浅谈陶瓷产品的三维建模

浅谈陶瓷产品的三维建模

摘要三维技术由于能够准确、真实的把平面的设计图纸以三维图像的方式展现，因而在产品设计领域得到了广泛的应用。相对于其他的产品而言，陶瓷产品在造型上有自身的特点，因此对陶瓷产品的三维建模也有特殊的要求。本文通过对三维软件中常用建模方式的介绍及特点分析，探讨了如何高效、高质地完成陶瓷产品的建模。

关键词陶瓷产品，三维建模

1前言

当今，计算机辅助设计软件越来越多地应用到陶瓷造型设计之中，三维技术由于能够准确、真实地展

现产品的形态，因而在陶瓷造型设计领域得到了广泛的应用。三维软件通过把二维的图纸转换为三维模型，然后赋予材质、布置场景，最终通过渲染得到产品设计效果图。在这个过程中，三维建模是一个非常重要的环节。我们常用的三维辅助设计软件有3DS MAX、Rhino、Alias等，这些软件提供了丰富的建模方式供用户使用。相对于其他的产品而言，陶瓷产品在造型上有自身的特点，那么这些建模方法中常用于陶瓷产品建模的又有哪些呢？如何才能高效、高质地建模呢？

2陶瓷产品的造型特点

陶瓷产品分为日用瓷、陈设瓷、建筑陶瓷等多个种类，小至酒盅，大至浴缸，造型种类繁多，相对于

塑料、金属等产品，陶瓷产品在造型上有其自身的特点。

由于制作工艺的限制，陶瓷产品采用直线形时容易产生形变，因而很多产品在设计时采用曲线造型来避免这个问题，从而使得这些陶瓷产品曲面变化丰富。此外，陶瓷产品的耳、把、嘴、钮等组件一般是在泥坯时粘接上去的，由于后期施釉烧制，这个接缝会因为釉层的附着而变得圆滑，不会形成像金属器那样尖锐的转折，正是这种圆滑相接，使得陶瓷产品更像是一体成形的物品。另外，很多陶瓷产品在表面采用浮雕的方式用线或花纹进行装饰。在进行陶瓷产品的三维建模时，应该依据这些特点进行建模方法的选择。

3常用三维建模方法及特点

现在应用在计算机辅助设计领域的三维软件种类很多，一些大型三维设计软件为用户提供了多种建模方式，如基本型建模、布尔运算、面片建模、多边形建模等。当然，这些建模方式并不都适用于陶瓷产品建模。根据陶瓷产品造型的特点，以下对几种在陶瓷产品建模中常用的建模方法进行论述。

3.1 车削建模

车削一词来源于机械行业，是指通过旋转和切削来制造加工物件的一种方式。三维软件中车削编辑是将一个二维曲线作为模型的截面形，然后沿着一个轴进行旋转以得到三维造型的建模方法。这种建模方式很适合创建中轴对称、横截面为同心正圆的产品，如日常生活中用的碗、盘、瓶等（图1）。

车削建模方式的优点是准确、快速且易于修改。它往往从绘制产品的截面图形入手，在已定设计图纸

的情况下，把设计图纸作为参考背景，在软件中沿着图纸进行绘制，可达到很高的制图精度。在得到产品的截面图形、确定旋转的轴向后，应用车削命令就可以得到产品的模型。如果对所创建的模型不满意，只需要在软件的编辑历史层级中修改截面形就可以改变正体的造型，非常方便。

当然，这种建模方式也有其自身的局限，由于像拉坯一样采用旋转成形的方式，所以无法创建横截面不是正圆和带有耳、系、嘴、把等组件的造型。

3.2 放样建模

放样建模是采用物体的截面和路径来创建模型的一种方法。像造船一样，在已知产品的截面形和路径的情况下就可以创建出模型，造船时一般先铺设船的龙骨，然后再沿龙骨铺设船肋，之后再进行其它的工序，船的龙骨就相当于路径，而垂直于龙骨的船肋就

相当于物体的截面（见图2）。同样，一个通过放样生成的对象至少有两个图形构成，其中一个图形用来当路径，另一个图形用来作为对象的在路径上的截面。如果物体的形状比较复杂，则在一条路径上需要插入许多不同的截面图形，截面图形在路径上扫出模型，更进一步，多个不同的截面在放样同时进行放缩、旋转等变化，可以使模型更加复杂（见图3）。

相对于车削建模，放样建模可以完成造型稍复杂的陶瓷产品的创建，它也是用线来绘制截面形和路径的，在已有设计图纸的情况下，依照设计图纸绘制，可以很快完成模型的创建，而且可以达到较高的精确度。但是，这种建模方式还是有所局限，像茶壶、茶杯等造型更加复杂的产品仍然无法采用这种方式创建。

3.3 多边形建模

多边形是一组有序顶点和顶点之间的边构成的N

边形，它可以是简单的形状，如多边形几何体；也可以是用不同的多边形工具或操作创建的复杂模型。多边形建模就是通过编辑多边形的点、边、面等元素，改变基本型物体的形体，最终创造出需要的模型的一种建模方式。

多边形建模是三维软件中最常用的建模方式之一，它的创建往往由一个基础几何形体开始，通过编辑点、边、面，一步一步地把基本的几何形改造成需要的模型，其整个创建过程是一个由粗到细、由疏到密的具象过程，可以一边做，一边修改，就像现实生活中的雕塑一样，因而具有良好的操作感，初学者极易上手。此外，在多边形的编辑过程中，可以通过网格细化功能，加入更多的点、边、面，增加可控点的数量，从而达到细致造型的目的，因而它的造型能力非常强大，能满足大多数陶瓷产品建模的需求。三维建模中难度

最高的莫过于生物建模了，多边形建模在这方面却是游刃有余，因而非常适合创建造型复杂、人或动物形态的陶瓷产品（图4）。相对于其他的建模方式，采用多边形建模时的效率很高。

多边形建模方法虽然优势很大，但还是有一些不足。一是多边形建模比较擅长表达光滑的曲面，对于创建边缘尖锐的曲面就显得有一些吃力，或是效果上不如人意；还有就是当创建的模型非常复杂时，物体上的调节点会非常多，这就要求有比较好的把握能力，合理的划分网格，否则制作的模型既不到位，又产生了许多多余的面。另外，多边形建模要得到最终光滑的效果，需要添加一个光滑命令，这样模型就会产生收缩，形状会发生细微的变化，因而精确度不是很高。

3.4 NURBS曲面建模

NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写，即非统一有理B样条。NURBS曲面建模是一种非常优秀的建模方式，一般高级三维软件当中都支持这种建模方式。它能够比传统的网格建模方式更好地控制物体表面的曲线度，从而能够创建出更逼真、生动的造型。正是因为这一特点，可以用它做出各种复杂的曲面造型和表现特殊的效果，如人的皮肤、面貌或流线型的跑车等。陶瓷产品表面曲线丰富，而且没有尖锐的棱角，因而也非常适合用NURBS来建模（见图5）。

常用的三维软件，如3DS MAX、MAYA等都提供了一套NURBS建模系统，有的软件甚至是以NURBS建模为主，如Rhino等。NURBS建模有众多的优点。首先，NURBS建模往往从绘制曲线入手，模型的绘制非常精确，适合对精确度要求较高的陶瓷