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1、第第6 6章章 高级建模高级建模 多边形建模 网格建模 NURBS建模 面片建模 复合建模 6.1 多边形建模 6.1.1 认识多边形建模 多边形建模其实就是将我们使用一般建模工具创建的对象实体，首先转变为“可编辑的多边形”，然后在这种状态下，我们即可以对实体的顶点、边和面等单独进行操作。通过对实体的这些修改操作，我们可以创建很多“模型”。 下边首先看一个简单的多边形建模操作。 切换到“修改”命令面板，右击创建的平面，选择“可编辑多边形”命令，将平面转变为可编辑的多边形 1在顶视图中使用“平面”工具，创建一个如图所示的平面 23单击“可编辑多边形”的加号，在展开的列表中，选择“顶点”项 在左视
2、图中，选中一排顶点，使用“选择并移动”按钮 ，移动这些顶点，进行修改平面的操作4在对象的子对象树中出现5个子对象，分别为顶点、边、边界、多边形和元素。多边形建模就是通过对这些子对象进行编辑调整的过程 下面我们来看一下各子对象的含义。 顶点：顶点就构成模型的点。它定义组成多边形的其它子对象的结构。当移动或编辑顶点时他们构成的几何体也会受影响。顶点也可以独立存在，独立的顶点可以用来构建其他几何体。 边：多边形的边就是连接两个顶点并同其它的边组成多边形的面的线，两个面可以共享一条边。 边界：边界可以理解为孔洞的边缘，它通常是多边形仅位于一面时的边序列。 多边形：多边形是通过曲面连接的三条或多条边的封
3、闭序列，多边形提供了可渲染可编辑的多边形对象曲面。 元素：元素是由两个或两个以上的单个多边形对象组合成的一个更大的对象。例如转化为可编辑多边形后的长方体就是一个元素。 6.1.2 多边形建模的常用参数 1“选择”卷展栏 如图所示为“多边形建模”选择卷展栏的界面，其主要用于多边形子对象模式的选取及设置选取的方式 其最上面的按钮，与上边讲述的“子对象树”中的按钮是一一对应的，分别为“顶点”、“边”、“边界”、“多边形”和“元素”的级别选择按钮，其作用也是一样的，下面我们来看一下其他参数的作用。 按顶点：选中此复选框后，只有选择顶点，它周围的面才能被选中，否则可直接选择各个面。 忽略背面：选中此复选
4、框后，看不到的一面不能被选中，否则背面的子对象也会一同被选中。 按角度：启用该选项后，选取某个多边形时可根据复选框右侧的角度值选择邻近的多边形。 收缩/扩大：单击这两个按钮可以将子对象的选择区域进行缩小或扩大。 环形：只能应用于“边”和“边界”子对象，单击此按钮会选中所有与当前选中边平行的边。 循环：单击此按钮，会在与选中边对齐的同时，尽可能远的扩展子对象选择区域。 2“编辑顶点”卷展栏 将子对象切换为“顶点”模式后，在参数列表中就会出现“编辑顶点”卷展栏，如图所示。该卷展栏提供了对顶点进行编辑处理的各种参数下面我们就来看一下此卷展栏各参数的具体含义。 移除：删除选定的顶点，并组合使用这些顶点
5、的多边形。快捷键是【Backspace】。 断开：在与选定顶点相连的每个多边形上都创建一个新顶点，使多边形的角与原来的原始顶点互相分开。若顶点是孤立的或者只有一个多边形使用，则不受影响。 挤出：将顶点拉伸，以产生凸起或凹陷的尖刺效果，选中此按钮后可直接选中视图中的顶点，然后拖动鼠标对其进行挤出操作，单击按钮右边的“设置”按钮 ，可以精确设置“挤出”的高度和“挤出”基面的宽度。 焊接：选中顶点，并单击“焊接”按钮右侧的“设置”按钮 ，设置好“焊接阈值”然后单击“焊接”按钮，系统就会将选中的在阈值范围内的顶点焊接到一起。 切角：选中此按钮后，拖动顶点即可对模型中与该顶点相连的部分进行倒角处理。主要
