犀牛入门基础教程让您在短时间内熟悉犀牛软件.docx
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犀牛入门基础教程让您在短时间内熟悉犀牛软件
犀牛建模入门
2010寒假Rhinoceros课程全记录
Ⅰ
前言
1
第一章
我的建模观
2
1.1为什么选犀牛
3
1.23D软件分类
5
1.3Polygon与Nurbs
6
第二章
Rhino界面和基础操作
9
2.1界面构成
9
2.2如何使用工具面板
11
2.3自定义工具集
13
2.4Rhino视窗
14
2.4.1视窗基本操作
14
2.4.2在底部显示视图标签
15
2.4.3视窗显示模式
16
2.4.4工作平面
18
2.5观看物体
20
2.6物体基本操作
20
2.6.1选择物体
20
2.6.2建模辅助设置
22
第三章
绘制2D物体
24
3.1Rhino中的对象介绍
24
3.1.1点物体
24
3.1.2线物体
25
3.1.3面物体
26
3.1.4网格
28
3.2点物体的绘制
29
3.3曲线绘制
31
3.3.1Rhino直线绘制
31
3.3.2Rhino曲线绘制
35
3.3.3其他封闭几何体
37
第四章2D编辑和NURBS深入理解41
4.1.1
曲线的分割和修剪
41
4.1.2
编辑曲线上的点
46
4.1.3
曲线编辑工具
48
4.1曲线编辑41
4.2对nurbs曲线的深入理解52
4.2.1何谓nurbs？
52
4.2.2“有理”和“无理”52
4.2.3“均匀”和“非均匀”60
4.2.4曲线的“阶”63
第五章曲面构建65
5.1构建曲面65
5.1.1创建方形平面68
5.1.2绘制简单曲面69
5.1.3拉伸曲面72
5.1.4放样75
5.1.5扫琼80
5.1.6旋转命令83
5.1.7边界曲面、闭合线曲面、镶面的区别84
第六章曲面编辑87
6.1点的编辑87
6.2分割和修剪94
6.2.1曲线作为分割边界94
6.2.2曲面作为分割边界95
6.2.3还原分割和修剪97
6.3链接曲面97
6.4延伸曲面97
6.5曲面倒角99
6.6偏移工具101
6.7混接曲面102
6.8合并曲面105
6.9衔接曲面106
6.10几何学上的G0、G1和G2连续109
第七章Rhino实体和网格112
7.1基本几何体创建112
7.2实体工具118
7.2.1布尔运算118
7.2.2抽面工具122
7.2.3实体倒角123
7.3MESH对象124
第八章高级工具集129
8.1从物件建立曲线129
8.1.1曲线投影到曲面130
8.1.2从曲面提取边界线133
8.1.3从曲面提取轮廓线133
8.1.4从曲面提取UV线133
8.1.5生成相交线133
8.1.6生成等分线134
8.1.7生成剖面线135
8.2物件变动工具136
8.2.1处理物件空间位置的工具136
8.2.2特殊位置工具143
8.2.2.1套用UV、沿曲面流动、沿曲线流动143
8.2.2.2定位至曲面151
8.2.2.3定位曲线至曲面边缘和定位垂直曲线152
8.2.3特殊变形工具154
8.3NURBS曲面理解158
第九章Rhino辅助工具162
9.1图层控制162
9.2物件属性164
9.32D工具166
9.3.1标注工具167
9.3.2Make2D168
9.3.3ArchCut插件工具应用171
第十章渲染175
10.1渲染相关知识175
10.1.1渲染分类175
10.1.2渲染特性176
10.1.3我们需要的静帧渲染185
10.2Rhino中的渲染186
10.2.1渲染前的准备186
10.3Rhino中的几种渲染器介绍190
附表一Rhino插件介绍195
附表二本次网络课程的课程表196
前言
四年级上学期的时候，我周围一些同学提到希望能向我学习一些我在软件运用上的经验，碍于当时专业课程的繁重和一些自身事情，对于这种请求我多数情况下只是给与了零散和狭隘的知识或是拒绝了。
我通常是告诉他们“**软件或者**软件的**功能应该可以解决你的问题”，我发现这样做根本不能帮助我的朋友们解决他们在软件方面的困惑，反而古怪繁复的软件名词让他们更为摸不着头脑。
