寒假Rhino入门教程系列第七课

wdc63 · 发表于 2010-2-14 17:42:40

传统的3D软件第一部分必然是以介绍基本几何体为入门。比如3DMAX、AUTOCAD等软件的建模教程。并非基本几何体如今已不适用，这类造型应该说仍然是在建筑设计或者工业设计中使用量最大的设计元素。但是如今建模概念已经完全改变，MAYA中现在最为流行的是由基本型不断细分拉伸变形得到需要形体，最近流行的Zbursh则是一种"雕刻"建模的方式，这些的建模手段比起最原始的将对象分解成若干基本几何形体再加以组装的"建模观"要高效得多，而在犀牛中，"曲面(surface)"这一概念是模型的核心要素。Rhino中大多数情况下建立的曲面都是建立在曲线的基础之上。通过放样，扫琼，PATCH等方式得到曲面，实体部分则是辅助之。
当然，在Rhino中提供了完整的实体建模工具，我们来看看。传统的3D软件第一部分必然是以介绍基本几何体为入门。比如3DMAX、AUTOCAD等软件的建模教程。并非基本几何体如今已不适用，这类造型应该说仍然是在建筑设计或者工业设计中使用量最大的设计元素。但是如今建模概念已经完全改变，MAYA中现在最为流行的是由基本型不断细分拉伸变形得到需要形体，最近流行的Zbursh则是一种"雕刻"建模的方式，这些的建模手段比起最原始的将对象分解成若干基本几何形体再加以组装的"建模观"要高效得多，而在犀牛中，"曲面(surface)"这一概念是模型的核心要素。Rhino中大多数情况下建立的曲面都是建立在曲线的基础之上。通过放样，扫琼，PATCH等方式得到曲面，实体部分则是辅助之。
当然，在Rhino中提供了完整的实体建模工具，我们来看看。
7.1 基本几何体创建
前面已经讲过实体在Rhino 中的实质，它并不是有真正厚度的对象，而是由闭合的单个或者多个曲面构成。关于它的理解就不多叙述。
Rhino中的基本几何体包括：立方体、球体、圆柱体、椭球体、圆管、圆锥、抛物面椎体、圆环等。如图：

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关于命令的使用，由于比较简单，我只简单叙述下，见下图：

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以上命令中最后两个

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，拉伸曲线出实体（ExtrudeCrv）和拉伸曲面出实体（ExtrudeSrf）
简单介绍下，前面介绍了曲线的拉伸，这个命令可以直接将曲线拉伸出实体，也就是说它应该可以自动将上下两个面封住，是这样的吗？来做个试验：

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这里有两组封闭的曲线，其中左边的曲线不在同一平面上，右边的曲线在同一平面上，我们使用拉伸曲线出实体看看效果怎样？

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我们看到左边的曲面并没有封面，而右边形成了一个实体。
因此拉伸曲线出实体（ExtrudeCrv）这个命令对于开放或者不在同一平面上的曲线不能将其表明封闭得到实体，对于它们的作用同拉伸曲线命令一模一样。

我们再将刚才那两组曲线封面，看看第二个命令：

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左边是修剪了的曲面，右边是未修剪的曲面。
按默认参数将两个曲面挤出实体，结果如下：

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另外拉伸曲面成实体工具子菜单内还有一系列工具，凸缘、肋柱等我几乎没有实际用过，而且感觉完全有其它的常用工具可以代替它们，您可以查看Rhino的帮助看看它们的使用方法。

插件pipecurve的运用。有些时候，为了造型需要，我们需要大量的曲线成管，但PIPE工具一次只能进行一根曲线的成管，pipecurve是由我封装的一个插件，我将它放进了今天的课程文件中，您可以使用这个插件对多个曲线对象进行成管，使用方法如下：

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在Rhino选项中载入插件，载入之后，这个插件就会在菜单栏生成新的菜单，普通插件的安装方法一般都是这样。

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选择若干你想要成管的曲线：

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点击空格之后，在命令行再输入成管半径，若干根曲线可以一起成管。（注意这个工具不能自定义截面大小变化。）

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7.2 实体工具

实体工具集中主要是有三类工具：布尔运算工具、抽面工具、倒角工具。Rhino工具实在太多，而且分得很细，您只需要记住每一类型的工具位置就好，700多个工具我们不可能全部用上，而且此次课程也只会接触到常用的一些工具，因此Rhino更深的奥秘还需要您下来探索。
实体工具集功能及主要使用方法如下：

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wdc63 · 发表于 2010-2-14 17:43:33