6、用于模型的边或角上顶点的处理。单击右侧的“设置”按钮 ，可对切角的大小进行设置。 目标焊接：选中此按钮后，可通过鼠标拖动，将选中的顶点合并到目标顶点。 连接：为选中的子对象之间创建新的边。 移除未使用的贴图顶点：将没有用到的贴图顶点删除。 移除孤立点：将不属于任何多边形的所有顶点删除。 3“编辑边”卷展栏 选中“边”子对象模式后“编辑顶点”展卷栏就会变为“编辑边”卷展栏，如图所示。二者的参数有很多是一致的 下面我们看一下不同的参数。 插入顶点：选中此按钮后，可通过鼠标单击为模型中任意边添加新的顶点。 桥：将选定的两个“边”用一个多边形的“桥”连接起来，这两条边线段段数可以不同，但必须是同一对象
7、的组成部分。 分割：单击此按钮可将网格沿选择的边分离开。注意，所影响边末端的顶点必须是可分离顶点，否则此选项无效。且分割的效果不能直接显示出来，只有在移动分割后的边时才能显示。 创建图形：选中某些边后，单击此按钮，系统会根据选定的边创建新的样条线形状。单击右边的“设置”按钮可以为新的样条线形状命名，设置样条线的类型。 编辑三角剖分：通过绘制内部边，将多边形细分为三角形。 旋转：单击此按钮可修改多边形细分为三角形的方式。当此按钮处于选中状态时，单击对角线可更改其位置。连续单击某条对角线两次，可将其恢复到原始的位置。 4“编辑多边形”卷展栏 “编辑多边形”卷展栏中很多参数的作用和其它子对象的卷展栏
8、也一样，仅仅作用的对象变为多边形 下面我们只介绍一下不同与其他子对象卷展栏的地方。 挤出：同上边介绍的三个子对象的卷展栏不同，单击右侧的“设置”按钮 ，在打开的“挤出多边形”编辑框中，多了“挤出类型”区域，用以设置挤出的方式。“组”表示挤出操作是按选中多边形的平均法线方向进行挤出；“自身法线”表示选中多边形自身法线的方向进行挤出；“按多边形”表示对同时选择的多个表面进行挤压时，每个多边形都将被单独地挤压。 轮廓：选中此按钮后单击右边的“设置”按钮 ，可以增大或缩小轮廓边的尺寸，此功能一般用于倒角或挤出操作后轮廓的调整。 倒角：类似于前面介绍的“切角”按钮，选中此按钮后，单击右边的“设置”按钮
9、，打开“倒角多边形”对话框即可对选中的多边形进行精确的倒角处理，或者先拖动鼠标设置倒角处理的高度，然后释放移动设置倒角处理的角度。 插入：类似于“倒角”按钮，通过此按钮也可以在选定多边形内部另外创建一个多边形集合，且它们的边缘相连。 翻转：翻转多边形的法线方向。 从边旋转：选中此按钮后可将选中的多边形通过鼠标绕其某一边进行旋转。也可单击右边的“设置”按钮 ，打开“从边旋转多边形”对话框进行旋转。 沿样条线挤出：选中此按钮后可以为选中多边形指定一个作为挤压路径的样条线，多边形会按此路径进行挤压。 5“编辑几何体”卷展栏 “编辑几何体”卷展栏提供用于编辑“可编辑多边形”对象及其子对象的全部功能，像
10、附加、创建新顶点、焊接、倒角操作等等 下面我们来看一下其各参数的功能。 重复上一个：重复上一次的操作，此操作只能对一部分操作发挥作用。 约束：将子变换约束在指定的子对象上。当选中“边”时，顶点只能沿着与之相连接的一条边移动；当选中“面”时，顶点移动会限制在多边形的曲面上。 保持UV：选中此复选框后，在进行子对象的编辑时不会影响到对象的UV贴图。 创建：此按钮用于创建新的子对象，选中此按钮后，当鼠标位于有效的顶点时就会变为十字形，此时就可以用鼠标单击、拖动创建点、边、多边形。假如无顶点可用，可以按住【Shift】键单击创建新的点。 塌陷：将选中的子对象塌陷成位于选择区中间位置的单个子对象，通过此
11、子对象与四周的面相连接。 分离：将选中的子对象从多边形中分离出去，使之成为独立的对象。 附加：此按钮用来将其它的物体合并到当前的多边形中，可以是顶点、边、多边形、元素中的任何对象。 其他参数功能请到书中查阅，本课件不作讲解。6“多边形属性”卷展栏 “多边形属性”卷展栏用于材质和平滑的设置，当选中“多边形”或“元素”子对象模式后，在堆栈参数列表中就会出现该卷展栏，如图所示，在此模式下可以根据ID号设置材质各参数的作用如下。 设置ID：为选定的表面指定ID号。 按ID号选择：选中所有与右侧编辑框中ID号相同的表面，对于设置好材质的，也可以通过按钮下方下拉列表中的材质名来选择。 按平滑组选择：单击此
