NURBS建模、多边形建模与Patch面片 (第5章)

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。

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。

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。

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]。

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。