NURBS建模、多边形建模与Patch面片 (第5章)
NURBS建模
NURBS建模1.NURBS的简单介绍NURBS是Non-Uniform Rational B-Spline的简称，是一组用来创建光滑的有机体形状和表面模型的工具，也可以用来创建弯曲路径，用来放样或作为相机的动画路径的同一类型的路径，是目前3D模型中相当重要的一种建模方式，对于一些高级动画建模几乎都是采用此方式进行建模。
2.创建NURBS曲线创建NURBS曲线有两种方法。
A） Point Curve(点曲线)：用控制点来定义曲线。
在这种类型的曲线中，曲线必须通过这个控制点。
B） CV Curve(CV曲线)：类似于点曲线，但是曲线不通过这个CV点，而是离这点非常近。
控制顶点可以影响曲线的弯曲程度，而不需要曲线通过这点。
3.NURBS的建造面板从NURBS的建造面板看，我们可以将其分为三部分，分别为：Point（点式）、Curves（曲线）、Surfaces（曲面）；其中点式指令提供了可依据情况的不同自由加入所需要的作业点；曲线式指令可以加入独立属性的点于NURBS物件中；而曲面式指令则是锁定在物件曲面的用途上。
利用这些NURBS指令，可以使操作者在作业需要时，随时加入额外的作业曲线进行辅助。
Create Points（点建构）在NURBS Creation Box中，关于点的建构方面，总共提供了六种不同形式的作业工具。
如下：——Create Point（建立独立点）：建立三度空间独立属性的点物件，像辅助物件中的Point。
——Create offset Point（建立偏移点）：在视图中的独立点上建立一个附属于独立点的附属点物件。
与独立点的偏离值可以通过调节参数面板中的参数来实现。
——Create Curve Point（建立曲度点）：可以在曲线上的任意位置上建立一个附属于曲线的附属点，该点对曲线有剪切作用，可在参数面板中进行调节。
——Create Curve-Curve Point（建立交集点）：在与曲线与曲线之间加入点。
[工学]NURBS建模、多边形建模与Patch面片 第5章
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与传统的网格建模相比，它能够更方便地控制物体表面的曲线度， 交互地调整构成曲面的点可以完成复杂精美的曲面模型，属于表面建模 方法。
在3dsmax中,有两类NURBS对象,它们是NURBS Curves和NURBS Surfaces 。
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创建NURBS模型—— 花瓶
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创建NURBS模型—— 鼠标
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面片建模 面片建模是另一类非常重要的表面建模方法，常用于建立形态结构复杂
的模型外观，在3dsmax中面片的种类有：Quad Patch和Tri Patch
Edit Patch编辑器
Patch面片建模是在网格模型的基础上发展起来的,它是基于Bezier 曲线的基础上的,可以通过Edit Patch编辑器对面片进行编辑修改
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NURBS对象的创建方法
1、直接创建法
曲线 NURBS曲线创建面板
Draw In All Viewports选项实现多视图创建对象
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曲面 NURBS曲面创建面板
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2、使用NURBS工具箱创建
创建一个自由独立的点 在具体某点一定的偏移处创建另一个点 创建一个依附于曲线的点 在两条曲线的交叉处创建一个点 创建一个依附于曲面的点 在曲线和曲面的交叉处创建一个点
沿曲面法向方向把曲线投影到NURBS曲面上 沿向量方向把曲线投影到NURBS曲面上 直接在NURBS曲面上创建CV曲线 直接在NURBS曲面上创建点曲线 创建曲面的偏移曲线 创建位于曲面边缘的曲线
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NURBS工具箱
创建CV曲面 创建点曲面 创建一个变换后曲面的副本 用一个光滑的曲面连接两个曲面 创建一个源曲面的副本并根据距离设置移动到源曲面一 侧的某个位置 按照选定轴和设定的距离创建源曲面的镜像副本
NURBS建模
主讲：石净波
概论
NURBS建模技术在设计与动画行业中占有举足 轻重的地位，一直以来是国外大型三维制作公 司的标准建模方式，如pixar，PDI，工业光魔 等，国内部分公司也在使用NURBS建模。他的 优势是用较少的点控制较大面积的平滑曲面， 以建造工业曲面和有组织的流线曲面见长。而 且Maya在特效，贴图方面对NURBS的支持比 较充分，使用NURBS模型在后续工作中会很方 便。
实例1：制作长号
谢谢
Hale Waihona Puke NURBS曲面 NURBS曲面： 曲面：
曲面的基本元素： 表面法线： 和Polygon一样，NURBS表面也有法线，法线方向对纹理贴图， 生长毛发都很重要。 NURBS Components>Suface Origins可显示UV方向及面的方向。
曲线和曲面的参数化： 曲线和曲面的参数化：
曲线和曲面上的每个点都有一个位置参数。Maya给出两种参数化法。 Uniform:统一参数化：0到曲线总跨度。 Chord length:弦长参数化：0到编辑点间的距离。
曲线可以创建和修改曲面，曲线虽然不能被渲染，但 精通绘制和编辑曲线是NURBS建模最重要的部分。 生成曲线的两种方式：EP曲线和CV曲线 EP曲线：点击鼠标生成的是节点,一般我们常用这种方 式生成曲线。 CV曲线：点击鼠标生成的是CV控制点，能较好的控 制生成曲线的形状。
曲线次数（Curve Degree）： 1次曲线（1 Linear）：生成的曲线外观呈直线状，可以用它来生 成有尖锐角的物体，墙，房屋等等。 3次曲线（3 Cubic）：Maya的默认曲线次数，平滑曲率而且容易 控制。 此外还有2次，5次和7次曲线，次数越高生成曲线越平滑，但更难 控制。
