《网格建模与面片建模》一、教学目标掌握面片建模、编辑修改器和网格建模。

二、教学重点1．面片建模技术和面片编辑技术。

2．编辑修改器的概念和运用。

3．网格对象的创建。

三、教学难点1．编辑面片表面。

2．次对象的编辑和处理。

四、教学内容和要点1．创建和编辑面片表面。

2．编辑修改器的概念和运用。

3．对象和次对象。

4．低消耗网格建模技术。

五．采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述法。

教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：投影。

一、面片建模面片建模是将二维图形结合起来形成三维几何体的方法。

1、面片建模基础面片就是根据样条线边界形成的Bezier表面。

面片建模有很多优点，它不但直观，而且可以参数化地调整网格的密度。

面片的样条线网络被定义为面片的构架（Cage）。

可以用各种方法来创建样条线构架，如手工绘制样条线，或者使用标准的二维图形和Cross Section编辑修改器。

可以通过给样条线构架应用Surface编辑修改器来创建面片表面。

Surface 编辑修改器用来分析样条线构架，并在满足样条线构架要求的所有区域创建面片表面。

可以用3到4个边来创建面片。

作为边的样条线节点必须包围每个边，而且限制每个边的节点必须相交。

样条线构架类似于一个网，网的每个区域有3到4个边。

Cross Section编辑修改器自动根据一系列样条线创建样条线构架。

该编辑修改器自动在样条线节点间创建交叉的样条线，从而形成合法的面片构架。

为了使Cross Section编辑修改器更有效地工作，最好使每个样条线有相同的节点数。

在应用Cross Section编辑修改器之前，必须将样条线结合在一起，形成一个二维图形。

Cross Section编辑修改器在样条线上创建的节点的类型可以是Linear、Smooth、Bezier和Bezier corner中的任何一个。

节点类型影响表面的光滑程度。

定义好样条线构架后，就可以应用Surface编辑修改器。

Surface编辑修改器在构架上生成Bezier表面。

表面的创建参数和设置包括表面法线的反转选项、删除内部面片选项和设置插值步数的选项。

表面法线（Surface Normals）指定表面的外侧，对视口显示和最后渲染的结果影响很大。

在默认的情况下，可删除内部面片。

由于内部表面完全被外部表面包容，因此可以安全地将它删除。

Surface Interpolation下面的Steps设置是非常重要的属性。

它参数化地调整面片网格的密度。

如果一个面片表面被转换为Editable Mesh，那么网格的密度将与面片表面的密度匹配。

2、面片建模实例1）创建四个大小不一的圆，并移动各圆的位置，如图7-1。

2）选择Circle01（大圆），在Modify面板的编辑修改器列表中选择Edit Spline。

3）在Modify面板的Geometry卷展栏中单击Attach按钮，并在透视视口依次单击Circle02、Circle03、Circle04，使得四个圆成为同一个Edit spline，单击右键结束Attach模式。

4）在Modify面板的编辑修改器列表中选取CrossSection修改器，在Parameter卷展栏中选取Bezier。

如图7-2。

图7-1 图7-25）在Modify面板的编辑修改器列表中选取Surface，并在Parameter卷展栏中选择Flip Normals复选框。

如图7-3。

6）在Modify面板的编辑修改器列表中选取Edit Patch修改器。

在编辑修改器堆栈的显示区域单击Edit Patch左边的+号，展开Edit Patch次对象层级，在次对象层级中单击Patch。

图7-3 图7-47）选中由Circle01生成的Patch，如图7-4，按键盘上Delete键将之删除。

8）在编辑修改器堆栈的显示区域单击Edit Patch次对象层级中的V ertex。

在前视图中，选取帽子顶部的节点，并锁定。

9）选取主工具栏中的“Select and Uniform Scale”按钮，并选定Selection Center按钮。

在前视口中沿X轴，将所选择的节点缩放约70%，激活左视口，在左视口中沿X轴，将所选中的节点缩放约80%。

效果如图7-5。

10）单击主工具栏的“Select and Rotate”按钮，在左视口中将所选中的节点，绕Z轴旋转约8º。

效果如图7-6。

图7-5 图7-611）解除对所选节点的锁定。

12）在前视口中选中帽沿外圈两侧的节点，单击主工具栏的“Select and Move”按钮，向上移动约7个单位，并调整Bezier句柄，如图7-7。

13）在左视口中选中帽沿外圈一侧的节点，向下移动约7个单位，如图7-8。

观察透视视口，得到效果如图7-9。

图7-7 图7-8图7-9二、多边形建模1、3ds max的表面在3ds max中建模时，可以选择如下三种表面形式之一：网格（Meshes）：最简单的网格是由空间3个离散点定义的面。

Bezier面片（Patches）：当给对象应用Edit Patch编辑修改器或者将它们转换为Editable Patch对象时，3ds max将几何体转换为一组独立的面片。

