3DS MAX 建模字典
一 建模簡介
二 基礎建模:
幾何體
擠壓建模
車削建模
放樣建模
複合物體建模
三 高級建模:
多邊形建模
麵片建模
NURBS建模
四 特殊建模
置換貼圖建模
一、建模概述
建模——是指在場景中創建二維或三維造型。三維建模是三維設計的第一步,是三維世界的核心和基礎。沒有一個好的模型,其他什麼好的效果都難以表現。3DS MAX具有多種建模手段。除了內置的幾何體模型、對圖形的擠壓、車削、放樣建模以及複合物體等基礎建模外,還有多邊形建模、麵片建模、細粉建模、NURBS建模等高級建模。
1建模基本技術
二維造型——利用樣條曲線和圖形創建二維圖形。是用兩個坐標(如XY)表示的圖形對象。創建方法:利用圖形麵板創建簡單的二維形體,調整修改麵板參數創建較為複雜的二維形體;對二維形體進行擠壓、旋轉、放樣創建三維造型。
三維造型——利用基礎模型、麵片、網格、細化及變形來創建三維物體。用XYZ表示的物體對象。 創建方法:利用內置的標準幾何體、擴展幾何創建基本造型;利用複合物體進行複合造型;還可用多邊形網格、麵片、NURBS創建複雜造型。
二維放樣——利用先創建物體的橫截麵並沿一定路徑放置,再沿橫截麵接入一個表麵或表皮來創建三維物體。
造型組合——把以有的物體組合起來構成新的物體。其中布爾運算和圖形合並是最重要的生成技術。
2模型參數及修改
在3DS MAX中,所有的幾何造型都是參數化的。除造型對象外,其餘所有的對象都是非參數化的。
A參數化對象——是以數學方式定義的,其幾何體由參數的變量控製,修改這些參數就可以修改對象的幾何形狀。參數化對象的優點是:靈活性強!
非參數化對象——是指參數不能修改的對象,如網格對象、麵片對象、NURBS對象等。當把造型對象轉化成網格對象、麵片對象、NURBS對象後,便失去了參數化本質而變成非參數化對象。對非參數化對象不能再通過修改麵板的參數修改來改變幾何體形狀,而要通過修改編輯器進行修改。非參數化對象的基本特點是:可對次對象(如網格的節點、邊、麵)以及任何參數化對象不能編輯的部分進行編輯。
B編輯修改器
編輯修改器的作用是:對所創建的造型物體及次對象進行任意修改、調整、變形及扭曲等操作。
C常用參數化修改器:彎曲、錐化、扭曲、燥波、拉伸。
D模型的次對象
次對象是構成模型的基本元素,包括節點、邊、麵、元素等。在3DS MAX中的大多數建模類型都提供了使用次對象的能力。可用主工具欄上的變換工具對次對象進行變換。
3建模輔助對象
虛擬對象——是一個中心處有基準點的立方體,沒有參數,不被渲染,隻用於變換對象時所基於的對象。主要用於動畫中,可以創建一個虛擬對象作為對象的父對象,當虛擬對象沿路徑移動時,被約束的子對象也同步移動。
點對象——是空間的一個點,有軸的三麵角確定。不被渲染,有兩個可修改的參數。主要用於場景中標明空間位置。
卷尺對象——是用來測量對象之間距離的工具。使用方法:單擊卷尺對象,在任何視圖中將卷尺的三角標誌放在開始拖動的起始位置拖到終點位置後釋放,就創建了一個卷尺。
量角器對象——的用來測量對象之間夾角的工具。
羅盤對象——是用來確定平坦的星形對象上的東、南、西、北的位置的工具。用於日光係統。
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二、基礎建模
01內置模型建模
內置模型建模是將係統提供的標準幾何體和擴展幾何體進行組合而搭建組合成一個三維模型,這是3DS MAX三維建模技術中最基本、最簡單的建模方法。內置模型——是指係統內部提供的可以直接創建物體的模型。有標準幾何體和擴展幾何體。內置模型可以搭建簡單的模型,同時也是創建複雜模型的基礎。通過對內置模型的編輯可以 創建出難以想象的複雜模型。