NURBS建模技术PPT
计算机方法研究：
计算机图形学(Computer Graphics，简称CG) 使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式 表示图形、图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
NURBS建模
数字化建筑设计概论
1、CAD类软件技术基础知识 几何造型技术:是一项研究在计算机中，如何表达物体模型形状的技术 计算机中描述物体的三维模型:线框模型、曲面模型和实体模型 1962年，法国雷诺汽车公司的Pierre Bezier 构造了一种以逼近为基础 的参数曲线和曲面的设计方法，这就是Bezier曲线和曲面。 1964年，MIT的教授 steven A ,coons提出Bezier超限插值曲面造型的思想， 既通过插值4条任意的边界曲线构造曲面。 实体造型：1973年英国剑桥大学CAD小组的Build系统 美国罗彻斯特大学的PADL-1系统。 1978年英国Shape Data推出实体造型系统Romulus,首次引入 采用代数方程的形式精确表示二次曲面
NURBS建模
数字化建筑设计概论
2、NURBS概念
NURBS技术
Maya
3Dmax
Rhino
Amapi
CATIA
………
Alias|Wavefront Dassault System Autodesk
NURBS建模
数字化建筑设计概论
3、软件的学习方法
NURBS建模 3、软件操作的学习过程
数字化建筑设计概论
数字化建筑设计概论
2、NURBS概念
提出NURBS方法，即非均匀有理B样条方法主要是为了找到与描述自由型曲线曲面的B样条 方法既相统一、又能精确表示二次曲线弧与二次曲面的数学方法。 NURBS中还有一些难以解决的问题： 比传统的曲线曲面定义方法需要更多的存储空间 权因子选择不当会引起畸变 对搭接、重叠形状的处理很麻烦。 反求曲线曲面上点的参数值的算法，存在数值不稳定问题
了解3Dmax中多边形和NURBS建模的区别
了解3Dmax中多边形和NURBS建模的区别3Dmax是一款功能强大的三维建模软件，被广泛应用于影视、游戏、建筑等领域。
在3Dmax中，多边形和NURBS是两种常见的建模技术，它们各有优劣，下面将详细介绍它们的区别及使用步骤。
一、多边形建模多边形建模是一种基于多边形网格的建模技术。
它通过将三维模型划分为众多的多边形面片，并在面片上进行细分、连接和编辑，最终构建出完整的三维模型。
1. 优点：- 网格结构简单，易于理解和操作；- 细节表现力强，可以更精确地表达模型的曲线和棱角；- 计算速度快，适用于实时渲染和动画制作。
2. 缺点：- 对于复杂有机形状如弯曲的曲线表现能力较差；- 高细分级别会增加模型的面片数量，导致文件大小增大。
3. 使用步骤：- 创建基本形状，如立方体、圆柱等；- 使用编辑工具修改形状的尺寸、角度等参数；- 进行面片的分割、连接和环缝操作，逐步构建模型的细节；- 进行模型的细化和优化，使其更符合设计要求；- 导入贴图并进行材质贴图和纹理调整；- 进行渲染和动画制作。
二、NURBS建模NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）是一种数学曲线描述方法，是一种基于数学方程的曲面建模技术。
NURBS建模通过调整控制点的位置和权重来创建和调整曲线和曲面。
1. 优点：- 可以精确描述复杂有机形状，如弯曲曲线、自然曲面等；- 导出模型时可以生成较小的文件，不易变形；- 可以方便地修改和调整模型的形状。
2. 缺点：- 学习曲线较陡峭，需要一定的数学基础和经验；- 较复杂的曲线和曲面可能会导致计算速度下降。
3. 使用步骤：- 创建基本曲线或曲面；- 调整控制点的位置和权重，使其满足设计要求；- 进行曲线或曲面的连接、修整和优化；- 进行曲线或曲面的细化，调整细节点和曲面控制；- 导入贴图并进行材质贴图和纹理调整；- 进行渲染和动画制作。
综上所述，多边形建模和NURBS建模是3Dmax中常用的两种建模技术，根据不同的需求和形状复杂程度选择合适的建模方法。
第六讲 曲面建模—面片、NURBS建模
鱼形态更加形象，更加光滑。 5. 加点增加细节——增加新的点、新的线，加大网格密度。
面片建模实例
● 飞机机舱模型制作实例
技术要点：建立面片（包括三角 形和四边形），选择Edit Patch 修改命令，对点、边、面片等次 物体级进行编辑。通过焊接命令 （weld)，消除表面裂缝。
常用面片操作： 创建基本面片 焊接面片(面片相临点焊接) 增加新面片(从边上生出面片) 次物体编辑(与网格物体类似) 片面细化
2020/10/18
高级建模造型
主要内容
教学要求
三维物体高级建模 ■ 面片建模 ■ NURBS建模
三维物体高级建模实例 ■ 飞机机舱模型制作实例 ■ 金鱼模型制作实例 ■ 飞机机头罩制作实例 ■ 喷壶壶体制作实例
二维形体基本建模
■ 了解面片建模方式，学会 Edit Patch修改器使用方法，通 过四边形面片和三角形面片来创 建物体造型
2020/10/18
上机实验
实验名称：实验一 三维模型制作 主要内容：内容包括使用3DS MAX中常用的三维建 模方式,制作出一些指定的三维造型。 3. 3DS Max制作勺子模型 要求：掌握网格物体的精细加工方法；掌握通过编 辑次物体来创建变形物体的方法。 实验效果：
2020/10/18
操作教程到网站202.195.66.66/~pzh上下载
间进行调和。NURBS 建模系统的成功引入，很大程度上取代了面片 建模的中坚地位。
第5章 细分表面建模
• 3）设置下面的选项， • 在“Type”右侧，选中“Quads(四边形)”； • 在“ Tessellate Method(镶嵌方式)”右侧， 选中“General”项然后； • 单击“Tessellate”按钮 • 4）选择“Mesh->Conbine(合并)”命令， 合并得到的多边形来创建单一多边形表面。
5.1.4 Subdiv Surfaces［细分 表面］模型的UV
