酷大师建模基本概念
一、多边形建模（Polygonal Modeling）和连续边 （Continuous Edge）
酷大师的几何造型都用多边形表示，是一个多边形建模软件。
虽然我们用圆，圆弧工具能画出整圆，并拉伸出整圆柱面，但如果放到足够大去查看，会发现整圆其实是一个多边形，整圆柱其实也是一个由平面组成的多面体。只不过为了让用户有“整圆”和“圆柱面”的建模体验，我们将用圆弧工具画出的多边形的顶点，设上一种特殊的属性，称为”软化顶点“ （Soft Vertex），从而让用户能够整体选中表达“圆”的所有边，我们称其为“连续边”。将一个轮廓是连续边的平面拉伸起来，每一个”软化顶点“都会产生一条”软化边“（Soft Edge）。软化边在画布中是不绘制出来的，用了一个特殊的显示方法去整体显示，因此用户能够从视觉上看到一个完整的圆柱面，也能够一次性选中整个圆柱面，做材质铺贴等等。这种视觉上完整的曲面我们称之为“连续面”。
即使将来酷大师加上椭圆、Bezier曲线等绘制工具，它们都会和圆一样，绘制命令一结束，就是一个多边形的连续边表示。将这样的一条连续边拉伸、或者是用非等比缩放/移动面等命令将一个现有的连续面变形而生成的曲面，仍然是一个连续面。
正是这种简单的多边形表达，赋予了酷大师灵活的造型编辑能力。
二、酷大师图形实体（Entity）
一个酷大师方案中，能被用户感受到并进行各种交互操作的基础元素，我们称之为酷大师图形实体。它们有如下五种类型：
- 顶点 （Vertex）
- 边 （Edge）
- 面 （Face）
- 参考线和参考线段 （Reference Line/ Reference Line segment/ Refernece Arc)
- 成组 (Group)
下面分别解释。
- 顶点就是造型中的顶点，其含义不言自明。注意我们需统一使用“顶点”的术语（Vertex），不要使用“点”（Point）。“点”只代表一个数学意义上的三坐标点（x，y，z）。一个“顶点”除了包含一个数学上的“点”，还有很多其他信息，可以被选择、吸附、并通过它找到其相邻的边。
- 边就是造型中的边，我们有时也叫它“造型边”，其含义也不言自明。同样注意我们需统一使用“边”的术语（Edge），不要使用“线” （Curve）。“线”只是代表数学上的一条直线或曲线，而“边”代表我们造型中的一条可以被选中的实体，它包含了更多信息
- 面就是造型中的面，我们有时也叫它“造型面”。注意我们没有“体”（Body）的概念。酷大师中的造型都是由一组面构成，哪怕这组面从视觉上构成了一个封闭的实体，我们在数据中也不会存在这个实体。注意，目前在酷大师中，边和顶点不能独立于面单独存在。不过在将来，我们有可能会改变这一点。
- 参考线和参考线段是在酷大师中用虚线表达的，辅助用户进行建模的线和线段。他们不会和造型面和边发生相交、打断等行为，是一个相对独立的数据集。
- 成组是一个稍微复杂的概念，我们有时候又叫它”组“。它是一块独立的设计数据，里面可以包含自己的造型面，而不会被外界的建模编辑命令所干扰。“成组”是一个非常美妙的概念，我们从它扩展出了很多功能。
- ”成组“能够被复制。复制出来的新的组都和原来的组共享一份定义数据，因此本质上是“一份数据在不同的地方引用了多次“。从软件行为上来看，我们将一个成组复制一份，然后不管是编辑原来的组还是复制出来的组，两个组都会同时发生变化，这就是”引用“的威力。如果更细致的区分，组的定义数据我们称之为”组定义“（Group Definition），组在酷大师方案中的呈现称之为”组实例“ （Group Instance）。事实上，我们在酷大师画布中看到的任何”成组“都是”组实例“，不管它是否被复制过。
