Edition param´ ´ etrique

Les op´erateurs CAO peuvent ˆetre assimil´es `a des fonctions : ils prennent un certain nombre de param`etres en entr´ee et les utilisent pour r´ealiser une forme. Tout ou partie de cette forme peut `a nouveau ˆetre utilis´e comme param`etre d’une nouvelle op´eration. Ainsi, `a partir d’´el´ements simples (courbe, ligne, cercle, rectangle, axe,

2.3. Propri´et´es perceptibles de la maquette 51 etc.) et de l’application de diff´erents op´erateurs CAO (extrusion, r´evolution, per¸cage, coque, rainure, cong´e, protrusion, trou non d´ebouchant, etc.), on peut r´ealiser des formes tr`es complexes. Afin de g´erer les entit´es et leur utilisation pour cr´eer une maquette, ces op´erateurs et ´el´ements sont regroup´es au sein d’un arbre d’historique (cf. figure2.2.1.4). L’utilisateur a acc`es `a chacun des op´erateurs, de leurs param`etres et des entit´es composant l’objet CAO.

L’utilisation d’une conception centr´ee sur les param`etres, permet une d´efinition tr`es pr´ecise des objets, mais limite la cr´eativit´e des concepteurs. C’est pour cette rai-son que l’utilisation de l’outil CAO ne commence que quand la phase de conception est pratiquement achev´ee. Ce type d’´edition permet ´egalement de mettre ais´ement en place un syst`eme de contraintes sur les param`etres et entre les entit´es. Toutes les donn´ees m´etriques de l’objet faisant partie int´egrante de la maquette, il paraˆıt int´eressant de proposer des solutions permettant d’exprimer des d´ependances entre ces param`etres.

Les contraintes (figure 2.8) couramment rencontr´ees expriment des d´ependances en position et en orientation. Par exemple, on peut forcer la longueur d’un cˆot´e, introduire une notion de perpendicularit´e/parall´elisme entre deux arˆetes, des notions de co¨ıncidence (centre similaire d’un rayon et d’un arc de cercle), de tangence, de co-planarit´e, de co-lin´earit´e, etc. Ces contraintes s’appliquent g´en´eralement sur un ´el´ement cible et en fonction d’un ´el´ement r´ef´erent, ou de l’environnement (forcer une position globale dans l’espace).

Les logiciels de CAO vont ensuite utiliser des r´esolveurs de contraintes afin de proposer un mod`ele satisfaisant au mieux les contraintes d´efinies par l’utilisateur. Ce syst`eme permet `a l’utilisateur de sp´ecifier localement la configuration d’une ma-quette et ensuite de pouvoir apporter des modifications sur une autre partie, sans avoir `a s’assurer que la configuration locale est toujours conforme. Cependant, il est n´ecessaire de prendre en compte les probl`emes de sur-contrainte.

2.3 Propri´et´es perceptibles de la maquette

L’´edition param´etrique induit la sp´ecification de nombreuses contraintes et va-leurs. Celles-ci d´efinissent la maquette et repr´esentent donc les donn´ees utiles `a percevoir. On s´epare ces donn´ees dans deux cat´egories :

– les r´ef´erents qui serviront `a construire la maquette ;

– les informations g´eom´etriques que l’utilisateur pourra ressentir.

Les r´ef´erents seront ressentis lors de la construction d’une nouvelle pi`ece, principa-lement dans le but de caler la maquette sur des dimensions d´ej`a existantes, et de profiter de similitudes. Les informations g´eom´etriques seront rendues pour traduire les propri´et´es de la forme, ceci au cours d’une exploration ou d’une d´eformation.

80 90 120 40 20 T T

Figure 2.8 – Exemples de contraintes sur une esquisse : longueur, perpendicularit´e, co¨ıncidence, tangence, rayon.

Cette classification est le fruit de r´eflexions sur les diff´erents param`etres des op´erations CAO que les utilisateurs peuvent ˆetre amen´es `a percevoir, mais aussi de nos diff´erents travaux sur l’introduction de l’haptique, pr´esent´es tout au long de cette th`ese.