• Subdiv Surfaces［细分表面］模型在编辑 UV时较为灵活，不同于NURBS模型具有 不易编辑的固定UV。它更像多边形模型， 可以随意地编辑UV，也可以将细分模型转 换为多边形模型，使用多边形的编辑命令 编辑UV，然后再将其转换回细分模型，如 下图所示。
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• 细分建模简介
• 建模是整个三维动画制作工程的起点，传 统的三维建模方法主要有两种NURBS(曲线 曲面非均匀有理B样条)建模和PoI ygon(多 边形)建模。 • NURBS适台制作外表光滑流畅的工业 • 模型模型，复杂度较低(对于计算机而言)但 对于细节很多的物体则有些力不从心，在 处理接缝和面面连接处时需要相当的技巧。
• 5）合并所有内部边界边，选择“Edit Mesh->Merge(融合)”命令。 • 6）再将其转换为细分表面对象。
• 5.2.2 Subdiv Surfaces 模型组元编辑 • Subdiv Surfaces［细分表面］模型有两种 组元编辑方式，一种是Standard［标准］组 元编辑模式，另一种是Polygon［多边形］ 代理组元编辑模式。
5.1.3 Subdiv Surfaces模型的显示方式
• Subdiv Surfaces［细分表面］和NURBS 模型非常相似，可以在选择模型后，使用 键盘上的1、2、3键来切换对象的显示精度， 如下图所示。
第六讲 曲面建模—面片、NURBS建模
● 使用Extrude 和Lathe编辑修改器输出NURBS对象
NURBS建模实例
● 飞机机头整流罩制作实例
技术要点：使用NURBS旋转建 模工具创建机头模型，并通过对 其Surface次物体级进行编辑使 机头部分与机舱部分完全吻合。
创建面片对象的方法 ● 直接创建面片对象
使用Create面板可以创建三角形和四边形两种基本面片，然后用 Edit Patch编辑修改对基本面片对象的点、边界或面片次对象进行编 辑建模。
● 将基本几何形转换为面片对象 选择Editable Patch编辑修改，便可将几何对象转换为面片。
● 使用Edit Patch编辑修改器 对任何一个对象应用Edit Patch编辑修改器，可转换为三角形面片。
高级建模造型
主要内容
教学要求
三维物体高级建模 ■ 面片建模 ■ NURBS建模
三维物体高级建模实例 ■ 飞机机舱模型制作实例 ■ 金鱼模型制作实例 ■ 飞机机头罩制作实例 ■ 喷壶壶体制作实例
二维形体基本建模
■ 了解面片建模方式，学会 Edit Patch修改器使用方法，通 过四边形面片和三角形面片来创 建物体造型
鱼形态更加形象，更加光滑。 5. 加点增加细节——增加新的点、新的线，加大网格密度。
● NURBS建模 NURBS是一种非常优秀的建模方式，在高级三维软件当中都支
持这种建模方式。NURBS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。如人的皮 肤，面貌或流线型的跑车等。
● 使用Extrude 和Lathe编辑修改器输出面片对象
Nurbs建模
（4) 、Offset Curve(偏移曲线) 从原始曲 线偏移复制一个曲线
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Nurbs建模
二、NURBS模型
2、建立NURBS曲线次对象 （5）、Mirror Curve（镜像曲线）
注：Mirror Axis(镜像轴)通过黄色箭头和矩形框， 控制原始曲线的镜像方向。 Offset（偏移）控制镜像曲线和原始曲线间的距离
Nurbs建模
二、NURBS建模
1、 创建NURBS对象的方法 1）、Create—→Shape—→下拉列表中选择 NURBS Curves，创建NURBS曲线 2）、Create—→Geometry几何实体—→下拉列表中选择 NURBS Surfaces,创建NURBS表面 3）、 创建各种几何体、面片、放样、二维图形再转化为 NURBS对象。方法：选择对象—→单击右键在弹出的菜 单中选择Convert To NURBS选项或选择对象—→在 Modify修改命令面板中—→单击Edit Stack(编辑堆栈器)— →在弹出菜单中选择NURBS
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Nurbs建模
2）、进入Modify对点次对象编辑 二、NURBS模型 ⑴、Selection(选择) 3、编辑NURBS点次对象 Single Points 单击选择一个点 Row of Points 单击选择对象上的一排 点 Column of Points 单击选择对象上的一 列点 Row and Column of Points 单击选择点 的所有交叉点 All Points 单击选择所有点 ⑵、Hide和Unhide All 取消隐藏NURBS 对象上的点 ⑶、Make Independent 将指定的点创建 为独立点 16 （4）优化、熔合、插入可以对点进行编辑
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《3DMAX课程》五、复合建模和多边形建模
第五章 复合建模和多边形建模
2、 放样建模
5.2.3 “变形”卷展栏
“缩放”变形工具的应用。 简单的放样对象，通过缩放变形的控制改变截面在路径上大小，可以得到复杂的放样对象。左图 所示为圆环 形状的截面图形沿直线放样得到的圆管对象，如右图所示调整缩放变形曲线后，得到的花瓶模型。。
第五章 复合建模和多边形建模
第五章 复合建模和多边形建模
2、 放样建模
5.2.4 “变形”卷展栏
放样对象创建后，还可以对它的截面图形进行变形控制，产生更复杂的 造型。选择放样对象，切换到“修改”面板，在修改命令面板上出现了 “变形”卷展栏，如图所示。在该卷展栏中，主要有五种变形工具可以 应用于放样对象。 在每个工具按钮的右侧都有一个灯泡图标，单击可以切换该变形工具是 否启用。单击每个变形工具按钮，都会弹出相应的变形控制窗口，在变 形控制窗口调整变形曲线，放样对象就会产生相应的变形效果。
第五章 复合建模和多边形建模 1、布尔运算
5.1.2 布尔对象 在“布尔参数”卷展栏中，单击“添加运算对象”按钮可以实现添加操作对象；在“运算对象”列表中显 示布尔运算的所有操作对象，并可以选择要修改的操作对象；单击“移除运算对象”按钮可以将操作对象 从布尔运算中去除。可以选择多个操作对象并分别设置该对象与原始对象的布尔运算类型，如图所示为原 始长方体对象分别与球体进行并集运算、圆柱体进行差集运算的效果。