- ”成组“可以嵌套。这句话的意思是，一个”成组“可以和其他的造型面或者”成组“再组合起来，形成一个新的“成组”。事实上，整个酷大师方案就是一个成组的定义。当我们打开一个酷大师方案并开始建模时，就是在编辑一个顶层的“成组”。
- "成组“的定义可以来源于外部。通常情况下，“组定义”的数据由方案中的造型面和参考线/参考线段组成，但它也可以由外部插件提供。在酷大师中的许多插件，如智能3D文字，智能模型，场景模型，他们放置到酷大师中的模型我们统一称之为外部模型。这些"外部模型"在酷大师中实际上是一个个特殊的“组实例”，因为它们的“组定义”数据是由插件提供的，所以不能被酷大师编辑。除了“不能被编辑”这一点以外，它们的行为和一个酷大师中的普通成组是一样的。这就是为什么我们的外部模型一旦放置到了酷大师中，就自动拥有了移动，旋转，缩放，镜像，阵列等等诸多能力。“组定义”数据也可由外部模型库提供，当我们从工具页插入一个SU模型，或是从“公共模型库”拖入一个公共模型，我们实际上就是以此SU模型或者公共模型作为一个“组定义”，在当前酷大师编辑的成组中加入了一个“组实例”。因为这些“组定义”数据在插入之前已经转换为了酷大师方案数据的格式，所以我们插入的SU模型和公共模型都能编辑。
三、酷大师几何造型数据结构
酷大师图形实体里表达几何造型的有三个，它们是造型面、边、顶点。它们背后都有一个使用 Brep 数据结构来表达的数据对象。Brep英文全称Boundary Reprensentation，译作边界表达法，是大多数主流CAD软件共同采用的表达3维几何形体的数据结构。
这个数据结构其实很简单：它采用“拓扑”+“几何”的方式共同来定义三维几何形体。从上至下，用“体-面-环-边-顶点“的拓扑对象来描绘三维几何形体的拓扑连接关系。拓扑对象具有层次的包含关系：从“体”我们能访问到它所包含的所有“面”， 从“面”，我们能访问到它所有的“环”，以此类推 ... ... 当然，从很多拓扑对象也能访问到包含它的上一级拓扑对象，例如，“面”知道自己从属于哪一个“体”。
拓扑连接关系只是表达了几何造型的结构信息，还不能确定几何造型的“形状”。为了表达几何造型的“形状”，我们还需要在"面”，”边“，”顶点“等拓扑对象上附加上几何对象，如平面/圆柱面，直线/圆弧，三维空间点等。一种类型的拓扑对象，往往可以对应于不同类型的几何对象。具有相同拓扑结构的几何造型，其外观形状可以完全不同。例如，一个”面“的拓扑对象，其对应的几何形状可以是一个平面，也可以是一个圆柱面。
但因为酷大师是一个多边形建模软件，因此从酷大师方案数据里访问到的Brep数据，面永远是平面，线永远是直线。
| Topology （拓扑） | Geometry（几何） |
|---|---|
| Shell （壳体） | |
| Face （面） | Surface（平面、圆柱面、球面 ... ...） |
| Loop （环） | |
| HalfEdge （半边）<--> Edge （边） | Curve （直线、圆弧、椭圆 ... ...） |
| Vertex （顶点） | Point （X, Y, Z 三坐标） |
所有这些拓扑对象都能很容易的从直观上去理解，唯一值得多解释一下的就是“半边” ( HalfEdge ) 和 “环” ( Loop )：
- “半边”代表一个隶属于某个面的“有方向的边”。
- 沿着面的轮廓的一系列”半边“（ HalfEdge ）即组成一个”环“ （ Loop ）
实际应用中，一条肉眼可见的边往往对应于多条“半边”：这条边的每一个相邻面都对应其中的一条。
为了一些几何计算上的便利，我们通常约定，对于一个面，其外圈轮廓的半边走向是逆时针方向，其内圈轮廓的半边走向是顺时针方向。上图中的红色箭头即表示了在一个带洞立方体的各个面上的“半边”的走向。可见，无论内、外环，沿红色箭头前进方向的”左边“永远是有材料的。