青理工计算机辅助设计3ds max上机练习3.docx

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青理工计算机辅助设计3dsmax上机练习3

3dsmax基础建模上机操作练习（3）

1.创建简单曲面

创建曲面，可以用“曲面”命令、“NURBS”命令，以及使用“可编辑多边形”的“软选择”面板。

1.1方法一

●主要命令：

“曲面”命令

●例：

制作如图1-4所示的曲面

●步骤：

第一步：

在顶视图中，用创建>图形>线工具画出四边形曲面上边缘的折线，命名为“line1”，以及下边缘的折线，命名为“line2”，将line1和line2沿z轴方向移动到如图1-1所示的位置；

图1-1line1和line2

第二步：

将line1的两个顶点转化为“Bezier-角点”，并调整每个顶点的两个控制柄，使line1产生合适的弧度，用同样的方法使line2也调整为合适的弧度，如图1-2所示：

图1-2产生弧度的line1和line2

第三步：

启用捕捉，然后用线工具创建“line3”和“line4”，使其连接line1和line2的两个角点，生成一个四边形，如图1-3所示：

图1-3line1、line2、line3、line4的相对位置

第四步：

执行“附加”命令，将所有的线（line1、line2、line3、line4）都粘合为一个实体，改名为“QM1”；

第五步：

在修改状态下，在右侧面板中的修改器下拉条中选择“曲面”修改器，为“QM1”实体加载曲面修改器工具。

在修改器堆栈中点击“曲面”，然后在下方的面板中修改曲面的参数，如在“参数”面板的“样条线选项”中，修改“阀值”的数值（焊接阀值越大，所有在此阀值内的顶点将被视作一个整体，因此点的数量越少），以及“面片拓扑”中“步数”的数值，并观察曲面发生的变化。

最终生成的效果如图1-4所示。

图1-4QM1的效果

（备注：

“曲面”修改器工具，是根据样条线网络的轮廓生成面片曲面，简单来说就是由3条或4条线段围合而成的封闭区域创建面片，多用以创建复杂曲面或有机曲面）。

1.2方法二

●主要命令：

“NURBS”命令

●例：

创建如图1-8所示的曲面

●步骤：

第一步：

在前视图中，用创建>图形>线工具，创建一个封闭折线line1，一个直线line2（如图1-5），画出曲面的大致形状（注意启用捕捉）；

图1-5line1和line2

第二步：

利用“附加”命令将line1和line2变为一个实体，命名为“QM2”；

第三步：

将QM2的对角线（原line2）的两个顶点设置为“Bezier-角点”模式，然后调整每个顶点的两个控制柄，将直线调整为曲线，再将其他顶点的位置适当移动，形成一个对折曲面的轮廓，如图1-6；

图1-6曲面2的轮廓

第四步：

选中QM2，右键选择“转换为”>“转换为NURBS”，在右侧面板的修改器堆栈中选择“NURBS曲面”，然后在下方面板中单击“NUEBS创建工具箱”命令

，跳出“NURBS”对话框，在对话框中选择“创建多边混合曲面”图标

，在视图中依次选择其中一个三角形的三条边（四边形的两个边和对角线），则一个三角曲面创建完成（图1-7）。

图1-7三角曲面

第五步：

先退出“创建多边混合曲面”命令，然后执行第四步同样的命令，把另外一个三角曲面完成。

效果如图1-8所示。

图1-8曲面

1.3方法三

●主要命令：

“布尔”命令、“可编辑多边形”命令

●例：

制作如图1-15所示的膜结构曲面

●步骤：

第一步：

在顶视图中，用创建>图形>线工具创建封闭折线，命令为“line1”（图1-9）；

图1-9line1

第二步：

在顶视图中，通过“Bezier-角点”模式，调整每个顶点的两个控制柄，使之生成如图1-10所示的曲线形态；

图1-10调整角点之后的line1

第三步：

执行“挤出”命令，为该line1生成一定的高度；

第四步：

在顶视图中，创建>几何体（标准基本体）>平面命令，创建一个平面，平面大小需能完全覆盖住line1，将平面命名“plane1”，在修改面板中，调整该平面的长度分段数和宽度分段数各为20，并在前视图中将plane1移动到line1实体的顶面，如图1-11所示：