前几章介绍的多种建模方法可以用来制作简单或比较规则的模型，如果想要制作一些精细的、 表面造型复杂的模型就需要学习高级建模的方法来实现，多边形建模就是高级建模的方法之 一。所谓多边形建模是指，在较简单的模型上，通过对组成模型的点、边、面等等进行增减、 位置调整等编辑操作来产生所需模型。 多边形建模有两种方式：编辑多边形和编辑网格。多边形建模具有强大的建模功能，熟练掌 握这种建模方法，可以随心所欲地制作各种模型。 多边形建模方法比较容易理解，非常适合初学者学习，并且在建模的过程中可以按空间想象 进行编辑修改。几乎所有的几何体都可以使用多边形建模方法进行再次几何造型，封闭的样 条线也可以转换成曲面进行多边形建模。
NURBS建模和多边形建模区别
NURBS建模和多边形建模区别NURBS建模NURBS建模曲面建模也称为曲面建模，NURBS建模的“控制顶点”影响范围能够改变。
也就是可远可近，创建一个不规则曲面的时候这一点非常有用。
同样，统一曲线和曲面在透视投影下状态先也会有变化，但对于交互的3D建模来说，这是一个缺陷。
通俗地说，NURBS是专门创建曲面物体的一种造型技巧。
NURBS造型总是由曲线和曲面来定义的，这导致在NURBS表面生成有棱角的边非常不容易。
因为这一特点，NURBS可以用制作出各种复杂的曲面造型和表现特殊的效果，如皮肤，五官或流线型的模型等。
NURBS模型创建曲面有曲线开始。
可以通过点创建曲线来创建曲面，也可以通过抽取或使用视图区已有的特征边缘线创建曲面。
简单过程如下：多边形就是由多条边围成的一个闭合的路径形成的一个面。
顶点：线段的端点，构成多边形的最基本元素。
边: 就是一条连接两个多边形顶点的直线段。
面: 就是由多边形的边所围成的一个面。
一般原则，尽量使用三边或四边面。
法线Normal：表示面的方向。
法线朝外的是正面，反之是背面。
顶点也有法线。
Polygon建模Polygon建模指多边形建模，是目前三维软件两大流行建模方法之一，（另一个是NURBS建模），这种方法创建的物体表面由直线组成。
在建筑方面用的多，如室内设计等。
Polygon建模使一个对象转化为可编辑的多边形对象，然后通过对该多边形对象的各种子对像进行编辑和修改来实现建模过程。
多边形建模不能用来制作高精度要求的设计图纸和模型，因为多边形的弯曲不是真正的弯曲，是由多个直面，按照不同的角度拼接在一起的假弯曲。
多边形从技术角度来讲比较容易掌握，创建复杂表面时，细节部分可以任意加线，在结构穿插关系很复杂的模型中，能充分体现优势。
但另一方面，它不如NURBS有固定的UV，在贴图时，需要对UV进行手动编辑。
第五章 曲线曲面(NURBS)的操作概要
七、 边框建模的方法
（1）、创建新的场景，命名为Boundary。 （2）、应用CV工具在Top视图中创建一条曲线。 （3）、在Front视图中创建两条直线，同时复制一条曲线。 （4）、 选择 所有线，使用Surface——Boundary选项，点 击图标调出设置窗口。Curve Ordering部分的Automatic 的作用是自动根据边框创建曲面 （5）、 点击Boundary即可创建边界曲面。
四、旋转（Revolve）
（1）、创建一个场景。 （2）、应用CV工具在Front视图中创建一条曲线。 （3）、选择该曲面，使用Surface——Revolve选项，点击 属性图标调出设置窗口。Axis Preset定义曲线旋转 轴；Start Sweep Angle和End Sweep Angle定义开始 和结束的角度。
五、倒角（Bevel）
（1）、新建场景命名为Bevel。 （2）、创建字体。使用Create→Text命令，在场景中创建 文字。 （3）、选择一个字母，使用Surface→Bevel Plus选项，点 击图标调出设置窗口。 （4）、点击Apply按钮，创建一个倒角字母。 （5）、依次选择其他字母进行倒角，完成倒角创建模型的 操作。
一、切割曲面（Trim Surfaces）与布尔运算 （Booleans）
• 1、切割曲面的方法（以圆柱体为例） • （1）、创建一个场景，命名为Trim。 • （2）、在场景中创建一个NURBS圆柱体，并同时创建 一个Curve的圆。 • （3）、使用缩放工具放大该圆，同时进行旋转。 • （4）、选择圆柱和曲线，使用Edit NUEBS—— Project Curve on Surface命令，点击图标调出设置 窗口。完成参数设置，圆环按照法线的方向投射在圆 柱上。 • （5）、选择圆柱，使用Edit NUEBS——Trim Tool命 令，点击图标调出设置窗口。Keep的作用是保留分割 点所在的曲面；Fitting Tolerance定义切割的精确度， 值越小越精确。 • （6）、点击鼠标左键，在保留的曲面上画一个点，也 可以画多个点，回车键结束运行。 • （7）、通过移动切割边界，可以修改切割位置，移动 圆环还可以调整切割形状。
3dsmax7.0案例教程 第7章 面片与NURBS建模幻灯片PPT
（1）Extrude面片：进入面片子对象 的编辑以后，选中要挤出的面片，然 后单击Geometry卷展栏中的Extrude按 钮，在其下方的Extrusion（挤出值） 中输入挤压的值，如图7-1-30所示。 然后单击Extrude按钮，效果如图7-131所示。
图7-1-30 Extrude＆Bevel栏
（2）Filp Normals（翻转法线）复选 框：选中该复选框，可以翻转面片曲 面的法线方向。
（3）Remove Interior（移除内部面片） 复选框：选中该复选框，移除通常看 不到的对象的内部面。这些面是在封 口内创建的面，或是相同类型闭合多 边形的其他内部面片。
（4）Use Only Selected（仅使用选定 分段）复选框：选中该复选框， Surface修改器只使用编辑样条线修改 器中选定的分段来创建面片。
（5）Patch Topology（步数）面片拓 扑栏：步数字段微调器用于确定在每 个顶点间使用的步数。步数值越高， 所得到的顶点之间的曲线就越平滑。
7.2 制作“果篮和台灯”
7.2.1 学习目标