恰好四年级的这个寒假没有其他打算，遂决定利用这个机会总结和给大家分享一下我在软件运用方面获得的诸多经验，也算是对自己的一个总结。
我选择了进行网络文字犀牛教学，将建模思维融入其中的方式，但最终毕竟还是做成了一个普通无奇的犀牛入门教程。
承蒙院学生会学习部的宣传，很多学院的同学加入到了群里，从NCF网站群里也来了很多朋友。
从教程的构思到完成前前后后大约付出一个月时间，我最后整理课件的时候发现自己竟然完成了接近四万字和四百多张图片，遂决定成册。
我很想将此书献给提醒我计算机运用和手绘都要注重的老师们，但小小一本手册实在不敢写这类词句，因此我要在此感谢他们，我在前面的时间中投入太多时间到自己的兴趣，而忽视了“手绘”这一作为一个建筑师最基本尊严的素质，我会在后面的时间慢慢加以弥补。
同时我要感谢陈辉学长代为写序，感谢NCF网站群的朋友、shaper3d网站参数化群的朋友、NCF论坛、等网站和网站的网友在此次教程中给与诸多帮助和便利、感谢上海交大的东来-西往同学在制作这本电子书的过程给我诸多帮助。
希望本书能给你以帮助。
1前言
第一章
我的建模观
这是本次犀牛课程的第一节课，但本课不会涉及任何关于犀牛建模的知识，而且图片较少文字较多。
但我个人认为今天所讲这个部分是我个人对于建模知识储备中最为精华的部分----对建模观念的认识。
朋友们现在都很多困惑，我常常被问到这样的问题“我感觉自己在建模上比别人落后，你认为学哪个建模软件比较容易？
做城市设计用什么软件建模较好，高层呢。
3DMAX和MAYA哪个更适合建筑？
你认为CATIA、PRO/E能用来进行建筑设计建模吗，它们是纯参数化的。
本课的这些知识，正是试图用我的个人经验为大家解决这些问题。
而且这部分知识也是我不会受周围人的言语左右，知道自己如何去选择需要软件的基础，是我现在敢在课程设计中尝试一个全新软件的基础。
真正的高手掌握的是一种建模观念，好的建模思维对于所有的建模软件都是受用的，建模到了越高的水平，就越不会受软件的限制。
本次课程会较多涉及个人对于建模和rhino使用的理解，而不是单纯的建模技巧罗列，因此我选择使用文字作为载体进行讲解。
本节课你会遇到较多的专业名词，先不要深究这些名词的含义，只需要理解我给它们解释的含义即可，建筑师不需要与那些古怪的计算机底层知识打交道，但也最好不要被别人忽悠。
这些知识是由欠入深，您肯定看得懂，而且之后您会有自己的看法，应该不会被那些本来掌握软件就是是而非的人忽悠了。
真正的高手在我们这个阶段怕是还没有出现。
我前面说了这次教程不涉及价值观的改造，但有一点在此提醒下：
这次教程只是犀牛建模入门教程，我个人水平也很有限。
我希望大家放弃速成高
3第一章
对RHINO建模技巧有一定的掌握，而且肯定能用于帮助自己课程设计，但是若是想真正精通建模，后面还有慢慢的路要走。
下面的内容开始之前先推荐
一篇文章-----TeachYourselfProgramminginTenYears。
1.1为什么选犀牛？
先简要叙述下我的个人经历。
初中的时候我还不会语言，有一天，在电子科大的表哥打来电话告诉我
他正在在编程，我当时心想“编程啊，那可是多么牛B的事情。
”，然后下去读这方面书，听说了C、Perl、Python、VB，觉得一个比一个牛B。
后来上高
中，我有幸遇到一位黑客同学，跟他学计算机语言，上课一起拿草稿纸写代
码，下课再拿去运行。
三年下来，我虽然只学会了少数几言，但得益于那位同学的点拨，我对计算机建立了良好的理解。
再高级的程序也不过是极力去模仿人类自己的思维逻辑，然后转换为计算机能够理解的机器语言，再由CPU
翻译成0和1。
计算机只认识0和1，人才是完成程序的主体。
高中时候，我爸一个在西南交大学建筑学的学生来我家在电脑上展示了他的设计模型，在场之人都称赞他很牛B，但那时的我已经不那么想了，当代社会分工如此之细，没有多少行业需要特殊智力才能企及，我们会觉得他很牛B那不过是因为我们和他知识结构不对称而已。
和大家一样接触3D软件也是在大学以后才开始，大二的幼儿园设计课程，某天一位在墨尔本大学留学的同学放假时跑来给我们看了他们在墨尔本大学建筑大学一年级的数字设计课程的成果。
当然我也拷了一份：
图1.1A/B：