內置模型建模思路:內置模型屬於多邊形對象,是由不同尺寸、不同方向的三角形的排列而成。需然現實世界中的各種物體形狀各異,可以歸納為這些標準幾何體或幾何體的組合和變形。從理論上說,任何複雜的物體都可以拆分成多個標準的內置模型,反之,多個標準的內置模型也可以合成任何複雜的物體模型。基本思路:簡單的物體可以用內置模型類似搭隻木的方法進行搭建,通過參數調整其大小、比例和位置,最後成物體的模型。而更為複雜的物體可以先由內置模型進行搭建再利用編輯修改器進行彎曲、扭曲等等變形操作,最後形成所需物體的模型。
內置模型建模方法示例:
02二維形體建模
二維形體建模是指具有兩個坐標值、有樣條曲線和形狀組成圖形。樣條曲線是一種數學法則的特殊類型的線條;形狀是各種成形的標準圖形,3DS MAX中有原型、橢圓、矩形等等圖形。二維形體建模技術在3DS MAX的地位十分重要:一,可以用樣條曲線創建動畫路徑、放樣建模和NURBS的對象;二,二維形體經過擠壓、車削等操作可以轉化為三維物體。所以我們必須熟練掌握二維形體創建、編輯等基本操作,重點是掌握圖形中線的編輯和編輯樣條線修改器。
A創建二維圖形
創建二維圖形的方法:一,利用3DS MAX係統提供的圖形直接創建(直接可用的標準圖形有11種);二,導入CORELDRAW、FREEHAND、ILLUSTRATOR等矢量軟件創建的二維圖形。
學習3DS MAX係統提供的11種標準圖形:線條;圓形、橢圓、同心圓;弧線;矩形;多邊形;文字;螺旋線;截麵;
B二維形體的編輯
二維形體的編輯是通過編輯樣條線修改器把樣條曲線轉換為可編輯曲線後進行的。編輯操作有改變形狀(如改變節點控製柄)和改變性質(如合並、連接等)。
次對象的使用——要編輯樣條曲線形狀時,必須先選擇次對象的級別。樣條曲線分為三級次對象:節點、線段、曲線。
曲線編輯器的使用——曲線編輯器提供了對曲線任意調整的各種工具,如幾何卷展欄有次對象創建合並、節點編輯等等工具。常用工具有:創建線條、斷開、多重連接、焊接、連接、插入、倒圓角、倒直角、布爾運算、鏡像、修剪、延伸。
C布爾運算
布爾運算是計算機圖形學中描述物體結構的一個重要方法,也是一種特殊的生成形式。布爾運算的前提是:兩個形體必須是封閉曲線,且具有重合部分。布爾運算可以在二維圖形和三維物體的創建上運用,其作用是通過對兩個形體的並集、交集、差集運算而產生新的物體形態。並集:兩個形體相交,去掉重合部分;交集:兩個形體相交,保留重合部分;差集:一個形體減去另一個形體,保留剩餘部分。
D創建二維模型基本技術
二維建模主要用於創建動畫路徑、放樣和NURBS截麵,以及製作好二維截麵後經截麵法線方向擠壓或軸線方向旋轉(車削)而生成三維物體。因此,二維圖形的繪製修改方法和技術是創建二維形體的基本功。
二維圖形的繪製修改:圓角與直角操作;剪切與合並操作(在二維圖形運行布爾運算時要求曲線必須是封閉的樣條曲線,因此要把開放的樣條曲線進行剪切和並。);
03擠壓建模
在現實世界中有許多橫截麵相同的物體,如立體文字、桌子、書架、浮雕、凹凸形標牌、牆麵、地形表麵等。這些物體都可以通過沿其截麵曲線法線方向拉伸擠壓得到。擠壓的基本原理是以二維圖形為輪廓,製作出形狀相同、但厚度可調的三維模型。從理論上說,凡是沿某一個方向橫截麵形狀不變的三維物體都可以采用擠壓建模的方法創建。
擠壓建模思路:先繪製模型的截麵曲線,利用曲線編輯器對圖形進行修改或布爾運算。在確定拉伸高度後,使截麵圖形沿其法線方向進行擠壓,從而生成了一個三維形體模型。擠壓建模也稱擠壓放樣,是二維圖形轉換為三維模型的基本方法之一。擠壓建模示例:
04車削建模
現實世界中的許多物體或物體的一部分結構是原型對稱的,如花瓶、茶杯、飲料瓶以及各種柱子等等。這些物體的共同點就是:可通過該物體的某一截麵曲線繞中心旋轉而成。
車削建模思路:先從一個軸對稱物體分解出一個刨麵曲線,繪製該曲線的一半,繪製時可用曲線編輯器對曲線進行修改或進行布爾運算。在確定旋轉的軸向和角度後使截麵曲線沿中心軸旋轉,從而生成一個對稱的三維模型。車削建模也稱旋轉放樣,與擠壓建模過程相似,是二維圖形轉為三維模型的基本方法之一。
05放樣建模
