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3DS max精品详细教程7 片面建模学习3ds Max中面片的建模原理和基本操作 7.1.1 面片的两种形式 在3ds Max中，能够创建两种类型的面片。分别为“四边形面片”和“三角形面片”。这两种面片类型都基于Bezier曲线，在编辑对象时会产生不同的结果。三角形面片只影响共享边界的顶点，不影响对角顶点的表面，因此当弯曲对象时其边界较锐利，能够形成明显的褶皱。四边形面片在编辑时，对角的节点也相互影响，能够产生较为平滑的表面。图7-2所示为这两种类型的面片对象。 图7-2 “四边形面片”和“三角形面片” 7.1.2 了解Bezier曲线 典型的Bezier曲线使用四个顶点来控制和生成曲线。曲线经过第一个点和最后一个点，以及中间的两个控制点决定了曲线的弯曲方式。面片模型中的顶点是Bezier曲线通过的端点，顶点是对象表面的一部分，格子上的矢量手柄定义样条曲线的其他两个控制点，图7-3所示为Bezier曲线及矢量手柄。 图7-3 Bezier曲线及矢量手柄 面片实际上就是由使用Bezier曲线控制的样条曲线所组成的面，可以通过移动节点和矢量手柄来编辑这个面。Bezier曲线的顶点有两种编辑状态，分别为“共面”和“角点”。选择一个顶点，在该顶点上右击，在弹出的快捷菜单中选择“共面”命令。这时移动所选节点上的一个矢量手柄，其它矢量手柄也跟着移动。如果在快捷菜单中选择“角点”命令，则移动一个矢量手柄时其它矢量手柄将不受影响。图7-4所示为不同Bezier曲线顶点类型所移动时的状态。 图7-4 顶点的两种类型 注意：当顶点只有两个矢量手柄时，只能以“角点”方式进行调整和编辑。 7.1.3 创建面片对象 在3ds Max 9中，有多种创建面片对象的方法，本小节将为读者具体介绍这些创建面片对象的方法。 1.塌陷对象 使用塌陷的方法可以将基本几何体或其他类型的对象转化为面片对象，最简单的塌陷方法是在视图中右击对象，在弹出的菜单中选择“转换为：”“转换为可编辑面片”选项，如图7-5所示，对象被塌陷为面片对象。 图7-5 在视图中塌陷对象 用户也可以在“修改”命令面板中塌陷对象，进入“修改”命令面板，在修改器堆栈栏内右击，在弹出的菜单中选择“可编辑面片”选项，将对象塌陷为面片对象，如图7-6所示。 图7-6 在“修改”面板中塌陷对象 2.创建面片对象 可以直接创建“四边形面片”和“三角形面片”对象，并将其塌陷为面片对象。“四边形面片”塌陷后的对象为四边类型的面片对象，“三角形面片”塌陷后的对象为三角类型的面片对象。 在“创建”命令面板中的“几何体”层级面板内的下拉式列表中选择“面片栅格”选项。这时，在“对象类型”卷展栏内将出现“四边形面片”和“三角形面片”的创建命令按钮，如图7-7所示。单击任意一个命令按钮，即可在场景中创建相应类型的面片对象。 图7-7 “面片栅格”创建面板 3.使用编辑修改器输出面片对象 可通过“旋转”和“挤出”编辑修改器将对象输出成面片对象。具体操作方法是为对象添加“旋转”或“挤出”编辑修改器后，进入“输出”选项组，在该选项组中选择“面片”单选按钮，如图7-8所示，然后塌陷堆栈，塌陷后的对象为面片对象。 图7-8 “输出”选项组 4.添加“编辑面片”编辑修改器 选择对象后，进入“修改”命令面板，在编辑修改器下拉式选项栏中选择“编辑面片”选项，即可为对象添加“编辑面片”修改器，如图7-9所示。添加“编辑面片”修改器后，即可以将对象作为面片对象来编辑，又可以保留对象的原始创建数据。 图7-9 添加“编辑面片”修改器 学习3ds Max中面片对象的公共命令参数 7.2.1 面片对象的公共命令参数 1.控制面片对象的表面属性 在面片对象的任何次对象层级编辑状态下，其中“几何体”卷展栏中都包含有“曲面”选项组，如图7-11所示。该选项组中的各项命令用来控制面片对象的表面属性。 