7.2.1 布尔运算
本来我想把布尔运算单独拿来讲一讲的，但是细想才觉得所谓布尔运算其实非常容易理解。布尔运算本来是对二维对象的逻辑判断，引申到三维对象的处理。那样的话我们可以借用直观的图像结果，更容易理解。
布尔运算包括三种形式并集、交集、差集（包括A-B和B-A）。分别对应犀牛的

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（BooleanUnion）、

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（BooleanIntersection）、

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（BooleanDifference）
犀牛中的求实体布尔运算差集，是默认第一个对象减去第二个对象：

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我们来对这个方块和球体进行布尔运算。
求并集的结果：

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炸开可以发现它们中间重合的部分被删去了：

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对它们求差集（方块减去球体）：

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对它们求交集：

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工具自动建立实体

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（CreateSolid）：其实质就是求若干曲面形成的封闭实体，而且这个实体有且只能存在一个。否则就将无法建立实体，这个功能我一般很少用。

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7.2.2 抽面工具

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：加盖和抽盖工具是一对逆工具，前者（cap）作用是将平面盖封面，后者（ExtractSrf）是抽离某个面，它可以针对所有的多重曲面。
注意cap仅能将平面洞封盖：

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ExtractSrf不仅能针对实体抽面，它可以抽离任何多重曲面中的某些面。

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wdc63 · 发表于 2010-2-14 17:44:01

7.2.3 实体倒角
实体倒角的好处在于，它可以对多个对象的公用边进行倒角。而前面提到的曲面倒角只能针对两个曲面进行倒角。

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前者（FilletEdge）是导圆角，后者（ChamferEdge）是导斜角

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倒角时还可以对每个角边进行控制。

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实体倒角工具不仅仅只对实体对象有效，它还对所有多重曲面对象有效：
譬如我们这个建筑的一角：

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本课结束。

wdc63 · 发表于 2010-2-14 17:44:26

7.3 mesh对象

在讲此节之前，我想再和大家谈一谈关于nurbs建模和polygon建模以及现在3D软件界趋势。
在nurbs还不流行的时候，polygon建模是一统天下的，但那时候的建模手段并没有现在这样多样。那时候对建模对象的理解还是以分解对象为主，将对象分解成若干几何体对象再一一创建，就像我们在画室学人体石膏时老师讲的那样。
后来nurbs技术出现，nurbs因其优秀和丰富的造型能力逐渐在建模领域占了上风，无论是在CG领域还是工程领域。3DSMAX等一批经典软件也纷纷再它的下一个版本中加入nurbs技术。
之后的软件发展，可以从CG领域和辅助工业设计领域两个方面来看：
推动这类软件发展的，可以说主要是影视特效和动画消费带来的动力，但随着MAYA等一批强大软件出现，polygon模型逐渐成为了之后建模界的主流。我们现在在电视上看到特效镜头几乎都是靠polygon方式建模的，现在在影视方面有一套非常高效的建模流程，MAYA+zbursh建模再加一套后期处理软件做出了《指环王》、《最终幻想》等牛B电影。
为何CG领域抛弃nurbs选择polygon，其主要原因不是因为前者建模不如后者，在CG领域最重要的不是建模，而是紧随之后的贴图和渲染。Nurbs由于其本身缺陷，在法线贴图UV展开等技术方面不如POLYGON+细分表面贴图来得高效。
但在工程领域，PRO/E/，CATIA等一批软件代表了发展的主流。工业设计中制造出产品是关键，而不是仅仅观看效果。Nurbs技术是基于数学表达的，因此nurbs模型是可以直接用于制造的，而Polygon模型若想转换为产品必须将其nurbs化，或者数学化。因此，即使Polygon在工业建模上有应用，也只是用于设计前期领域，也就是概念模型领域。
但现在随着生产高效化的要求，很多情况下不允许进行二次建模，因此众多的工业设计软件都自带了强大的建模功能，但都是以nurbs为主的。
再看我们的建筑领域建模，子烟早在2000年发表在ABBS上的文章《末代建筑师----看下一个一千年》就说到，"建筑在艺术和技术上具有双重滞后性"。仅从建筑模型这一块来看，事实却是是这样。仅就国内来看（国外我也不知道），现在建筑业的建模在市场上是用以3DSMAX和sketchup这种以polygon建模为主的建模工具，3DSMAX现在在建模市场上是个中庸的产品，恐怕还只有建筑从业者还在用，模型无法直接输出成图纸用于施工，渲染插件也极其有限，最终效果图往往需要在PS等软件中进行大量的后期处理。
但最近出现的BIM软件，这类软件将模型和技术图纸统一化了。这类软件属于以nurbs为核心的CAM软件，个人认为建筑设计的最终目的在于建造，因此BIM这种比目前正在使用的软件流程更为高效和节省成本，应该成为以后发展方向。