墨尔本大学建筑学院一年级的数字设计课程作品，吴量提供图片。
设计竟然可以这样做，而且个人在审美上也有这样的喜好，但就计算机而言，大一一年我本来已经差不多完全放弃了我在高中的兴趣，现在又被这哥们提起来了，当时问了他这是什么软件做的，他说：
“Rhino”，这是我第一次听说犀牛。
但犀牛适合辅助建筑设计么？
很遗憾，至少在当下国内设计行业的成熟市场化流程中还看不到哪些单位用Rhino辅助设计的，除了像哈迪德广州歌剧院这样的大项目她老人家点名要用到Rhino软件。
我后来又去查看了很多国外著名学院，去他们的course页面看他们在用什么软件。
（教育网的唯一好处就是访问edu域名非常快，不管这个学校在北极还是在赤道。
）整理出了如下一份表格：
（这方面我能确定的信息很少，欢迎补充和更正）。
哥伦比亚大学
MAYA必修课
香港大学
Rhino必修课
墨尔本大学
Rhino必修课
伦敦AA
学院
MIT
CORE开放课程上的MIT建筑学
数字化课程几个最终作品都是Rhino做的
淡江大学
本科阶段有个设计Studio开
始几周学Rhino和Rhinoscript
哥伦比亚大学
MAYA必修课
表1.1：
各大学建筑学院软件学习情况。
毫无疑问，Rhino在学院是非常受欢迎的，当初我也因为对那些异性建筑形态着实兴趣选择了对Rhino下手。
但我后来才发现Rhino建模非常方便，入手很快，它的使用习惯和我们熟悉的AUTOCAD很类似，而且能帮助你建立
于渲染和最终效果表达。
现在的Rhino已经有了VRAY等诸多渲染器，使用Rhino你可以完成从平面、建模和最终输出一套完整的流程。
但Autodesk太
强大了，Rhino之后的命运会如何我也说不清，而且现在商业市场上已经很少有人给Rhino写教程赚钱了。
个人觉得现在学Rhino即是您以后打算转到其它3D平台也是不会亏。
1.23D软件分类
三维软件市场发展越来越快，新软件也层出不穷，当我们听到一个从未听到过的软件名字时，我们该怎么看待，现在你肯定不会不假思索的觉得它一定是很牛B的人才使用了。
不同的软件是开发给不同的用途的，用CG标准的建模软件输出模型给制造业肯定是造不出来的。
我们先给软件分个类：
我们所熟悉的Photoshop、Ai、Coredraw等是属于2D（平面）软件。
SKETCHUP、AUTOCAD是属于3D软件。
就3D软件而言，我比较认同的分类是将其分为：
CG软件、CAD软件、CAID软件、CAM软件四种：
CG:
我们暂且定义为作为影视、动画、虚拟表现一类软件（其实它不是这样定义的，但很不好解释，在我的这个分类中我们可以这样理解。
），像我们的建筑效果图就属于这个范畴。
主要软件有：
3DMAX、MAYA等。
CAD：
计算机辅助设计AUTOCAD、ALIAS等属于这3类软件。
CAID：
计算机辅助工业设计主要有Rhino、Solidthinking等。
CAM：
计算机辅助制造主要有PRO/E、CATIA等，这些软件的模块是和机床切割工具等相连，CAM中的模型是直接用于产品及产品模具制造的。
那个问我学PRO/E建模如何的哥们，我直接反问他你想转行吗。
至于建筑领域比较新的BIM软件我倾向于也把其划分到CAM软件一类，主要是它对内部模型的处理方式和CAM软件没有本质区别，后面我会讲到。
还有一点，Rhino原本属于CAID软件，仅用于建模的，后来的版本增加了完整的layout，section，2D标注等功能，Rhino现在也属于CAD软件。
5第一章
3D领域还有其他分类以及在我上面这种分类模式下也不完善，譬如说还有些3D模型是用计算机代码生成的。
但我们接触比较多的也就是上面这些，
当个建筑师一辈子有几回会和JAVA什么的扯上关系，所以大家理解到这几点
就行了。
1.3Polygon与Nurbs
但就模型描述方式来讲，主要有两种：
polygon和nurbs。
它们有什么区别？
大家有必要理解，除非你以后不想和模型打交道。
我
们先看看用sketchup和Rhino如何才能描述一个球：
图1.2：
使用SKETCHUP建立球体。
我们用插件建立一个球，发现这个球是由很多三角面构成的，它实质上是多面体而不是球。
当表面划分越细时，它看起来越像一个球。