12、按钮会打开“按平滑组选择”对话框，选中对话框中的某一平滑组号后，单击确定即可将所有与当前平滑组号相同的表面选中。 清除全部：将多边形中所有分配的平滑组清除。 自动平滑：根据右侧编辑框中的阈值对多边形自动进行平滑处理。 7“细分曲面”和“细分置换”卷展栏 “细分曲面”卷展栏用来将细分应用于采用“网格平滑”格式的对象，以便可以对分辨率较低的“框架”网格进行操作。“细分置换”卷展栏用于指定曲面的近似设置，细分可编辑多边形 下面我们就来看一下卷展栏中参数的作用。 我们先来看一下“细分曲面”卷展栏。 平滑结果：对所有的多边形应用相同的平滑组。 使用NURMS细分：通过“网格平滑”生成非均匀有理数网格平滑
13、对象。 等值线显示：选中后，在视图中只显示平滑前对象的原始边，使显示更条理。禁用该选项时，视图中显示的是使用“NURMS细分”添加的所有面。 显示框架：显示可可编辑多边形选中和未选中子对象的颜色线框，右侧的两个按钮用于设置未选中子对象和选中子对象的颜色。 显示：同渲染区域的参数相同，主要用来设置重复平滑的次数和平滑度，“迭代次数”用来设置重复平滑的次数，每增加一次平滑操作，可编辑多边形表面的复杂度将提高4倍，平滑效果也相应提高；“平滑度”用来控制新增表面与原表面的折角的平滑度。 分隔方式：选中此区域的“平滑组”可以防止在不同平滑组的过度位置产生新的多边形；选中“材质” 可以防止在不同材质的过度
14、位置产生新的多边形。 更新选项：此区域用来设置更新的时间，如果平滑对象的复杂度对于自动更新太高，可设置“手动”或“渲染时”，“始终”表示每当参数发生变化即产生更新。 我们再来看一下“细分置换”卷展栏参数的作用。 细分置换：是否启用细分置换，默认为未选中状态。 分割网格：选中后，会将多边形对象分割为多个多边形，并使其发生位移；禁用时，会对多边形进行分割，还会使用内部方法分配纹理贴图。默认设置为选中。 “细分预设”和“细分方法”：这两个区域中的控件，主要用来指定“细分置换”对位移贴图的应用方式。 8“绘制变形”卷展栏 此卷展栏的主要作用是可以将抬起和缩进的区域直接置入对象曲面，它在对象模式和子对象
15、模式中均可用。在对象模式中，“绘制变形”可以影响选定对象中的所有顶点，在子对象模式中，它仅影响选定顶点 各参数的作用如下。 推/拉：将顶点移动到对象曲面内或移出曲面，推拉的方向通过“推/拉值”编辑框和“推/拉方向”区域来设置，按住【Alt】键可反转推拉的方向。 松弛：将每个顶点移动到由它的邻近顶点的平均位置所计算出来的位置。 复原：取消绘制的效果。 推/拉值：设置每次推/拉操作应用的方向和最大范围。 笔刷大小：设置圆形笔刷的半径。 笔刷强度：设置笔刷推拉的强度。 笔刷选项：打开“绘制选项”对话框，对笔刷的的参数进行设置。 “提交”和“取消”：提交或取消当前设置的变形。9“软选择”卷展栏 “软选
16、择”功能主要是可以控制一个点或可控点对于周围曲面的作用程度，或者说是吸引区域的大小。开启“软选择”功能后，当移动一个选择点时，在这个选择点的周围，没有被选择的点或可控点也会被跟着拖走，这样可以保持光滑的曲面 下边讲一下“软选择”部分参数的作用。 使用软选择：开启或关闭软选择功能。 影响背面：设置影响衰减范围内的所有点或可控点。 衰减：指定义受影响的范围，使用较高的衰减值，将能达到更为平缓的效果。 实例1 “圆珠笔”的创建 本例将制作这样的三维图像：选择“创建”“几何体”“球体”按钮，创建一个“圆柱体” 1切换到“修改”命令面板，右键圆柱体，选择“可编辑多边形”命令，将“圆柱体”转变为可编辑的多边形 2展开可编辑多边形，选择“顶点”项 3在前视图中，选中圆柱最下端的顶点，单击“坍陷”按钮，将此处塌陷为一个点 4选中下边新创建的点，在“顶点”状态下，在“编辑顶点”卷展栏中，单击“切角”按钮 5在前视图中拖动“点”向上移动一定的距离，以创建出笔头的形状 6在“顶点”状态下，选中自下而上的第二排顶点，然后使用缩放工具，将这排顶点的半径缩小一些，制作出笔前端的形状 7在“顶点”状态下，选中笔上端
