1.4主要研究内容以犀牛3D建模软件为工具来研究NURBS自由曲面在表现鞋类3D效果图方面的应用。

通过对几个常见款式的建模法的归纳总结，得出一套基于NURBS自由曲面的适合于鞋类建模的方法。

2 建模部分2.1 建模前的准备2.1.1 建模场景的优化在Rhino3D中，除了等参数线和边界线外，其他都是不可见的，为了显示NURBS 曲面为可见的曲面，要把它转化为可渲染的多边形网格物体。

这就存在一个转换精度的问题。

精度越高，所生成的多边形网格物体就越逼近原始NURBS曲面。

如果转换精度不高，可能看到的NURBS曲面就不平滑，如图2.1所示：图2.1 由于转换精度低造成显示不够平滑遇到这种情况，并不是由于曲面不够平滑，而是NURBS曲面转换为可渲染的多边形物体的精度不够高。

用鼠标右击打开渲染设置，在Render mesh选项卡里调高精度即可显示为平滑的曲面。

如图2.2，2.3所示：图2.2 调整Render mesh选项卡图2.3提高转换精度后显示平滑虽然提高Render mesh转换精度可以达到高质量的显示和渲染效果。

但是转换精度越高，所需要的计算时间就越长，这会造成显示慢的后果。

在视觉质量允许的范围内，尽量减少转换精度能大大的提高工作效率。

这就要求对Render mesh的设置进行优化，方法如下：右击按钮，调出渲染属性面板。

将各数值按照图2.4所示的参数重新进行设置。

图2.4 优化参数设置其中，Max angle是一个绝对数值，它不会随着模型的大小变化而改变显示精度，而Min edge length和Max distance，edge to srf则是相对数值，如果模型的尺寸越小，那么显示精度就越低，产生的面数就越少，模型的尺寸越大，显示精度就越高，产生的面数就越多。

因此，这两个参数需要根据模型的大小进行设置。

一般来说，它们的大小为模型的1/100时，显示就已经基本可以达到很平滑的效果了，而且面数也不会过多，属于一个最优化的参数设置。

我在本文鞋子的建模中一般长度为10cm左右，10的1/100既0.01，按此标准在建模前进行设置即可达到理想的显示精度和精简的面数平衡值。

2.1.2三视图的备制与导入我们在建立一个物体的模型时通常需要准备好这个物体的三视图或四视图。

这样，才能建出比例比较标准的模型。

如下图2.5所示是甲壳虫汽车的四视图:图2.5三视图可以是照片,当然也可以是手绘稿或其他形式，只要能起到辅助建模的作用就可以了。

在本节，我建的第一个模型是一只围盖式男鞋。

其三视图是通过拍照获得的。

如下图2.6所示:图2.6当然, 即使是同一只鞋子,拍照得到的每张照片中实物的大小也不可能完全一样。

而且，各视图的方位也需要得到一个统一，这样才能真正的起到辅助建模的作用。

这就需要对原始照片做一些处理，以得到真正有用的三视图。

我是在Photoshop中进行处理的。

首先，把照片在Photoshop中打开，使用裁减工具裁去各照片中多余的部分。

使用移动工具将底视图拖到顶视图中，并调整底视图所在图层的不透明度为70%左右。

如图2.7所示:图2.7使用自由变换命令配合移动工具，以顶视图为基准，拖动并适当改变底视图大小，方位，使之与顶视图对齐。

最后，恢复底视图的不透明度为100%，再以普通图片格式（jpg）输出各图层就可以了。

同理，顶视图与侧视图的对齐也可以采用这种方法。

三视图准备好后，就可以导入Rhino中进行建模了。

方法如下：1．打开Rhino，新建一个单位为Millimeters，Gild extents为100 millimeters 的文件。

2．单击View/Background Bitmp/Place（按钮是），出现文件浏览对话框，选择鞋子的任意一个视图，放在相应的视图中。

然后重复操作，放置其他视图的图片，如图2.8，2.9所示：图2.8图2.9在这里，还有一个视图（顶视图）没有放置，这可以在鞋底模型建好后再放。

2.2 建立鞋底三视图放好后，就可以进行鞋子建模的第一步，建立鞋底了。

步骤如下：1．为了后续步骤操作方便，我们先建几个图层，分别为辅助线，鞋底，面线，鞋面，扣件，鞋里。

如图2.10所示:图2.102．选择辅助线图层，单击Control Point Curve按钮，在Top视图中画出鞋底样图，在Front视图中画出鞋底的两条弧度线。