废话说完，我们来看看Rhino中网格(mesh)对象
网格（mesh）就是polygon，它相关的工具集很少，位于Rhino主工具栏的如下位置：

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网格工具及其有限，而且使用方法也很简单，这里就不多讲了，但是要随时提醒自己，这类工具只能针对网格对象不能针对曲面对象，所以不要搞混了，最好将网格对象和曲面对象分层用不同颜色表示
虽然Rhino中有齐全的功能，但您可能有时候更习惯max中的渲染器，您更中意使用SKETCHUP建模，Rhino仅是作为辅助，有时候我还需要将面导入ECOTECT中进行分析，您在将模型导入到这类软件中之前需要将全部曲面转换为网格。
我们来看看surface转换为mesh的选择参数：

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这个界面是简易设置界面，它的作用一目了然，调节滑竿来调节多边形的网络密度。网格面较少时模型粗糙，不精确，但面少，文件和占用资源小（sketchup处理的面个数及其有限）。网格面较多时模型精确，但产生面很多，文件大，场景大的话很可能导进您的SKETCHUP中直接导致卡死。
我们点击高级控制，看看手动设置参数：

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wdc63 · 发表于 2010-2-14 17:44:55

若是用于渲染的模型，请记住：一定要勾上

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，而且一定不要勾上

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如果不勾上精细网格的话，模型会比较粗糙，勾上不对齐接缝顶点的话，会导致结合得很好的边界特别是没有join的边界在转化时裂开。
来看看每项代表含义：

密度：以一个方程式控制网格边缘与原来的曲面之间的距离，数值介于 0 与 1 之间，越大的数值建立的网格面越多。

最大角度：比如说这个参数如果是30，就表示模型曲面度变形的跨度对应的曲面，如果其扭曲角度超过30度，那么对应这个部位的polygon就要细化一次。

概念比较难懂，就可以理解为数字越小，越精确。最大角度是对nurbs转化为polygon精度影响最大的一个参数。您一般可以先设置成15，然后根据预览效果再往下调。

最大长宽比：如果此参数为1，就表示polygon上单个三角或者四角面的长边和短边之比将接近于1：1。0表示这个参数不起作用，默认为0。

最小边缘长度、最大边缘长度：这两个参数用来限制三角面或者四角面的边长的范围。

边缘到曲面的最大距离：这个参数表示面差的距离，也就是转化得来的POLYGON曲面到NURBS曲面的最大距离。

起始四角网络面的最小数目：网格转换开始时，每一个曲面的四角网格面数。也就是说，每一个曲面转换的网格面至少会是这个设定值的数目。
这项值一般不会调它，没有实际意义。

这部分本想举点例子的，但时间原因，对此理解有问题的就请后面发问。

射手明 · 发表于 2010-2-14 18:12:54

赞一下楼主这种精神！

rongzekang · 发表于 2010-2-15 16:38:02

十分感谢LZ，请问你能吧pipecurve这个插件上传上来吗，再次谢谢了

lwh0314 · 发表于 2010-2-22 19:34:01

太感谢了，看了好几天了才说话，这是我看到的国内第一份针对建筑的rhino教程，以前都是工业设计的

cjsyzwsh · 发表于 2010-2-22 22:43:45

谢谢谢谢…………

haroo · 发表于 2010-2-25 16:13:59

学习！感谢楼主！

tanspider · 发表于 2010-2-27 12:29:53

看不到图片吖。。。

w9gfo · 发表于 2010-3-9 22:36:10

十分感谢LZ的无私奉献

ericwest · 发表于 2010-4-14 01:30:19

这是不错的，谢谢 ...

sfancys · 发表于 2010-4-15 02:44:49

神作！！！！！！！！！！！

sxw · 发表于 2010-4-15 09:39:19

牛啊………………

volcanoohead · 发表于 2010-4-21 20:48:18

你是神。你太好了。

北海 · 发表于 2010-4-27 14:42:36

在哪下载pipecurve这个插件啊，谢谢

watermelon · 发表于 2010-5-2 20:38:51

怎么下pipecurve这个插件？谢谢楼主~

gufang · 发表于 2010-8-4 17:44:15

学习！感谢楼主！

usherhsx · 发表于 2010-9-11 08:49:35

哪儿有PIPECURV这个插件下载啊

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