在犀牛中我们建立一个球体，出现了一个光滑没有瑕疵的圆，若我们打开它的控制线，发现居然只有3个圆圈。
前者就是polygon，polygon就是由很多平面（主要是三角面）组成曲面，以这种方式细分接近我们需要的曲面效果。
Nurbs天生就可以描述一个曲面，至于为什么它能这样，这不是我们一开始就弄得懂的，就如我们在学习语言时我们会遇到“面向对象”的概念，我们初学建筑学时会遇到“空间”的概念，一开始我们无论如何也是搞不懂，需要在以后的学习中慢慢理解，我后面会有专门对nurbs的理解章节，但那也是我目前的理解。
Nurbs用于计算机领域是1985年才出现。
波音公司召集了一大批科学家只为了解决一个看似很简单的问题：
如何用计算机描述一个圆。
后来将数学领域的Nurbs技术用过来才完美解决这个问题，后来我们在生活中才有了丰富多彩的工业产品。
发散一下思维，我们使用的Photoshop中的钢笔工具就是Nurbs曲线，想一下它是怎么“画”一根曲线的。
图1.4：
Photoshop中的钢笔工具。
我们前面提到的四类软件中，CG软件是偏重于polygon建模的（MAYA、
3DMAX也有NURBS功能，但仅作为附加功能），其他三类软件都是以nurbs为基础的，Rhino是第一个天生NURBS建模软件。
CAID和CAM软件的区别在于实体核心和曲面核心，实体、曲面是指对模型内部数据的处理方式，实体核
心模型的每个面是有厚度的，曲面核心模型的面没有厚度。
CAM软件直接用于
工业制造，而客观世界的物体都是实体。
前面提到的BIM类软件是以实体构件为单位构建完整模型的，所以我将其划分到CAM类。
现在这个知识或许对我们有一些帮助了。
我们某天在哥大网站上发现了这样一张分析图：
图1.5：
建筑模型，潘浩提供图片。
这是拿什么建模的呢，若这哥们若不是喜欢像我一样在sketchup里面建了模型又导入到rhino里面欣赏欣赏的话，那么我们基本可以确定他应该是用MAYA建模的了。
目前从nurbs导成polygon有非常完善的技术，但相反却很困难，所以你希望在sketchup里面建好模型再到rhino里面修改是很难实现了。
我有一些经验关于两个软件之间的配合（后面章节会讲到），但不包括模型的互相编辑。
渲染器都只认识polygon模型的，不认识nurbs模型。
因此任何模型在渲染时都需要处理成polygon模型。
这样我们就需要把建模和渲染当成两个事情来对待，不要受渲染器局限去选择你的建模工具，后者更为重要。
我一个兄弟在和我看电影时看到做得很逼真的航天飞船、变形金刚画面时总会打趣地问我这是拿什么软件做的，光从渲染结果是很难判断模型如何制作的，因为两者是两个独立生产线上的产品，况且现在这些软件技术都作为商业机密很少被公开过。
最后一小部分，nurbs在犀牛里叫做“曲面”（英文名surface），polygon在犀牛里面叫做“网格”（Mesh）。
我这个教程中提到的“曲面”都是指广义上的“曲面”，也就是任何一个完整的面，不管它的所有顶点是否在同一个平面上，它都叫“曲面”，而不是形态学上的侠义“曲面”。
第一章8
第二章
Rhino界面
2.1界面构成
打开您的rhino.exe，其默认的界面布局如下（标准工具栏上某些按钮您可能没有，那是插件）：
3
有过3D软件基础的话，Rhino的这些功能区我们根据名字可以很快掌握它们的作用，我简单介绍下：
菜单栏：
您可以在此找到绝大部分的犀牛命令。
图2.2：
犀牛菜单命令。
命令行和命令历史窗口：
不同于Autocad，它是位于软件界面上方，（个人感觉更符合视觉习惯），同样类似于Autocad，有很多命令参数您需要在命令行窗口进行选择。
（Rhino的命令参数分为鼠标选择和参数输入两种，后面会遇到。
）。
建模区：
默认是4个视图窗口，双击某个视图标题它将放大，再双击一次它将还原。
关于视窗在后面会具体讲解。
状态栏：
提供坐标、长度、当前图层和辅助选项等信息。
类似于我们习惯的sketchup、autocad，Rhino具有非常友好操作界面，而且除了菜单栏，其他窗口都是可以被拉出来随意置放或者浮动的，对于界面的定制一切可根据您的喜好来，譬如我们可以将界面摆成这样：
（图2.3）
图2.3：
自定义犀牛界面。
2.2如何使用工具面板
Rhino工具面板上有两类按钮：