在本例中，将学习NURBS建模的基本 知识，如何创建基本NURBS曲线和曲面以 及对NURBS子对象的编辑等。本例中制作 的“果篮和台灯”效果如图7-2-1所示。
图7-1-25 可编辑面片的五种子对象
3．节点子对象的编辑
（1）Vertices（顶点）和Vectors（向 量）的选择：单击 （节点）按钮， 即可对面片对象上的节点进行编辑。 在Selection（选择）的Filter（圆角） 栏中有两个选项：Vertices（顶点）和 Vectors（向量），如图7-1-26所示。
7.2.2 操作过程
图7-2-1 “果篮和台灯”效果图
第五章 Subdivision(细分曲面)建模
第六节 Subdiv Surfaces(细分曲面）的编辑工 具
Subdivision物体的编辑 方式可以使用多变形代 理的编辑模式，因此可 以使用多边形的编辑工 具进行编辑。但是针对 一些细分物体的特殊性 Maya软件在Subdiv Surface菜单中补充了一 组针对细分物体的编辑 工具，
第七节 创建“卡通玩具”模型
第二节
细分建模简介
细分表面是结合了NURBS建模和多边形建模很 多优点的混合表面。我们在制作中可以通过两 种途径得到细分曲面物体，创建后的物体能在 标准模式和多边形替代物模式之间切换编辑。 细分曲面的最大优点就是其分层级管理，能够 创建不断提高的细节层次，并且在建模的过程 中可以在高低级别见自由的切换。我们所学的 三种建模方式各有优缺点，我们可以通过掌握 其各自的特性来取长补短。
第四节 Subdiv Surfaces(细分曲面） 原始物体的创建
创建Subdiv Surfces（细分表面）物体可以通过 两种途径创建：一种是从菜单栏内Create（创建） >Subdiv Primtives（细分基本几何体）中创建细 分表面的基本物体。另外一种是用polygon或 NURBS物体创建基本形状，再使用菜单栏内 modify（修改）>convert（转换）>polygons to Subdiv或NURBS to Subdiv转成细分物体，转换 后可以对物体继续进行编辑。
第三节 Subdiv Surfaces(细分曲面）的特点
在 Maya 中细分曲面建模代表了一种全新的建模方式，同时具备NURBS 和多边形建 模的优势。细分曲面建模提供如下优于传统的 NURBS 或多边形建模的功能特点： 1．细分曲面可以象NURBS表面一样的光滑，实际上，Maya 的细分曲面与3 度均匀 的B-spline 曲线表面一样平滑（NURBS 表面的一个子集）。细分曲面与多边形表面不同，当用 户近距离观察时，细分面看上去没有细小面。 2、细分曲面可以是一个整体，不用象NURBS建模一样，使用面片缝合等技术，不 用担心表面的连续性和接缝等问题。 3、细分曲面可以象Polygon一样任意的拓扑，可以任意连线。不象NURBS表面一样 一定要四边形。它产生自一个任意拓扑的Polygon网格。这个Polygon网格就是它的 Base Mesh（基本网格），控制着细分表面的大型，在Maya里，你可以在使用任意 的Polygon建模工具对这个基本网格进行编辑。 4、细分曲面建模速度快。用户可以很快地设计一个粗略的多边形形式，将此形式转 换到一个平滑细分面，然后对所要求细节进行操作，而不必担心缝合和连续性。 5、细分曲面可以只在需要细节的部位执行细分操作增加顶点，以便编辑更多的细节。 这样可以让模型尽量减少不必要的顶点，即减轻了系统的运算负担，又保证了模型 的精细度。
NURBS建模篇
Create>Arc Tools>Three Point Arc Tool (创建>弧形工具>三点成弧工具)，Create>Arc Tools>Two Point Arc Tool (创建>弧形工具>两点成弧工具)：Circular Arc Degree(圆弧次数)，Sections(圆弧段数)。
Edit>Offset>Offset Curve (编辑曲线>偏移>偏移曲线)，Normal Direction(法线方向：Geometry Average，用几何平均值偏移曲线；Active View，使用当前视图的摄影机方向偏移曲线)，Offset Distance(设置原始曲线和偏移曲线的距离)，Connect Breaks(连接由于偏移值过大断开的曲线：Circular，以圆弧方式连接；Linear，用直线连接；Off，不连接断开的曲线)，Loop Cutting(剪切平面曲线里线圈：开启此项将使偏移距离大于曲线半径的曲线在偏移时不形成相交的线圈)，Cutting Radius(剪切角半径：开启Loop Cutting时，设置尖角处半径)，Max Subdivision Density(最大细分度：设置曲线上任意跨度的细分度)，Use Tolerance(使用公差：Global，全局，使用Preferences/参数窗口中的Setting/设置部分的Preferences Tolerance/位置公差值；Local，局部，使用Tolerance窗口中的输入值),Tolerance(公差：标明了偏移曲线设置距离的精确度)，Curve Range(偏移曲线范围：Complete，整体偏移；Partial，部分偏移，创建subCurve节点，偏移后用显示操纵器交互式调整偏移范围)。
NURBS建模技术
NURBSNURBS曲线基础1.曲线的组成元素：CV【控制点】·Edit Point【编辑点】，简称EP点，Hull【壳线】，cv点之间的连线，在曲线编辑中可以选择壳线来完成曲面的一组控制点2.曲线元素的选择和编辑：可以通过F8在物体与元素之间切换选择，也可以通过状态栏上的按钮进行选择，或者通过右键快速标记菜单对一个或者一组cv控制点或者编辑点进行移动·旋转·缩放3.曲线元素的删除：选择一个或一组点，Delete和Backspace删除，在绘制曲线，可以使用这两个键来删除前一次的点，如使用Pencil Curve【铅笔工具】，则要在绘制后进行选择删除NURBS曲面基础1.曲面的组成元素：CV点·Isoparm【等参线】·曲面点·曲面面片·壳线，跟曲线一样，也可以通过F8在物体与元素之间切换选择，也可以通过状态栏上的按钮进行选择，或者通过右键快速标记菜单2.选择一个或者一组cv控制点或者编辑点`进行移动·旋转·缩放。
