Alias 自由曲面三部曲

注：此文原作者為Joshua Maruska ，原文刊登在Autodesk Design Community，本站譯文僅作参考，文章版權為原作者及原網站所有，轉載請註明出處，關於作者簡介請參閱文章底部，論壇將會持續增加原文作者的其他作品和教程。原文連結

第一部簡介

在這一系列的演示教程中我們將涉及到各種不同類型的建模技巧。其中我將主要講述的一個技巧，大多數人稱之為”拖拉控制點”方法（pulling CV’s），這種方法也有一些其他的叫法，比如”直接建模法（Direct Modeling）”，而我認為真正能最貼最適合地描述這種技巧的稱謂應該叫做自然曲面法（Natural Surfacing）”。

我將要演示的各種例子的關鍵在於用很少的曲線（Curves）來創建曲面，而這些曲面（Surfaces）的數量也不多。我們的目標是創建一些十分光滑順暢完整的面，而不是由一些小面修修補補搭建起来，最终還不能很好的達到曲率連續性要求的面。我發現當我掌握的技巧越來越多時，我能想到的應對不同問題的解决方案也會越来越多。

我已經用這種技巧在實際設計過程中設計了很多實際產品。這只是AliasStudio提供给我們的諸多獨特技巧其中之一。這種方法是那些採用實體建模為基礎的建模軟體所不能比擬的。（當然實際選用哪種軟體才能獲得更佳效果取決於你的工作伙伴以及你的下游工作流程）

作為演示這種技術的平台，我選擇了一款看上去像是Nike, Suunto或Polar設計的運動型手表。之所以選擇這個模型，是因為它有許多彎折的地方，整個手錶的型態極為流暢和具有動感，更重要的是它上面那塊型態十分硬朗的液晶顯示屏幕，需要非常好的控制它的形状，才不至於顯得十分僵硬。這不是一篇“如何制作一款手錶”的教程，而是演示了如何選用這種技術來進行產品設計。

1.優秀的曲面取决於優秀的構線。

這款手錶的表面需要具備一定的弧度。加上這個要求之後我們就可以來討論如何讓有機曲面和無機曲面之間做到比較完美的過度銜接。用revolve來創建這個產品的核心部份，無疑是最簡單的方法，這就需要由一條曲線開始。

這裡看到的這條曲線上有若干CV以達到我想要的形状。在這整篇文章中，我們始终不變的主題是使用盡量少的CV來創建我們想要的造型。這麼做的原因是曲面和曲線一樣，都是由CV的分布方式來定義的，當CV越多時，曲面上產生意想不到的突起或棱角的機會便會越大。我經常反覆不斷的重建我的模型以使我的模型上的CV數量减到最低。

這條曲線的上下兩端各有3個CV來定義上下兩個面，側面兩個CV則是用於精確控制曲線的曲率。另外還要說明的是這是一條5階（5th degree）的曲線，我發現這種類型的曲線最適合來表達這種面，它比3階的曲線更光順，同時又没有7階的曲線那麼消耗系统資源。

順便還要說一下，在曲率圖上顯示出來的曲率半径最小的地方正是後期要增厚來固定錶帶的地方。提早為後期的設計做好準備會對之後的工作帶來很大的便利。

2.關於Revolve面

處理Revolve面時我們最頭疼的問題就是“極端點”（pole）了，也就是所有的CV點和等参線（isoparms）匯聚在一起的那個點。如果你曾經點選過這個地方的面的話，你就知道這個地方的東西非常混亂無章，無數的點線面互相重疊著堆積在一起。

在極端點的位置上，曲面的UV指向任何方向，也就是我們没法獲得這一點上的曲面方向，並且不論是Align還是Blend Curves 或者其他任何工具都無法解决這個問題。撇開這個問題，我們需要繞一個大圈子。在這裡，我們將主要基於這個revolve面來構建

其餘的模型。

3.切割revolve面

我對這個面做了一些改動，我把原來的revolve面切割開並且只保留四分之一部分，然後在兩個中間的isoparm線上捕捉兩個頂點來畫一條直線，把這條直線沿x軸方向投影（project）到revolve面上，並且裁切掉不需要的部分。

最终的结果是一個擁有結構線（cross-section）相互交叉，兩個邊界都是單span的曲面，另一個由直線投影剪切的邊界我們暂時不去用它——除非我們的設計已經快接近尾聲了，否則一般我們要盡量避免以trim過的邊界上來創建新的東西。

4.建構“基準面”

我通常會先做一些輔助面（temporary surface）來幫助我的建模。我不知道這些面有没有统一的標準稱呼，通常我把他們稱作“基準面（stub surfaces）”。等我做出我要的面之後這些基準面就會被删掉了。

這些特殊的面將用來引導建構手錶的主體。用Draft工具（我最喜歡的工具之一）分别沿著X和Y方向拉伸出兩個面。注意拉伸出

的面是如何貼合著参考面（即原來的revolve面）的結構線的。

5.創建主體

這裡我用Birail工具來開始創建主體面（Master Surface）。這裡的截面線（generation curve）是剛剛基準面上draft出來的面的邊界，而兩根路徑線（rails）則是另外兩根單span的邊界。

再次說明一下，（在rebuild選項没有打開的情况下）新的rail出來的曲面的邊界是受到基準面的span和CV結構的影響的，而基準面則繼承了一開始的参考revolve的曲面結構。

這些步驟有什麼用呢？我們現在得到的是一個和revolve曲面十分接近，但又没有影響工作“極端點”的曲面。另外還有一個好處是，我們現在得到的曲面在U、V兩個方向都有5個degree。而使用revolve工具做出來的面最多只有一個方向有5階（如果你的內線是5階的話），另一個方向系统默認只能有3個degree。

我們最终的目標是做出來的Master Surface要儘可能地貼合revolve面。我這裡要說明一下，如果用revolve面上trim過的邊界來做rail的話（也就是2 gens + 2 rails）我們得到的面很可能會更貼合revolve面，但是以trim過的面上創建新的曲面往往會產生額外的isoparm。我們第一個階段的任務是佈置一個完好的結構和CV分佈，之後才是考慮外形的問題，我們的工作才剛剛

開始……