放樣(LOFT)是一種古老而傳統的造型方法。古希臘的工匠們在造船時,為了確保船體的大小,通常是先製作出主要船體的橫截麵,再利用支架將船體固定進行裝配。橫截麵在支架中逐層搭高, 船體的外殼則蒙在橫截麵的外邊緣平滑過度。一般,把橫截麵逐漸升高的過程稱為放樣。
放樣建模是一種將二維圖形轉為三維物體的造型技術,比擠壓建模、車削建模應用更為廣泛。它是將兩個或兩個以上的耳維圖形組合為一個三維物體,即通過一個路徑對各個截麵進行組合來創建三維模型。其基礎技術是創建路徑和截麵。
在3DS MAX中,放樣至少需要兩個以上的二維曲線:一個用於放樣的路徑,定義放樣物體的深度;另一個用於放樣的截麵,定義放樣物體的形狀。路徑可以是開口的也可以是閉合的圖形,但必須是唯一的線段。截麵也可以是開口的或閉合的曲線,在數量上沒有任何限製,更靈活的是可以用一條或是一組各不相同的曲線。在放樣過程中,通過截麵和路徑的變化可以生成複雜的模型。而擠壓是放樣建模的一種特例。放樣建模技術可以創建極為複雜的三維模型,在三維造型中應用十分廣泛。
放樣有兩種方法:一種是先選擇截麵,單擊放樣按鈕,再單擊獲取路徑,選擇路徑生成放樣三維模型;另一種是先選擇路徑,單擊放樣按鈕,再單擊獲取圖形,選擇圖形生成放樣三維模型。
放樣編輯器:3DS MAX提供了5種放樣編輯器,利用創建形狀更為複雜的三維物體。編輯器在修改麵板最下麵的變形卷展欄中。
縮放——在放樣的路徑上改變放樣截麵在X軸和Y軸兩個方向的尺寸
扭曲——在放樣的路徑上改變放樣截麵在X軸和Y軸兩個方向的扭曲角度
搖擺——在放樣的路徑上改變物體的角度,以達到某種變形效果
倒角——使物體的轉角處圓滑
擬合——不是利用變形曲線控製變形程度,而是利用物體的頂視圖和側視圖來描述物體的外表形狀
放樣建模的應用:
06複合物體建模
複合物體是指各種建模類型的混合群體,也稱組合形體。三維複合物體的建模技術是將已有的三維物體組合起來構成新的三維物體。
複合物體生成的方法有:
變形——由兩個或多個節點數相同的二維或三維物體組成。通過對這些節點的插入,從一個物體變為另一個物體,其間的形狀發生漸變而生成動畫。
連接——由兩個帶有開放麵的物體,通過開放麵或空洞將其連接後組合成一個新的物體。連接的對象必須都有開放的麵或空洞,就是兩個對象連接的位置。
布爾——對兩個或多個相交的物體實現布爾運算,從而生產另一個單獨的新物體。
形體合並——將樣條曲線嵌入到網格對象中,或從網格對象中去掉樣條曲線區域。常用於生產物體邊麵的文字鏤空、花紋、立體浮雕效果、從複雜麵物體截取部分表麵以及一些動畫效果等。
包裹——將一個物體的節點包裹到另一個物體表麵上,而塑造一個新物體。常用於給物體添加幾何細節。
地形——使用代表海拔等高線的樣條曲線創建地形。
離散——將物體的多個副本散布到屏幕上或定義的區域內。
水滴網格——將粒子係統轉換為網格對象。
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三、高級建模
3DS MAX有三種高級建模技術:網格多邊形建模、麵片建模、NURBS(非均勻有理B樣條曲線)建模。
01多邊形建模
多邊形建模是最為傳統和經典的一種建模方式。3Ds max多邊形建模方法比較容易理解,非常適合初學者學習,並且在建模的過程中用者有更多的想象空間和可修改餘地。3Ds max中的多邊形建模主要有兩個命令:Editable Mesh(可編輯網格)和Editable Poly(可編輯多邊形),幾乎所有的幾何體類型都可以塌陷為可編輯多邊形網格,曲線也可以塌陷,封閉的曲線可以塌陷為曲麵,這樣我們就得到了多邊形建模的原料多邊形曲麵。如果你不想使用塌陷操作的話(因為這樣被塌陷物體的修改曆史就沒了),還可以給它指定一個Edit Poly修改,這是3Ds max7中新增加的功能。編輯網格方式建模兼容性極好,優點是製作的模型占用係統資源最少,運行速度最快,在較少的麵數下也可製作較複雜的模型。它將多邊形劃分為三角麵,可以使用編輯網格修改器或直接把物體塌陷成可編輯網格。其中涉及的技術主要是推拉表麵構建基本模型,最後增加平滑網格修改器,進行表麵的平滑和提高精度。這種技法大量使用點、線、麵的編輯操作,對空間控製能力要求比較高。適合創建複雜的模型。