为了提高工作效率，选择Edit NURBS>selection>Grow CV selection[延伸CV选区]`Shrink CV selection[收缩CV选区]`Select CV Selection Boundary[选择CV区域边界]`Select Suface border[选择曲面边界]四个辅助工具,快捷键是选择NURBS物体的CV点,按下Ctrl+右键3.NURBS曲面精度控制：快捷键1 2 3 ，或者在Display>NURBS中选择Rough[粗] Medium【中】Fine【精】NURBS建模流程：“由线成面”—绘制曲线—编辑曲线---曲线成面---编辑曲面Create【创建】建立曲线，Edit Curves【编辑曲线】，Surfaces【曲面】将曲线生成曲面，Edit NURBS【编辑曲面】创建NURBS几何体：sphere球cube立方体cylinder柱体cone椎体plane平面circle圆形square方形在创建柱体和椎体时，创建后ctrl+z，可开口创建NURBS曲线1. CV曲线在Creat【创建】菜单下的CV Curve Tool，由于经常使用，可以将其放入工具架中，ctrl+shift+左击2.在创建过程中编辑曲线：·在落点后不要松开鼠标左键，拖动·松开的话，Insert键对最后一个点进行移动编辑·可以按键盘上的向左向右键进行控制点间的切换·最后按下Insert键可继续画线·落点后已经松开鼠标左键，直接拖动鼠标中间也可以编辑最后一个点3.在NURBS曲面上绘制曲线：modify>make live,创建的曲线为曲面曲线,不能单独存在4.CV曲线工具绘制技巧:在绘制曲线时,选择不同的曲线度数会画出不同效果的线,1就僵硬,但一般的物体都会有倒角,在拐角处连续单击三次就能绘制出一个硬角绘制自己的名字5.EP Curve Tool[编辑点曲线工具]与CV相同6.Pencil Curve Tool[铅笔曲线工具]画出来的曲线有很多EP点和CV点,要用EditCurves>Smooth Curves[平滑曲线]或Rebuild Curves[重建曲线]使曲线光滑或精减曲线点7.Arc Tool[圆弧工具]:three point circular arc[三点圆弧工具] two point circular arc[两点圆弧工具],可任意单击并移动3个控制点,按回车键确定,通道栏可对画好的弧进行编辑8.创建Text[文本]:NURBS曲线.NURBS曲面.多边形曲面编辑NURBS曲线【Edit Curves】Duplicate Surface Curves【复制曲面曲线】Attach Curves【合并曲线】Detach Curves【分离曲线】Align Curves【对齐曲线】Open/CloseCurves【开放/封闭曲线】Move seam [移动接缝]Cut Curve[剪切曲线]Intersect Curves[交叉曲线]Curve Fillet[曲线倒角]对两条曲线创建圆形倒角或自由倒角Insert Knot[插入节点]Extend[延伸]：Extend Curve[延伸曲线]` Extend Curve on Surface[延伸曲面曲线]`Offset[偏移]：Offset Curve[偏移曲线]` Offset Curve on Surface[偏移曲面曲线]Reverse Curve Direction[反转曲线方向]Rebuild Curve[重建曲线]Fit B—Spline[匹配曲线]Smooth Curve[光滑曲线]CV Hardness[硬化CV点]Add Points Tool[加点工具]`沿曲线末端添加CV ，EP点Curve Editing Tool[曲线编辑工具]Project Tangent[投射切线]Modify Curves[修改曲线]`Lock length[锁定长度]` Unlock length[解除长度锁定]`Straighten[拉直]`Smooth[平滑]`Curl[卷曲]`Bend[弯曲]Scale Curvature[曲率比例]Selection[选择]：CV点`起点`末点`创建NURBS曲面【Surfaces】Revolve[旋转]绕预定轴旋转成面Loft[[放样]将所选曲线放样成面Planar[平面]将所选曲线剪切成面Extrude[挤出]将轮廓线沿路径挤出成面Birail[围栏工具]单轨围栏`双轨围栏`多轨围栏Boundary[边界工具]根据所选的边界曲线创建边界曲面]Square[方形成面]根据四条或者三条两两相交边界曲线创建曲面Bevel[倒角]Bevel Plus[倒角插件]编辑NURBS曲面【Edit NURBS】Duplicate NURBS Patches[复制NURBS曲面]复制NURBS曲面上的一个或多个面片Project Curve On Surface[投射曲线到曲面]将一条或多条曲线投射到曲面，创建表面曲面Intersect Surfaces[相交曲面]求出两个或更多曲面的交线Trim Tool[剪切工具]根据曲面上表面曲线，剪切曲面Untrim Surfaces[还原剪切曲面]对于Trim过的曲面撤消Trim,如果在剪切时勾选Shrink Surface[收缩曲面]则无法还原Booleans[布尔运算]Union[并集]`Subtract[差集]`Intersect[交集]Attach Surfaces[合并曲面]将两个曲面连接成一个曲面Attach Without Moving[无位移连接]不改变要连接的曲面的位置和形状，连接两个曲面Detacth Surfaces[分离曲面]将曲面沿所选等参线处断开Align Surfaces[对齐曲面]将选择的两个曲面进行对齐操作Open/Close Surfaces[开放/封闭曲面]Move Seam[移动曲面接缝]Insert Isoparms[插入等参线]Extend Surfaces[延伸曲面]Offset Surfaces[偏移曲面]Reverse Surface Direction[反转曲面方向]Rebuild Surfaces[重建曲面]Round Tool[圆角工具]为两个相交的曲面倒圆角Surface Fillet[曲面衔接圆角]Circular Fillet[圆弧衔接] Freeform Fillet[自由衔接] Fillet Blend Tool[混合衔接工具]Stitch[缝合]Stitch Surface Points[缝合曲面点]Stitch Edges Tool[缝合边工具]Global Stitch[全局缝合]Sculpt Geometry Tool[雕刻几何体工具]Sufaces Editing[曲面编辑] Sufaces Editing Tool[编辑曲面工具]Break Tangent[打断切线]沿所选等参线断开表面切线Smooth Tangent[平滑切线]Selection[选择] Grow CV Selection[扩展CV选择]Shrink CV Selection[缩减CV选择] Select CV Selection Boundary[选择CV选区的边界] Select Surface Border[选择曲面边界]。
