allt för att 3D-prestanda ska vara så bra och realistisk som möjligt. Detta är en bit bort från vad vi är vana vid industriella CAD-program, men polygoner även sin funktion i Solidworks.

Polygon filer används i 3D utskrift

Om du har skickat från dina filer som ska skrivas ut på en 3D-skrivare, så du kan ha använt STL filformat. Detta är ett polygon-baserat format, som de flesta 3D-skrivare accepterar. Även en del typer av scanner-programvara använder STL när filer överförs till CAD. När du sparar STL från en Solidworks-fil, blir det alltså sparat i en fil som innehåller polygoner.
Arbetar du mycket med industrier som använder program som MODO och 3DStudio är det också vanligt att få polygonmodeller därifrån, även om många av dessa program också kan exportera till IGES, STEP, ACIS och Para, som är format som Solidworks förstår bättre. Som i de flesta andra liknande applikationer kan geometrin i en WORKS fil nämligen anges som antingen Boundary Representation (B-Rep) eller NURBS, som är andra sätt att definiera 3D geometri, och typiskt endast stöds av den typiska CAD programmen i fråga.

Vissa filformat visas som polygoner i Solidworks

Om du arbetar med byggbranschen och behöver ha en fil i Solidworks från antingen Revit eller ArchiCAD är det vanligt att använda formatet IFC. IFC format visas som polygoner, och kan därför se lite konstigt på skärmen. Om du sparar till en IFC-fil eller andra polygon-baserade filformat, finns Bildkvalitet – inställning som styr hur finmaskig polygon-meshet blir.
Läs mer om IFC här ( på norska) : https://plmgroup.no/blogg/dette-bor-du-vite-om-importering-av-ifc-filer-til-solidworks/

Du som arbetar med polygonmodeller redan.

Vad du ser på skärmen i Solidworks när du arbetar med en vanlig modell, är faktiskt en polygon version av modellen. Modellen som du arbetar med, blir nämligen utan att du märker det förvandlas till en polygon version av algoritmerna för att skuggning ska kunna återges så att modellen visas på ett naturligt sätt. Denna polygonmodell för grafisk display behöver du inte bry dig om, men du märker det om upplösning av modellen är för låg för vad den ska visa, till exempel vid ändarna av långa och tunna cylindriska ytor. Du kan för övrigt styra denna upplösning med den övre skjutreglaget under Document Properties – Image quality. Om du ska spara till ett polygonformat Solidworks är detta den grafiska polygonmodell, med din valda lösning, som ligger till grund när modellen sparas. Det är bra att veta när vi nedan kommer att titta på hur vi kan importera och exportera polygon modeller.

Hur man importera polygonmodeller till Solidworks

Solidworks kan representera geometri på olika sätt – där de två vanligaste topologiska kategorierna är Solid bodies och Surface bodies. Solid och Surface kan definieras matematiskt som antingen B-Rep eller NURBS beroende på hur geometrin visas (om geometri består av är prismatisk- eller friformgeometri, till exempel). Graphic bodies är en tredje väg, och detta kan vara antingen polygoner eller punktmoln.
Solidworks kan importera flera olika polygonformat, och vi skiljer mellan två olika sätt att importera dessa på, där en typ finns i Professional och Premium-versioner och ger dig några alternativ för att fortsätta att arbeta med modellen.

Importmetod 1:
Med Solidworks Standard, Professional och Premium kan från man version 2017 importera formaten STL, OBJ, OFF, PLY, PLY2 och WRL
Med den här metoden kan du välja om du vill importera modellen som Graphic Body, Solid Body eller Surface Body. Du kan alltså få in modellen som solid, men bara om den uppfyller kraven för solidmodeller, som att volymen skall vara låst och att modellen måste vara rensad från så kallad Non-Manifold geometri. (Https://transmagic.com/what-is-non-manifold-geometry/).
WRL format har ett separat upplägg, och anledningen till det är att det här formatet har sina egna importinställningar, där du kan välja om du vill inkludera eller exkludera bild texturer.

Importmetod 2:
Med Solidworks Professional (2016 och senare) och Solidworks Premium kan du genom att aktivera add-in’en ScanTo3D, importera formaten 3DS, STL, OBJ, WRL, PLY, PLY2.
Om du väljer importalternativet ”ScanTo3D Mesh Files ….” öppnar du filen på ett sådant sätt att du kan arbeta på det med ScanTo3D. Med ScanTo3D kan du kortfattat återskapa Solid-geometri med polygonmodeller som en startpunkt – vilket är önskvärt om utgångspunkten är en scannad produkt som skall modifieras eller på annat sätt ingår i de nedströms belägna processerna.

Hur lagrar man då polygon format som OBJ?

En användbar funktion i ScanTo3D är att du också kan exportera till flera polygonformat. Exporten till STL har sina egna inställningar, men vad händer om du vill exportera till ett format som kan öppnas i 3DStudio eller en Say Unity eller Unreal miljö, för att skapa VR versioner av dina modeller? Då måste du kunna exportera till exempelvis filformatet OBJ.

Workflowen för detta är:
1. Spara Solidworks filen till filformatet WRL
2. Öppna WRL-fil. Med ScanTo3D – add-in aktiverad väljer du ”ScanTo3D Mesh Files (…) i formatväljaren under File – Open.
3. Om du vill använda ScanTo3D att ändra polygon modell, kan du göra det här.
4. Exportera filen till önskat format genom att välja till exempel ”ScanTo3D (* .obj)” under formatet väljaren i Save As.

Det är således Image Quality-inställningen som styr hur finmaskig polygonmodell blir. Det ska tilläggas att ingen av exportmöjligheterna ger kvadrat polygoner (quads), så om syftet med OBJ export är att använda modellen på ett sådant VR, så måste ofta modellen retopologiseras hos mottagaren – alltså byggas om för att optimera prestanda och förbereda sig för olika avbildningar. Det finns visserligen en del program som kan importera CAD-filer där modellen åtminstone preliminärt förvandlats till quads.
Det ska också noteras att det finns en fri OBJ export till Solidworks, https://forum.solidworks.com/thread/54270?start=0&tstart=0. Detta är ett tredjeparts makro som i skrivandes stund bör fungera bra för nyare versioner av Solidworks. Dessutom finns det olika tredjeparts tillägg till Solidworks som kan exportera till OBJ. Jag måste tillägga att vi i dagsläget tyvärr inte säljer eller ger teknisk support för något av detta.

Vissa förhållningsregler för dem som vill importera polygonmodeller i en produktionsmodell

Du kan ibland behöva lägga in polygonmodeller i en produktionsfil för den grafiska vyn skull, eller för att du inte har något annat underlag än en polygonfil. Detta är fullt möjligt, men då är det bra att veta detta:
– Polygonmodeller som har väldigt många polygoner kan minska prestandan hos part eller assembly (öppna, spara, rebuild, rotera).
– Polygonmodeller som infogas som Graphic Bodies är inte synliga i renderingar i PhotoView360. Alternativet är att använda Visualize, som alla Photoview användarna har tillgång till. Visualize kan även öppna många olika format, inklusive polygon-format.

Så det är en del av de möjligheter du har med polygonmodeller i Solidworks. Tveka inte att kontakta oss om du vill veta mer om detta.

Lars Haaland
Technical Consultant