图7-11 “曲面”选项组 “视图步数”：该项可控制面片模型包含的网格数，该数值框的取值范围为0100，数值越大，面片模型包含的网格数就越多，面片模型就越精细，但视图刷新速度也同时会降低。如图7-12所示为“视图步数”参数为1和5时面片模型在视图中显示的状态。 图7-12 不同“视图步数”参数的面片模型在视图中的显示状态 “渲染步数”：控制渲染后面片对象包含的网格数，数值越大，渲染出的面片模型越平滑。如图7-13所示为“渲染步数”参数为1和5时对象渲染后的形态。 图7-13 “渲染步数”参数为1和5时对象渲染后的形态 “显示内部边”：启用该复选框后，可以使面片对象的内部边在线框视图内显示；禁用该复选框后，只能显示对象的轮廓。如图7-14所示为启用和禁用该复选框后的对象显示效果。 图7-14 启用和禁用“显示内部边”的效果 “使用真面片法线”：决定平滑面片之间边缘的方式。 2.面片对象的“松弛”功能 在可编辑面片对象级别下的“曲面属性”卷展栏中可设置面片对象的“松弛”功能，该功能可适用于所有次对象级别，并且在每个级别的工作方式完全相同。如图7-15所示为可编辑面片对象级别下的“曲面属性”卷展栏。 图7-15 “曲面属性”卷展栏 面片对象的“松弛”功能是通过将顶点移动靠近或远离其相邻顶点更改外观曲面张力。当顶点朝平均中点移动时，典型的结果是对象变得更平滑，更小一些。可以在具有锐角转角和边的对象上看到最显著的效果。 “松弛”：启用该复选框后，将启用渲染的松弛功能。 “松弛视口”：启用该复选框后，将启用视口的松弛功能。 “松弛值”：将顶点移动的距离设置为一个顶点及其相邻顶点的平均位置之间距离的百分比。范围为-1.0至1.0，默认设置是0.5。 “迭代次数”：设置重复“松弛”的次数。每次迭代都将基于上一个迭代的结果重新计算平均顶点位置。默认值为1。如图7-16所示为“迭代次数”分别为1和10的对象形态。 图7-16 “迭代次数”分别为1和10的对象形态 “保持边界点固定”：控制顶点是否在开放的网格边移动。启用该复选框后，界顶点不再移动，其他对象处于松弛状态。如图7-17所示为启用和禁用该复选框后的效果。 图7-17 启用和禁用“保持边界点固定”复选框的模型 “保留外部角”：启用该复选框后，将顶点的原始位置保持为距对象中心的最远距离。如图7-18所示为启用和禁用该复选框的模型效果。 图7-18 启用和禁用“保留外部角”复选框的模型 编辑3ds Max中的“顶点”次对象 7.2.2 编辑“顶点”次对象 在可编辑面片对象的“顶点”次对象层级中，可以编辑顶点和控制手柄。同样，面片对象与网格和多边形对象相同，也有两种进入其次对象层级的方法，第一种是在“修改”面板中的修改器堆栈栏中单击“可编辑面片”选项左侧的展开符号，在展开的层级选项中选择某一个选项，在此选择“顶点”选项；第二种是单击“选择”卷展栏中“顶点”按钮，都可进入“顶点”次对象层级，如图7-19所示。 图7-19 进入“顶点”次对象层级 在“选择”卷展栏中提供了在“顶点”次对象层级下可用的一些选项，如图7-20所示，下面对部分选项的功能进行介绍。 图7-20 “选择”卷展栏 “过滤器”：使用该选项组中的两个复选框，可以选择和变换顶点或向量。禁用某个复选框时，不能选择相应的元素类型。这样，如果禁用“顶点”复选框，可以对控制柄进行操纵，而不会意外地移动顶点。 注意：不能同时禁用这两个复选框。禁用其中一个复选框时，另外一个复选框将不可用。此时，可以对与启用的复选框对应的元素进行操纵，但不能将其禁用。 “锁定控制柄”：该项只能影响“角点”顶点。启用该复选框后，会将切线向量锁定在一起，以便于移动一个向量时，其他向量会随之移动。 接下来对“几何体”卷展栏中针对“顶点”次对象的一些编辑命令选项进行介绍。 “绑定”：用于在两个顶点数不同的面片之间创建无缝无间距的连接，使面片之间产生平滑效果。 “取消绑定”：断开通过“绑定”连接到面片的顶点。 