NURBS建模、多边形建模与Patch面片 (第5章)

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NURBS建模

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

[工学]NURBS建模、多边形建模与Patch面片 第5章
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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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

NURBS建模
NURBS建模 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

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

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

第六讲 曲面建模—面片、NURBS建模
主要步骤: 1.绘制轮廓线——用Line工具,绘制出一条光滑的轮廓线。 2.锁点织网——打开捕获设置面板,勾选末点捕获,锁定结点。 3.自动成面——使用Surface修改命令自动生成模型全部表面。 4.参考复制并调节物体形态——调整网格线框上的各点位置,使
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

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

第六讲 曲面建模—面片、NURBS建模
● 将基本几何形转换为NURBS对象 选择NURBS编辑修改,便可将几何对象转换为NURBS曲面。
● 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
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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
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