編輯多邊形是後來在網格編輯基礎上發展起來的一種多邊形編輯技術,與編輯網格非常相似,它將多邊形劃分為四邊形的麵,實質上和編輯網格的操作方法相同,隻是換了另一種模式。在3DS MAX7的時候新加入了對應的編輯多邊形修改器,進一步提高了編輯效率。
編輯多邊形和編輯網格的麵板參數大都相同,但是編輯多邊形更適合模型的構建。3DS MAX幾乎每一次升級都會對可編輯多邊形進行技術上的提升,將它打造得更為完美,使它的很多功能都超越了編輯網格成為多邊形建模的主要工具。
02麵片建模
麵片建模是在多邊形的基礎上發展而來的,但它是一種獨立的模型類型,麵片建模解決了多邊形表麵不易進行彈性編輯的難題,可以使用類似編輯BEZIER曲線的方法來編輯曲麵。麵片與樣條曲線的原理相同,同屬BEZIER方式,並可通過調整表麵的控製句柄來改變麵片的曲率。麵片與樣條曲線的不同之處在於:麵片是三維的,因此控製句柄有X、Y、Z三個方向。
麵片建模的優點是編輯頂點較少,可用較少的細節製作出光滑的物體表麵和表皮的褶皺。它適合創建生物模型。
麵片建模的兩種方法:一種是雕塑法,利用編輯麵片修改器調整麵片的次對象,通過拉扯節點,調整節點的控製柄,將一塊四邊形麵片塑造成模型;另一種是蒙皮法,類似民間的糊燈籠、紮風箏的手工製作,即繪製模型的基本線框,然後進入其次對象層級中編輯次對象,最後田加一個曲麵修改器而成三維模型。麵片的創建——可由係統提供的四邊形麵片或三邊形麵片直接創建,或將創建好的幾何模型塌陷為麵片物體,但塌陷得到的麵片物體結構過於複雜,而且會導致出錯。
03NURBS建模
NURBS(非均勻有理B樣條曲線)是建立在數學原理的公式基礎上的一種建模方法。它基於控製節點調節表麵曲度,自動計算出表麵精度,相對麵片建模,NURBS可使用更少的控製點來表現相同的曲線,但由於曲麵的表現是由曲麵的算法來決頂的,而NURBS曲線函數相對高級,因此對PC的要求也最高。(如果想學習NURBS建模係統,建議把精力花在更專業的NURBS建模係統軟件上,如RHINO等等,但是如果隻是做一些簡單的模型,使用NURBS還是很方便的。)
NURBS與曲線一樣是樣條曲線。但NURBS是一種非一致性有理基本曲線,可以說是一種特殊的樣條曲線,其控製更為方便,創建的物體更為平滑。若配合放樣、擠壓和車削操作,可以創建各種形狀的曲麵物體。NURBS建模特別適合描述複雜的有機曲麵對象,適用於創建複雜的生物表麵和呈流線型的工業產品的外觀,如汽車、動物等等,而不適合創建規則的機械或建築模型。
NURBS建模思路:先創建若幹個NURBS曲線,然後將這些曲線連接起來形成所需要的曲麵物體。或是利用NURBS創建工具對一些簡單的NURBS曲麵進行修改而得到較為複雜的曲麵物體。
NURBS曲麵有兩種類型:點曲麵和可控製點曲麵。兩者分別是以點控製或可控製點來控製線段的曲度。最大區別是:“點”是附著在物體上,調整曲線上的點的位置使曲線形狀得到調整;而“可控製點”則沒有附著在曲線上,而是曲線周圍,類似磁鐵一樣控製曲線的變化,該方式精度較高。
創建NURBS曲線有兩種方法:一種是先創建樣條曲線再轉為NURBS曲線;另一種是直接創建NURBS曲線。
在NURBS建模中,應用最多的有U軸放樣技術和CV曲線車削技術。U軸放樣與樣條曲線的曲線放樣相似,先繪製物體的若幹橫截麵的NURBS曲線,再用U軸放樣工具給曲線包上表皮而成模型;CV曲線車削與樣條曲線的車削相似,先繪製物體的CV曲線,再車削而形成模型。
四 特殊建模
01置換貼圖建模
在三維建模方法中,置換貼圖建模是最特別的,它可在物體或物體的某一麵上進行置換貼圖,它以圖片的灰度為依據,白凸黑不凸。