每个面片由连接边界的3到4个点组成，这些点可定义一个表面。

NURBS（非均匀有理B样条）：可以用数学定义创建精确的表面。

2、对象和次对象3ds max的所有场景都是建立在对象的基础上，每个对象又由一些次对象组成。

一旦开始编辑次对象，就不能变换整个对象。

Edit Mesh编辑修改器主要用来将标准几何体、Bezier面片或者NURBS曲面转换为可以编辑的网格对象。

增加Edit Mesh编辑修改器后就在堆栈的显示区增加了层。

模型仍然保持它的原始属性，并且可以通过堆栈显示区域选择合适的层来处理对象。

将模型塌陷成Editable Mesh后，堆栈显示区域只有Editable Mesh。

应用给对象的所有编辑修改器和对象的基本参数都丢失了，只能在网格次对象层次编辑。

当完成建模操作后，将模型转换为Editable Mesh可以大大节省系统资源。

V ertex（节点）：节点是空间上的点，它是对象的最基本层次。

当移动或编辑节点时，它们的面也受影响。

对象形状的任何改变都会导致重新安排节点。

Edge（边）：Edge是一条可见或者不可见的线，连接两个节点，形成面的边。

两个面可以共享一条边。

Face（面）：面是由3个节点形成的三角形。

面是多边形和元素的最小单位，可以被指定光滑组，以便与相邻的面光滑。

Polygon（多边形）：在可见的线框边界内形成了多边形。

多边形是面编辑的便捷方法。

Element（元素）：元素是网格对象中一组连续的表面。

如茶壶是由4个不同元素组成的几何体。

当一个独立的对象被使用Attach附加到另一个对象上以后，这两个对象就变成新对象的元素。

3、低消耗多边形建模常见的低消耗网格建模的方法是盒子建模（Boxing Modeling）。

盒子建模技术的流程是首先常见基本的几何体（如盒子），然后将盒子转换为Editable Mesh，通过变换和拉伸次对象使盒子逐渐接近最终的目标对象。

1）次对象的Backfacing选项在次对象层次选择的时候，经常会选取在几何体另外一面的次对象。

这些次对象是不可见的，通常也不是编辑时所需要的。

可以在Selection卷展栏中选择Ignore Backfacing复选框，背离激活视口的所有次对象将不会被选中。

2）变换次对象在次对象层次变换是典型的低消耗多边形建模技术。

可以通过移动、旋转和缩放节点、边和面来改变几何体的模型。

3）面的处理通常使用Edit Geometry卷展栏下面的Extrude和Bevel来处理表面。

4）边的处理创建节点的最简单的方法是分割边（Divide）。

分割边后就生成了一个新的节点和两个边。

在默认的情况下，这两个边是不可见的。

如果要编辑一个不可见的边，需要先将它设置为可见的。

可以先选择边，然后单击Surface Properties卷展栏中的Visible按钮，或者选择Object Properties对话框区域的Edges Only复选框。

切割边的更精确的方法是使用Edit Geometry卷展栏下面的Cut按钮，使用Cut按钮可以在各个连续的表面上交互地绘制新的边。

当使用多于3个边的多边形建模的时候，内部边有不同的形式。

将内部边从一组节点改变倒另外一组节点就称为反转边（Edge Turning）。

可以通过Modify 命令面板中单击Selection卷展栏的Edge按钮，单击Edit Geometry卷展栏中的Turn按钮，在视口中选择边。

5）节点的处理建立低消耗多边形模型使用的一个重要技术是节点合并（焊接Weld）。

将节点焊接在一起后，模型上的间隙将消失，重合的节点将被去掉。

有两种方法来合并节点：选择一定数目的节点，然后设置合并的阀值直接选取合并的点。

1）多边形的数量在Utilities命令面板单击More按钮，在Utilities对话框中单击Polygon Counter，然后单击OK按钮，在视口中选择对象，Polygon Count对话框显示出多边形的数量。

7）光滑组光滑组可以融合面之间的边界，从而产生光滑的表面。

它只是一个渲染特性，不改变几何体的面数。

可以通过单击Selection卷展栏的Polygon按钮，选择需要光滑的多边形，在Surface Properties卷展栏的Smoothing Groups区清除1,然后选择2。

4、多边形建模实例1）创建一个半径为35的Sphere01，将球体颜色设置为绿色。

按F4键以面片模式显示视口。

在Parameter（参数）卷展栏中，改变Segments的值为11。

2）由Sphere01复制一个Sphere02，修改其半径为55，锁定Sphere02，单击主工具栏上的Select and Non-Uniform Scale按钮，将其高度方向缩放，如图7-10。

3）移动Sphere02，如图7-11。

并将两个球体由Create面板上的Compound Objedts中的Boolean合并成一个几何体，命名为Head。

图7-10 图7-114）选择Head对象，在编辑修改器列表中选择FFD 4*4*4编辑修改器，视口中将出现一个黄色的控制网格。

5）在修改器堆栈显示区域中，打开FFD 4*4*4修改器的次对象，选择Control Points层，在前视口框选左边中间的两个点，按住Ctrl键框选右边中间的两个点，锁定所选的点，将这些点向上移动至图7-12所示的位置。

6）在左视口中，框选最左边的四个点，移动到如图7-13所示的位置。