图1-11line1和plane1

第五步：

选中plane1，执行“布尔”命令，生成plane1和line1的交集，命名为“QM3”，如图1-12所示，可以看到，QM3是一个带网格的折线平面；

图1-12line1和plane1执行布尔命令之后产生的交集QM3

第六步：

在右侧修改面板的修改器堆栈中，点击布尔，右键点选“可编辑多边形”，为其加载可编辑多边形修改器，然后进入QM3的“顶点”状态，在右侧面板中下方展开“软选择“面板，勾选其中的“使用软选择”，以及“影响背面”选项，并点击“明暗处理面切换”按钮，产生如图1-13的效果；

图1-13执行“明暗处理面切换”后的QM3

第六步：

在QM3中，选择一个居中的顶点，沿z轴向上移动一段距离，通过右侧面板中对“软选择”面板中“衰减”、“收缩”和“膨胀”等数值的调整（如图1-14所示，可根据自己需要调整），将膜结构的形态调整到合适状态，最终效果如图1-15。

图1-14“软选择”的参数设置

图1-15QM3的最终效果

2.创建体育场馆外轮廓

●主要命令：

NURBS命令

●例：

制作如图1-18所示的体育场馆外轮廓

●步骤：

第一步：

创建>图形>圆，创建圆，命名为“C1”，在右侧面板启用修改，在面板中的修改器堆栈中，右键点击circle，在右键菜单中点选“可编辑样条线”，并进入其“顶点”状态，选中全部顶点，将其调整为“Bezier”模式（注意：

bezier-角点模式和bezier模式的不同），并通过操纵每个顶点的控制柄，将C1调整到如图1-16的状态，

图1-16C1的制作

第二步：

用第一步同样的方法制作另外两个大小不同的圆（或复制圆1后执行缩放，再调整其角点的位置），命名为“C2”和“C3”，并调整C1、C2、C3的位置为z轴方向上的上、中、下的关系，如图1-17所示；

图1-17C1、C2、C3的相对位置示意

第三步：

选中C1，启用“附加”命令，将C1、C2、C3变成一个实体（名称仍为C1，可修改）；

第四步：

选择C1，在右键菜单中选择“转换为”>“转化为NURBS”，（修改状态下）在右侧面板中的“创建曲面”面板中，点击“U向放样”命令，然后按顺序分别点击下、中、上三个圆，生成如图1-18所示的异面体。

体育场馆的创建完成。

图1-18体育场馆

另外，在此基础上，还可以执行“晶格”命令，把此异面体变成网格，生成类似于鸟巢的效果。

3.创建复杂屋顶曲面

●主要命令：

“附加”命令、“NURBS”命令

●例：

制作如图1-25所示的屋顶曲面

●步骤：

第一步：

用创建>图形>线命令，在前视图中画出如图1-19所示的一条曲线，命名为line1，除了两端点的顶点类型设为“Bezier-角点”类型外，其他的顶点请确保为“Bezier”类型。

并对各个顶点的位置进行调整，使其变为一个三维空间曲线（不局限于前视图平面中）：

图1-19line1

第二步：

在顶视图中，选中line1，点击右键>克隆，跳出“克隆选项”对话框，在框中的“对象”部分勾选“复制”选项（为保证后面对line2的调整不影响到line1，这里可选“复制”，不选要“实例”或“参考”），创建空间曲线line2，并将名称修改为“line2。

沿着y轴方向将line2移动至合适的位置，并将曲线的各顶点进行适当调整，使得两条曲线的形态变得不一致，如图1-20所示：

图1-20line1和line2

第三步：

开启“捕捉”，然后在透视视图中用第一步的方法创建曲线，命名为line3来连接line1和line2（line3的起点与line2的起点重合，终点与line1的起点重合）。

如图1-21所示：

图1-21line1、line2和line3

第四步：

用第三步同样的方法，在line1和line2之间的曲线转折较大的部位，增补几条曲线，分别命令为line4，line5，line6，如图1-22所示。

这些添加的曲线（line4、line5）代表了曲面在断面处的形态，所以尽量添加在曲面发生变化较大的位置。

图1-22line1——line6的相对位置

第五步：

点击line1，然后用“附加”命令，将所有的曲线（从line1到line6）附加在一起，变成一体，名称仍为line1（可修改）。

第六步：

选中line1，点击鼠标右键，在右键菜单中选择“转化为”>“转化为NURBS”。

然后进入右侧面板中的修改状态，在修改器堆栈中点击“NURBS曲面”，在下方的面板中展开“创建曲面”面板，点击“双轨”按钮，然后在透视图中按顺序依次点选line1、line2、line3、line4、line5和line6，点击鼠标右键结束命令。