游戏中的3D建模课件
3D动画软件
● 3ds max ● Maya ● Softimage|XSI
3ds max
●…
Maya
Softimage|XSI
3D建模方式
● 多边形建模(Polygon Modeling) ● NURBS建模(NURBS Modeling)
◦ 面片建模(Patch Modeling) ● 细分建模(Subdivision Modeling)
相邻Байду номын сангаас的发现 方向相反
不规则多边形面
● 凹多边形 ● 非平面多边形
检测方法
● 在MAYA中可以检测部分不规则多边形
其他情况
1.要删除的边
3.应该把两个 点也删除
2.使用DEL删 除后留下两个 顶点
Ogre 引擎下的建模
贴图制作
纹理映射
原画
多边形建模
骨骼设置
皮肤绑定
动画
导出
低多边形(Low-Polygon)
● 由于受到计算机性能的限制, 3D模型 ● 的多边形面数不能过多, 称为低多边形
。
减少3D模型的多边形数
● 在MAYA中可以使用Polygons > Reduce
100%
50%
25%
不规则多边形面
一条边同属于 两个以上的面
单个顶点同属于 两个以上的面且 没有公共边
Polygon Modeling
NURBS Modeling
Subdivision Modeling
3D游戏建模组成
1. 设计草图 2. 多边形建模 3. 材质制作 4. 动画制作
3D游戏建模要点
●3D游戏对建模的特殊要求是由3D游戏 引擎决定的
Nurbs5
U SING M AYA ：NURBS M ODELING121编辑表面本节主要介绍各种表面编辑工具，内容包括：z 复制NURBS 面片（122页） z 投射曲线（123页） z 相交表面（127页） z 修剪表面（130页） z 撤消修剪表面（132页） z 使用Boolean 工具（132页） z 连结表面（134页） z 分离表面（137页） z对齐表面（140页）5U SING M AYA N URBS M ODELINGz打开和关闭表面（148页）z插入等位结构线（150页）z扩展表面（153页）z偏移表面（154页）z反转表面方向（155页）z重建表面（156页）z圆化表面（161页）z链接表面（163页）z缝合表面（177页）z造型表面（190页）z表面编辑工具的应用（204页）z断开或平滑切线（206页）复制NURBS面片可以拷贝一个或多个表面面片，拷贝体可用作单独的物体。
例如，可以从由许多面片构成的表面中，复制一对面片，然后将这对复制的面片作为新物体进行变形和动画。
复制面片的操作1 选择面片。
当表面处于激活状态下，右击，并从标记菜单中选择表面面片。
选择面片中心（小正方形）。
2 选择Edit Surfaces > Duplicate NURBS Patches。
设置复制NURBS面片选项选择Edit Surfaces > Duplicate NURBS Patches，打开选项视窗。
Group With Original如果此选项处于打开状态，复制表面是原物体的子物体。
如果此选项处于关闭状态，结果表面独立于原物体而存在。
U SING M AYA：NURBS M ODELING122E DITING S URFACES5要点与多边形面不同的是，不能对是物体的一部分的NURBS面片进行移动、旋转和缩放。
可以对用Duplicate NURBS Patches命令新创建的NURBS面片进行移动、旋转和缩放。
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多边形建模-实例1（editable mesh）
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editable mesh与edit mesh
网格建模的5 个子物体层级
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多边形建模-实例2 （eidtable poly）
Editable poly与editable mesh类似，也是多边形建模的一种方法， 其子物体层级与editable mesh有些区别，没有face，只有border， 该建模方式与editable mesh相比，参数丰富一些，也更灵活。
NURBS工具箱
创建CV曲线 创建点曲线 沿着选定点创建一条曲线 创建一条变换后曲线的复制品 连接两条NURBS曲线的端点 创建一条源曲线的复制品,根据距离的设置,其大小不同 并移动到源曲线的一侧
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按照选定轴和用户设置的距离创建源曲线的镜像复制品 在两条曲线相交的位置上创建一个直倒角 在两条曲线相交的位置上创建一个圆倒角光滑过渡 沿着两个NURBS曲面相交的边创建一条曲线 为组成NURBS曲面的U向等参曲线创建一条从属曲线 为组成NURBS曲面的V向等参曲线创建一条从属曲线
NURBS是非均匀有理B样条曲线的英文缩写,该建模方法是一种非常 优秀的建模形式。 与传统的网格建模相比，它能够更方便地控制物体表面的曲线度， 交互地调整构成曲面的点可以完成复杂精美的曲面模型，属于表面建模 方法。 在3dsmax中,有两类NURBS对象,它们是NURBS Curves和NURBS Surfaces 。