用户在执行“绑定”命令时需要注意以下几点： 执行“绑定”命令的顶点与边界必须分属不同的面片，在同一个面片上不能执行绑定命令。 当一个边界上两个顶点之间只有一个顶点，且相邻边界两端的顶点与这一边界相连，边界上没有其他节点时，才可以执行“绑定”命令。 被捆绑的节点只能调节矢量手柄，而不能移动节点的位置。 下面将通过一个实例练习为读者讲解“绑定”命令的使用方法。 执行“文件”“打开”命令，打开本书附带光盘Chapter-07“沙发.max”文件，在该场景中的沙发垫模型一角的面由于顶点数目与其相邻的面不一致，产生了撕裂现象，如图7-21所示。 图7-21 撕裂的面 选择“沙发垫”对象，在“修改”命令面板中进入该对象的“顶点”次对象层级，接着在“几何体”卷展栏中激活“绑定”按钮，然后在如图7-22左图所示的顶点上拖动鼠标至相邻的边上，当指针变成十字形时松开鼠标，顶点将被绑定，绑定后的顶点呈黑色显示，如图7-22右图所示。 图7-22 绑定顶点 使用同样方法将其他3个顶点分别绑定相邻的边的上，最后的效果如图7-23所示。 图7-23 绑定其他顶点 再次单击“绑定”按钮或在当前视图的任意位置右击鼠标，可结束绑定。选择绑定后的顶点，单击“取消绑定”按钮，可以解除顶点的绑定状态。 “焊接”选项组 “选定”：该命令针对“顶点”和“边”两个次对象层级，该按钮右侧的参数栏用来设置其阈值范围。选择目标对象后，单击“选定”按钮，当一个顶点处于另一个顶点的阈值范围内时，这两个次对象将被合并。 执行“文件”“打开”命令，打开本书附带光盘Chapter-07“床单.max”文件，在该场景中的床单模型上撕裂出一个洞，如图7-24所示。 图7-24 “床单”模型 选择“床单”对象，在“修改”命令面板中进入该对象的“顶点”次对象层级，在“几何体”卷展栏中的“焊接”选项组中将“选定”按钮右侧的阈值参数设置为8，然后选择7-25所示的4个顶点，单击“选定”按钮，将其焊接为一个顶点。 图7-25 焊接顶点 “目标”：该命令只针对于“顶点”次对象层级，该命令可将拖动的顶点熔合到目标顶点中。该按钮右侧的数值框是用来设置两个顶点间的像素值的。这个值决定多少个像素内的顶点可以进行有效的焊接，该值越大，焊接的范围就越大。 接着上面的操作，按<Ctrl+Z>撤消前面的焊接操作。激活“目标”按钮，参照图7-26所示在选择的4个顶点的任意一个顶点上拖动鼠标至另一个顶点上，当光标变为十字形时松开鼠标，这两个顶点将会焊接在一起。 图7-26 目标焊接顶点 使用同样方法再将其他两个顶点焊接到目标顶点，如图7-27所示。 图7-27 目标焊接其他顶点 在3ds Max中对“控制柄”次对象编辑 7.2.3 编辑“控制柄”次对象 在“控制柄”次对象层级可以直接对顶点的控制柄和向量进行编辑，而无需通过顶点子对象层级，并且比“顶点”次对象层更易于操作。进入“控制柄”次对象层级后，可一次选择多个控制柄对其进行变换操作。 在“几何体”卷展栏下的“切线”选项组中，可以在同一个对象的控制柄之间，或在应用相同“编辑面片”修改器距离的不同对象上复制方向或有选择地复制长度。如图7-28所示“切线”卷展栏。 图7-28 “切线”选项组 “复制”：将面片控制柄的变换设置复制到复制缓冲区。 “粘贴”：将方向信息从复制缓冲区粘贴到顶点控制柄。如果启用“粘贴长度”复选框，则还要粘贴复制控制柄的长度。 执行“文件”“打开”命令，打开本书附带光盘Chapter-07“沙发椅组件.max”文件，在该场景中只包含了一个面片模型。在“顶”视图中可以看到模型一处的线框曲线不是太流畅，如图7-29所示。 图7-29 面片模型 选择面片对象，然后进入该对象的“控制柄”次对象层级，这时，会显示出选定对象的所有控制柄。在“几何体”卷展栏中的“切线”选项组中单击“复制”按钮，然后光标移动如图7-30所示的控制柄上，光标会变成形状，然后单击鼠标复制该控制柄。 图7-30 复制控制柄 单击“几何体”卷展栏中的“粘贴”按钮，然后启用“复制长度”复选框。