2.3.1 R´ef´erents

La notion de r´ef´erents g´eom´etriques est courante dans de nombreux domaines de conception. Ils servent le plus souvent `a positionner un objet dans une certaine relation spatiale avec un autre, par soucis esth´etique ou par n´ecessit´e fonctionnelle, voire pour des questions de param´etrage de forme.

Dans ce contexte, nous d´efinissons un r´ef´erent comme une entit´e de la sc`ene ou un param`etre d’un op´erateur, dont les propri´et´es seront prises en compte pour r´ealiser une nouvelle entit´e. Par exemple, une arˆete d’un objet pourra servir d’information de direction pour une extrusion ou pour un balayage (sweep) selon que sa m´etrique est droite ou courbe. Le but du r´ef´erent est de permettre `a l’utilisateur de se baser sur des donn´ees d´ej`a existantes pour faciliter sa mod´elisation, puisque les entit´es d’une maquette CAO partagent souvent certaines de leurs propri´et´es : similarit´e de taille, coplanarit´e, perpendicularit´e, etc.

2.3. Propri´et´es perceptibles de la maquette 53 Le rˆole de ces r´ef´erents est vari´e, ceux-ci peuvent servir de guide, de d´elimitation de zones de l’espace, ou de base d’application de l’op´erateur. Voici une liste des diff´erents r´ef´erents que l’on peut rencontrer dans une application CAO :

– objet complet : pour empˆecher l’interp´en´etration de deux objets, ou pour ap-pliquer des forms features comme des coques ;

– portion de plan ou de surface (m´etrique des faces topologiques) : ces r´ef´e-rents permettent de d´efinir des plans de r´ef´erence qui serviront de base pour une autre op´eration. Par exemple, on peut dessiner un profil sur une face et ensuite l’extruder, ou en faire une rainure. Pour mieux param´etrer cette rai-nure (mais aussi pour caract´eriser s´emantiquement cette portion de l’objet) l’utilisateur pourra appliquer une form feature de mˆeme nom. Ces objets d´eli-mitent donc des zones d’application des op´erations. Ils portent ´egalement des informations d’orientation, que l’on peut utiliser pour positionner des objets perpendiculairement ou de mani`ere coplanaire. Ces surfaces servent aussi de plans de d´ecoupe ou de sym´etrie ;

– segments de droite ou de courbe (m´etrique des arˆetes topologiques) : ces r´ef´e-rents portent des informations d’orientation et de taille et servent ´egalement de base d’application pour des op´erations de cong´es et de chanfrein. Une courbe peut ´egalement trouver une application comme guide pour la r´ealisation d’une rainure, ou d’un balayage, tandis qu’une droite pourra servir d’axe de sym´etrie, de r´evolution, etc. ;

– points, tangentes, courbures : ce sont des informations utilis´ees pour aligner des ´el´ements de mˆeme type, ou comme point d’attache d’une op´eration (le centre d’un trou).

Il est possible d’´enoncer plusieurs types de liens entre le r´ef´erent et l’objet en cours d’´edition. Dans les applications CAO on peut d´efinir un certain nombre de contraintes (figure 2.8) qui seront respect´ees :

– placement dans l’espace de la sc`ene : horizontalit´e, verticalit´e ; – contrainte angulaire : parall´elisme, perpendicularit´e, tangence, etc. ; – concentricit´e ;

– similarit´e de distances, scalaire, etc. ; – epsilon de tol´erance.

Dans nos d´eveloppements, il faut diff´erencier les contraintes existantes et po-tentielles. Une contrainte existante sera ressentie par l’utilisateur mais ne pourra pas ˆetre modifi´ee ou alors de mani`ere explicite. Une contrainte potentielle, est une contrainte d´etermin´ee dynamiquement en fonction de l’´el´ement manipul´e et des en-tit´es avoisinantes, qui pourra ˆetre ressentie comme une contrainte (et d´efinie comme telle si l’utilisateur le d´esire), mais pourra ´egalement ˆetre ignor´ee par l’utilisateur si elle ne l’int´eresse pas. Dans cette deuxi`eme approche, on fait ressentir des propri´et´es `a l’utilisateur, mais on ne le contraint pas d´efinitivement sur celles-ci.