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多边形建模 多边形建模方法是传统的建模方法，适合于建立规则的物体模型，多边 形建模的基础在于点、线和多边形，任何模型都可以最终看做是由无数三 角形面按一定的组成关系所构成的三维对象。 基于多边形建模的基本原理，可以知道的是构成模型的面数越多，模型 的细节越能表达的细致，模型也越真实，但也需要考虑模型的细节需求与 面数的折衷。 多边形网格
(F4) →
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如前面所介绍的方法,继续做拉伸40mm,缩放50%,沿Y旋转25,再拉伸30mm,缩放4%, 即可得到如下效果: 对第一个脚趾上部的面做拉伸30mm,缩放50%的操 作,得到如下效果:
可以对其他脚趾做类似的操作(指导书未做其他脚趾的操作),完成后,做如下操作:
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NURBS建模
NURBS工具箱
沿曲面法向方向把曲线投影到NURBS曲面上 沿向量方向把曲线投影到NURBS曲面上 直接在NURBS曲面上创建CV曲线 直接在NURBS曲面上创建点曲线 创建曲面的偏移曲线 创建位于曲面边缘的曲线
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创建CV曲面 创建点曲面 创建一个变换后曲面的副本 用一个光滑的曲面连接两个曲面 创建一个源曲面的副本并根据距离设置移动到源曲面一 侧的某个位置 按照选定轴和设定的距离创建源曲面的镜像副本 在与构造平面成直角处创建NURBS曲面 绕轴旋转一条曲线以创建NURBS曲面 连接两个分离曲面的边以创建一个直平面,可 以一边是弯曲的而另一边则是直的 沿未封口曲面的边创建一个曲面来封闭 绕U轴向连接多个封闭曲线轮廓以创建曲面 绕U/V轴向连接多个封闭曲线轮廓以创建曲面
Point Curve（点曲线）:曲线由多个弯曲排列的点控制
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CV Curve（可控点曲线）:曲线由一系列线外的控制点来调整其线条的形态
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Point Surf:
CV Surf:
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创建NURBS模型
在3dsmax中创建NURBS模型,通常有以下4种方法: 直接创建 利用曲线进行转换 绘制一条曲线,可以利用标准图形进行转换,也可以利用编辑样条曲线进 行一些形态上的编辑→将曲线转换到一个NURBS物体中,使用NURBS 的曲线编辑工具进一步编辑→使用曲面成型工具,将曲线转换为曲面→对 曲面进行各种编辑加工,进入曲面次对象模式面板中对物体进一步的编辑 利用基本物体直接进行转换 将基本几何体,放样物体或者是面片物体直接转换为NURBS物体→用曲 面编辑工具对转换后的物体进行进一步的修改 使用attach和import命令导入
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NURBS对象的创建方法
1、直接创建法
曲线 NURBS曲线创建面板
Draw In All Viewports选项实现多视图创建对象
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曲面 NURBS曲面创建面板
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2、使用NURBS工具箱创建
创建一个自由独立的点 在具体某点一定的偏移处创建另一个点 创建一个依附于曲线的点 在两条曲线的交叉处创建一个点 创建一个依附于曲面的点 在曲线和曲面的交叉处创建一个点
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创建NURBS模型—— 花瓶
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创建NURBS模型—— 鼠标
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面片建模 面片建模是另一类非常重要的表面建模方法，常用于建立形态结构复杂 的模型外观，在3dsmax中面片的种类有：Quad Patch和Tri Patch
Edit Patch编辑器
Patch面片建模是在网格模型的基础上发展起来的,它是基于Bezier 曲线的基础上的,可以通过Edit Patch编辑器对面片进行编辑修改
第5章 多边形建模、NURBS建模与Patch面片建模
本章要点:
了解NURBS曲面建模基础知识，学会创建基本NURBS物体，掌握多 边形建模方法与创建Patch面片对象的方法
本章安排: 1、NURBS曲面建模基础知识 2、创建基本NURBS物体的方法 3、多边形建模方法 4、创建Patch面片对象
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创建面片模型的方法 1、使用创建面板按钮
2、转换线框轮廓对象（surface修改器）
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创建面片与面片的编辑
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NURBS工具箱
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由一条曲线定义的边和由另一条义的横截面创建曲面 混合多个曲线和曲面以创建曲面 用构成回路的多条曲线创建曲面 在曲面相交的位置用圆角来创建曲面
NURBS工具箱
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NURBS对象修改参数区
常规参数区
Attach(附加):可以附加网格和样条物体,并将其转换为NURBS 格式,一旦物体转换完毕,就可以作为一个NURBS曲面或曲线来编 辑,然而被转换的物体的建立参数就会丢失 Import(导入):可以导入其他的物体,导入到NURBS里的物体不会 丢失其建立参数,可以选择导入的物体作为次物体