将光标移动到如图7-31所示的控制柄上，光标变成形状时，单击鼠标，将复制控制柄的长度和方向粘贴到该控制柄。 图7-31 粘贴控制柄 编辑3ds Max中的“边”次对象 7.2.4 编辑“边”次对象 边指的是面片对象上在两个相邻顶点间的部分。在“可编辑面片”对象的“边”次对象层级，可以选择单个或者多个边并使用标准方法移动、旋转和缩放它们，也可以按住<shift>键并拖动边以创建新的面片。 1.面片拓扑学 进入“可编辑面片”对象的“边”次对象层级后，在“几何体”卷展栏中的“拓扑”选项组中包含“添加三角形”和“添加四边形”两个命令按钮，用户可通过这两个按钮对面片对象的任何开放边添加三角形和四边形。在像球体那样的闭合对象上，可以删除一个或者多个现有面片以创建开放边，然后添加新面片。这两个命令按钮只作用于开放边界，用户如果无法确定边界是不是开放的，可以用“选择开放边”命令按钮来检验。如图7-32所示为使用“添加三角形”和“添加四边形”延伸形成的面。 图7-32 添加三角形和四边形 2.“创建图形”命令 “创建图形”：创建基于选定边的样条线。选择边界后，单击该按钮，会弹出如图7-33所示的“创建图形”对话框，在该对话框中设置图形名称，单击“确定”按钮，所选边界被分离为样条曲线。如果没有选择任何边界，则创建所有面片边的样条线。 图7-33 “创建图形”对话框 3. “面片平滑”命令 “面片平滑”：可以通过调整所选边界的切线手柄，使面片表面呈现平滑效果，如图7-34所示。选择边界后，单击该按钮，即可实现这种效果。重复单击该按钮不起任何作用。 图7-34 平滑之前的面片和使用“面片平滑”之后的面片 操作3ds Max中的“面片”和“元素”次对象 7.2.5 编辑“面片”和“元素”次对象 由于“面片”和“元素”次对象层级的编辑命令完全相同，所以本节将综合讲述这两个次对象层级的编辑命令。面片是面片对象的一个区域，由三或四个围绕的边和顶点定义；而元素是面片对象中的所有连续面。 1.细化命令 进入“可编辑面片”对象的“面片”或“元素”次对象层级后，在“几何体”卷展栏中的“细分”选项组中的“细分”命令按钮，用于对选择的面进行细化处理，以达到增加顶点和面片细节的目的。该命令针对“边”、“面片”、“元素”3个次对象层级有效。执行“细分”命令时，首先需要选择准备细化的次对象，然后单击“几何体”卷展栏内的“细分”命令按钮，这时所选次对象会被细化，如图7-35所示。 图7-35 细化表面 提示：在编辑面片时一定要慎重地使用细化功能。因为如果两个相邻的面其顶点数目不同，执行细化命令后会在面片之间出现裂缝。 “传播”：启用该复选框后，在执行细化操作时所选面相邻的面也将被细化。如果沿着所有连续的面片传播细分，连接面片时，可以防止面片断裂。如图7-36所示为启用和禁用“传播”复选框，执行“细分”命令的结果。 图7-36 启用和禁用“传播”复选框的效果 2.“创建”命令 “创建”命令针对“顶点”、“面片”、和“元素”3个次对象层有效。当“创建”命令作用于“面片”和“元素”次对象层时，可以通过连接顶点的方法来创建三角形或四边形面片对象。 进入“面片”次对象层或“元素”次对象层，单击“几何体”卷展栏内的“创建”命令按钮，光标移动到面片顶点上时更改为白色十字光标，单击现有顶点可以将其选中。在可用空间中单击可以在此位置创建新顶点，这个顶点包括在新面片的顶点序列中。 “创建”命令经常用来创建新的三角形面或四边形面或修补受损的面，如图7-37所示为使用“创建”命令修补椅子模型的受损面。 图7-37 修补受损面 接下来打开图7-37左图所示的模型，通过具体操作来为读者讲解“创建”命令的具体使用方法。 打开本书附带光盘Chapter-07“椅子.max”文件，然后选择场景中的面片对象，进入该对象的“面片”或“元素”次对象层级。 在“几何体”卷展栏中单击“创建”按钮，接着在如图7-38所示的对象顶点处单击。 