（为方便观察，可以按F7键关闭系统的辅助线）如图2.11，2.12红线所示：图2.11图2.123．单击Exturde straight按钮。

选择鞋底的两条弧度线，右键单击确定，转到Top视图中拉出两个曲面（注意，在命令栏中要保证BothSides选项为Yes）。

如图2.13图2.134．单击Project to surface按钮。

选择鞋底样曲线, 右键单击确定，再选择两个曲面，右键单击确定。

把鞋底样曲线投影到这两个曲面上。

单击Trim按钮。

选择投影曲线，右键单击确定，再左键单击曲面位于投影曲线外面的部分，修剪掉多余的曲面。

如图2.14图2.145．单击Loft按钮。

依次选择两条投影曲线，右键单击确定。

再选择所有的生成曲面，单击Join按钮。

这时鞋底的主要形状就出来了，为了美观，可以对其边缘进行倒圆角（Fillet Edge）的操作。

圆角的半径并没有严格规定，只要协调就行。

最后，选择建好的鞋底，单击Object Properties按钮，这时会弹出一个对话框，单击其中Layer选项，在下拉项中选择鞋底，把做好的鞋底放入鞋底图层。

如图2.15图2.152.3 建立鞋帮鞋底建立好后，就该进入鞋帮的建立部分了。

鞋帮部分是鞋子建模的难点，但还是有规律可寻的。

一般来说，我们在建立物体模型时，常常都会参考这个物体的制造工艺，以此为依据来进行建模。

这个规律也可运用于鞋子的建模中。

观察本例的鞋子，它是一个典型的围盖结构，围盖以及围盖以下的围条构成了鞋子的主要帮面，我们在做此款鞋时主要处理的也是这两大部分的关系。

建模时同样也可借鉴这个思路，把整个鞋分为围盖和围条两部分来建模。

具体步骤如下：1．参照前面的步骤把Top视图的鞋底图片换成鞋子的顶视图。

（为了便于观察和操作，我们在建模的过程中，可以把建好或暂时不用的部分的所在图层关闭。

比如此刻建鞋帮就可以把鞋底图层关闭。

）2．选择鞋底样弧线，单击Offset Curve按钮，将鞋底样弧线向内偏移1个单位。

如图2.16图2.163．切换到Front视图，如图2.17所示，在鞋底中间偏上的位置画一条曲线。

图2.174．选择上面步骤画好的曲线，单击Exturde straight按钮，在Top视图中拉出一个曲面。

5．单击Project to surface按钮。

选择偏移好的鞋底样曲线, 右键单击确定，再选择刚拉出的曲面，右键单击确定。

把鞋底样曲线投影到这个曲面上。

再删除曲面，只保留投影曲线作为鞋帮的底弧线。

将此弧线放在面线图层中。

6．切换到面线图层，关闭其他图层。

（为方面观察，图层的颜色可以自己根据喜好进行设置）结合各视图，画出围条的主要骨架线。

如图2.18图2.18注意，由于拍照的透视角度等问题，三视图难免会有对不齐的情况，这就需要在画骨架线时结合个人对结构的理解做一些调整，原则是调整后的骨架线符合鞋子各部位的比例及鞋子的大体结构。

图2.197．单击Sweep 2 Rails按钮，如图2.19所示，依次选择曲线1，2，3，4，单击鼠标右键确定，在弹出的对话框中钩选Closed Sweep，单击鼠标右键确定，得到围条的原始曲面。

如图2.20图2.20观察此曲面，大概已接近围条的形状了，但是后跟部位则显的有点“臃肿”，还必须对曲面进行修改。

8．切换到Front视图，在后跟部位做一条直线，如图2.21图2.219．单击Project to surface按钮。

将直线投影到围条的原始曲面上。

选择两条投影曲线，单击Control Points on按钮，结合各视图对这两条曲线进行调整，直到得到合适的形状。

然后右键单击按钮，关闭曲线的控制点。

如图2.22图2.2210．单击Sweep 2 Rails按钮，如图2.22所示，依次选择曲线1，2，3，4，5，6，单击鼠标右键确定，在弹出的对话框中钩选Closed Sweep，单击鼠标右键确定，得到围条修改后的曲面。

当然，一次修改后的效果不一定就很理想，这就需要很大的耐心，反复的修改，直到得到最佳的效果。

如图2.23图2.2311．鞋子除了有外面的帮面，还里面的里子。

所以在建模时也要将其表现出来。

单击Offset Surface按钮，选择围条曲面，将其向内偏移0.3个单位。

单击Blend Surface按钮，选择两个曲面上端的两条边缘线，右键单击确定。

这时帮外帮里两个曲面的边缘就由一个光滑的曲面连接起来了。

为了后面操作方便，可以将外帮曲面放在鞋面图层，里子曲面放在鞋里图层。

此步效果如图2.24图2.2412．接下来做鞋盖。

切换到Front视图，选择操作图层为“面线”，参考鞋的侧视图，画出一条侧面骨架线。

再结合各视图把骨架线调到合适的位置。

如图2.25图2.2513．在Front视图中画出如图2.26所示的几条辅助线。

图2.26点击Project to surface命令按钮，选择所画的辅助线，右键单击确定，再选择步骤11所建好的外侧鞋面，右键单击确定，将这几条辅助线投影到鞋面上。

14．点击Blend curve命令按钮，依次鼠标点击上一步骤中对应两条投影曲线的上端，即可生成一条与鞋曲面过度平滑的曲线如图2.27所示图2.2715．选择生成的Blend曲线，点击Control point on命令按钮，打开曲线的控制点，然后结合各视图，调整曲线，使其形成鞋舌的轮廓形状。

点击Split命令按钮，选择鞋口曲线，右键单击确定，再选择最后一条Blend曲线，右键单击确定，把鞋口曲线分为前后两段。

如图2.28所示：图2.2816．框选所有鞋舌部位的曲线，点击Patch命令按钮，在弹出的对话框中设置U，V项为10，右键单击确定，就得到鞋盖的大致形状了。

把生成的曲面放在鞋面图层。

如图2.29所示：图2.2917．这时可用修剪工具对曲面进行修剪，使之符合鞋盖的形状。

把操作图层改为辅助线图层，在Front视图中用曲线工具画出鞋盖耳朵的形状和一条分割直线。

如图2.30黄色亮线所示：图2.3018，选择鞋盖耳朵的曲线，点击Exturde straight命令按钮，拉出如图2.31所示的一个曲面。

19．点击Split命令按钮，选择鞋盖，右键单击确定，再选择上步生成的曲面，右键单击确定，把鞋盖切为两部分。

重复步骤18，鞋盖耳朵的曲线换为分割直线，再选择鞋盖分割后的较小部分，重复步骤19。

删除多余的部分，最后效果如图2.32，鞋盖的形状就已经出来了。