屋顶曲面完成，如图1-23所示。

图1-23曲面

观察图1-23可以发现，该曲面有可能会有些皱，表面不够平滑，需要通过“重建”命令来完善修改，步骤如下：

接上第六步：

第七步：

选中该曲面（line1），在右侧面板中的修改状态下，展开修改器堆栈中的“NURBS曲面”前的加号，进入“曲面”子选项，然后在下方面板中点击“使独立”按钮，将曲面和曲面CV独立出来。

则修改器堆栈中“NURBS”的下拉子项由原来的“曲面”、“曲线CV”和“曲线”三项，变为“曲面CV”、“曲面”“曲线CV”和“曲线”四项；

第八步：

点击上面四项中的“曲面”子项，然后在下方面的“CV曲面”面板中单击“重建”按钮，将弹出“重建CV曲面”对话框（图1-24），在对话框中勾选“数量”项，然后在下面对“U向数量”和“V向数量”两个数值进行调整，并通过勾选（或取消勾选）预览，来观察数值修改前后的效果。

图1-24曲面

观察这两行数字变化后，曲面发生的变化，可以看出，上面的数字增加之后，曲面的顶点数会增加，而生成的曲面会更加平滑（不易过多，否则占用大量系统资源）

修改完成后，点击确定返回，则曲面被重建，变得平整，如图1-25所示：

图1-25执行“重建”后的曲面效果图

第九步：

选中该曲面（line1），然后点击右键，在右键菜单中选择“转化为”>“转化为可编辑多边形”。

则此时，改曲面中的所有节点、线段和样条线都处于可编辑状态，在右侧面版中的修改状态下，可见修改器堆栈中的“可编辑多边形”字样。

（注意：

3dsMax的NURBS建模能力不强，且使用NURBS比较消耗系统资源。

这里学习几个简单的NURBS案例，待学习Rhino时可以进行一下对比。

）

4.创建复杂地形

●主要命令：

“布尔”命令，“地形”命令

●例：

制作如图1-29所示的地形

●步骤：

第一步：

按照图1-26所示的方式，利用创建>图形>线命令，依次在顶视图中绘制出封闭的line曲线，命令为line1，line2，line3，line4；

图1-26line1、line2、line3、line4

第二步：

根据等高距（等高线直线的垂直高度是等距离的）原理，把几条线沿着z轴调整到合适的高度，如图1-27所示；

图1-27调整z轴高度后的line1、line2、line3、line4

第三步：

先选中line1，在右侧面板中，选择创建>几何体（复合对象）>“地形”命令，然后沿着z轴从上往下（或者从下往上）依次选中line1.line2，line3，line4，则沿着4条线生成一个地形曲面，命名为“terrain1”，如图1-28所示：

图1-28地形曲线

第四步：

在右侧面板中，进入修改状态，在面板下方调整“地形”命令的相关参数。

如在“外形”框中，可以选择：

分级表面表示在轮廓上创建网格的分级曲面，作为分级曲面创建的地形

分级曲线表示创建侧面带有裙边的分级曲面和底面，可从任意方向看到的实体。

分层实体表示创建类似于纸板建筑模型的梯田或薄片式实体

……

第五步：

选择terrain1，在右侧面板的修改状态下，选择修改器下拉框中的“网格平滑”，为地形添加“网格平滑”修改器，然后在修改器堆栈中选择“网格平滑”，再在下方的面板中调整“网格平滑”的各项参数。

最终产生如图1-29所示的效果图。

图1-29地形曲面

使用3dsMax可以制作示意性的地形凸起或丘陵地形，若想真实还原现场的地形起伏，可以考虑使用ArcGIS的三维显示（本课后面的章节会涉及到），其地形的真实等高线数据和卫星影片资料可通过谷歌地球以及一些网络数据库等获得。