图7-38 选择顶点 移动光标至如图3-39左图所示的第二个顶点处，光标会变成十字形，单击鼠标确定第2个顶点。接着移动鼠标在如图3-39右图所示的顶点上单击鼠标，确定第3个顶点。 图3-39 确定第2和第3个顶点 最后在如图3-40左图所示的顶点上单击，确定第4个顶点，这时会创建出一个新面，如图7-40右图所示。 图3-40 创建新的面 以“平滑+高光”模式显示模型，观察新创建的面，会发现该面与其他面之间有明显的边界，这是因为该面属于不同的平滑组。在“面片”次对象层级，选择新创建的面，进入“曲面属性”卷展栏，在“平滑组”卷展栏下可以看到该面属于“2”号平滑组，取消“2”号按钮的激活状态，激活“1”号按钮，使该面属于“1”号平滑组，观察对象，面变得平滑了，如图3-41所示。 图3-41 分配平滑组 学习3ds Max中“曲面”编辑修改器的应用 7.3.1 关于“曲面”编辑修改器 “曲面”修改器只能作用于二维形，接下来通过具体操作向读者介绍使用“曲面”修改器进行建模的方法。 执行“文件”“打开”命令，打开本书附带光盘Chapter-07“样条线.max”文件，如图3-42所示。 图7-42 “样条线.max”文件 提示：用户可自行在场景中创建样条线，在创建或移动样条线的顶点时，应保证顶点存在于样条线上。可以使用3D捕捉工具或“可编辑样条线”对象的“熔合”命令将样条之间的相交顶点熔合在空间的同一位置。 在视图中选择“可编辑样条线”对象，然后在“修改”命令面板的修改器列表中选择“曲面”选项，为该样条线应用“曲面”编辑修改器，如图7-43所示为样条线应用“曲面”修改器后的效果。 图7-43 应用“曲面”修改器后的模型 应用“曲面”修改器之后，在“修改”命令面板中会出现“曲面”编辑修改器的创建参数，如图7-44所示。 图7-44 “曲面”修改器的创建参数 “阈值”：确定用于焊接样条线对象顶点的总距离。如果顶点的间距小于该数值框内的参数值，在将拓扑线转化为面片时，这些顶点将被焊接在一起。 注意：样条线控制的控制柄也将视为顶点，因此设置较高的“阈值”级别有可能会产生错误的面。 “翻转法线”：启用该复选框后，会将面片表面的法线方向翻转。 “移除内部面片”：启用该复选框后，将移除由于多余计算产生的不需要面片，一般情况下，这些面片是看不到的。 “仅使用选定分段”：启用该复选框后，“曲面”修改器只使用样条线对象中选定的分段来创建面片。如图7-45所示，当选择样条线的一部分“线段”次对象后，然后应用“曲面”修改器，并启用该复选框所生成的模型。 图7-45 启用“仅使用选定分段”复选框 “步数”：该参数决定了组成面的顶点间的步数。步数值越高，生成面的密度也就越大，从而所得到的顶点之间的曲线就越平滑。如图7-46所示为设置“步数”参数值分别为1和5时对象的形态。 图7-46 不同步数的对象形态 7.3.2 使用“曲面”编辑修改器受到的限制条件 在使用“曲面”编辑修改器时，对拓扑线有如下要求： 拓扑线定义的面最多不能超过4个顶点，如果超过4个顶点，将无法转化为面片对象。3个顶点的定义的面将转化为三角形面片，4个顶点定义的面将转化为四边形面片。 不同的拓扑线间重合的顶点距离必须在限定的“阈值”范围之内，如果顶点间的距离过大，拓扑线将无法转化为面片。 如果出现两条线段相交的情况，每条线段必须在交点的位置有一个顶点，如果没有顶点，在定义曲面时，将忽略这个点，使定义的面的顶点超过4个，而无法形成面。 7.3.3 “横截面”编辑修改器 在使用“曲面”编辑修改器之前，必须首先使用二维线框创建对象的拓扑线，这些拓扑线类似于地球仪表面的经纬线，复杂对象的拓扑线的创建过程非常繁琐，使用“横截面”编辑修改器可以简化拓扑线的创建工作。它的工作方式是连接3D样条线的顶点形成蒙皮，如图7-47所示。 图7-47 使用“横截面”修改器 当为曲线添加了“横截面”修改器后，在“修改”命令面板中，用户可对新创建的样条线的曲线类型进行设置，如图7-48所示。 图7-48 “参数”卷展栏