如上图右边这种按钮右下角有小三角形，表示这个工具有一系列相关工具集，我们鼠标左键或右键长按这个按钮可以将工具集浮动出来。
图2.4：
长按按钮浮动工具集。
另外，左键单击和右键单击对于某些图标来说，其作用是不一样的，当我们鼠标停在某个工具按钮上时，可以看到左键和右键的含义。
要注意区
分。
图2.5：
左键与右键按钮区别。
Rhino默认工具面板只展示了一部分工具，您可以在工具栏空白处点击右键打开隐藏的工具面板。
图2.6：
打开Rhino隐藏面板。
2.3自定义工具
在菜单栏选择：
工具---工具列配置。
3
图2.7
如图选择新增工具列，我们可以得到一个空白工具列。
把按住ctrl，鼠标光标指向工具按钮，我们就可以把这个工具拖进我们的新工具集，这样我们就可以创建自己最常用的工具集，如图2.9：
图2.9
Rhino界面提供了最大可能性的定制，这都是为了方便用户按照自己习惯配置自己的建模环境，我建议您在开始学习时还是按照Rhino默认的界面布局和工具集配置来进行，它们都是被分类好的，而且此次教程也是以默认布局和工具集为基础。
2.4Rhino视窗
Rhino视窗是Rhino的主要建模区，是我们平时建模与之打交道最为频繁的区域。
2.4.1视窗基本操作
Rhino默认四个视窗布局，分别顶视图（Top）、透视图（Perspective）、正视图（Front）、右视图（Right）。
我们单击某个视图标签时，视图标签将高亮显示，表示这个绘图区被激活。
我们双击视图标签时，该视图将放大，再双击一次，返回四视图模式。
另外任何情况下左键单击标准工具栏上的
，我们可以返回四视图模式。
在视图标签上点击右键，我们可以对这个视图进行最大限度的配置，设置显示模式，视图模式，工作平面等，大家可以尝试改一下看视图内发生何种改变。
图2.11：
右键视图标签进行视图设置。
2.4.2底部显示视图标签
我们在建模时常常会将透视区放到最大，但会经常在几个视图区进行转换，连续进行双击的办法会不会太麻烦。
我们可以将视图标签置于底部，方便在几个视图之间进行切换。
打开标准工具栏上的视窗图标集（关于视窗的所有命令都在此），点击如
图2.12
我们在命令行选择“显示“标签，如图2.13：
图2.13
工作视窗下部就会增加一栏视窗标签，这样我们就可很方便的在各个视图之间进行切换。
图2.14：
建模区底部增加视窗标签。
2.4.3视窗显示模式
现在，打开我们的lesson2_sample1.3dm文件。
Rhino提供了几种在建模时的显示模式：
如图所示，其中前三种最为常用。
图2.15：
显示模式选择项。
Shadeselectedobjectsonly表示只对选择部分进行作色，其他部分线框显示。
Penguin是在安装Penguin插件之后才有。
请尝试一下在选择这几种显示模式下模型视觉上发生的变化。
图2.16：
Rhino的几种显示模式。
线框模式：
是所有3D软件都具有的显示模式，最为常用，占用系统资源最小，但一旦场景复杂时表现力较差。
渲染模式：
不显示线和点，可以场景预览灯光效果。
2.4.4工作平面
每个工作视窗内都带有一个工作平面，您看到的场景格线就是工作平面，任何在视窗内直接绘制的点和线都将处于该视窗的工作平面内，如图
2.17：
图2.17
如图2.18，您可以在此对工作平面进行设置，但一般情况下我们不会更改默认的工作平面，所以具体就不多讲了。
只提醒一点：
工作视窗的改变您不能通过ctrl+z还原，需要使用图上命令shift+home还原。
您可以试着对比一下CAD的用户坐标系统。
图2.18
工作平面中的格线也和场景单位有关，您可以在菜单栏的“工具”--“选项”中设置场景单位和格线密度、大小。
图2.19：
场景单位和格线设置。
Rhino视窗还有很多自定义功能，如增加视窗，设置背景图像，这些功能比较少用，在此就不多叙述了，还请大家下来对这些功能进行一一摸索。
2.5观看物体
在标准工具栏内提供了完整的观看工具集。
但这些工具只能使用一次，非常麻烦，我们应该记住观看物体的快捷键。
图2.20：
观看物体工具集。
旋转视图：
鼠标右键。
平
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