【正文】 1 第 4章 NURBS曲面建模 本章知識(shí)要點(diǎn)： NURBS曲線理論 創(chuàng)建 NURBS曲線 編輯 NURBS曲線 重建 NURBS曲線 創(chuàng)建文本 ?認(rèn)識(shí) NURBS曲面 ?一般曲面成型 ?特殊曲面成型 ?曲面的布爾運(yùn)算 ?縫合曲面 ? ? NURBS是一種非常優(yōu)秀的建模方式，在高級(jí)三維軟件當(dāng)中都支持這種建模方式。NURBS能夠比傳統(tǒng)的網(wǎng)格建模方式更好地控制物體表面的曲線度，從而能夠創(chuàng)建出更逼真、生動(dòng)的造型。 NURBS曲線和 NURBS曲面在傳統(tǒng)的制圖領(lǐng)域是不存在的，它是為使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行 3D建模而專門建立的。在 3D建模的內(nèi)部空間用曲線和曲面來表現(xiàn)輪廓和外形。 ? NURBS是 NonUniform Rational BSpline的英文縮寫，是非統(tǒng)一有理 B樣條曲線的意思，在大多數(shù)高級(jí)三維軟件當(dāng)中都支持這種建模方式。 NURBS建模方式能夠完美地表現(xiàn)出曲面模型，并且易于修改和調(diào)整， ?能夠比傳統(tǒng)的網(wǎng)格建模方式更好地 ?控制物體表面的曲線度，從而創(chuàng)建出更逼真、生動(dòng)的造型，最適于表現(xiàn)有光滑外表的曲面造型。 ? NonUniform（非統(tǒng)一）：主要指曲線上的控制頂點(diǎn)影響范圍是可以改變的。 ? BSpline（ B樣條）：主要指用路線構(gòu)建的曲線，在點(diǎn)之間以內(nèi)插值替換。 ? Rational（有理）：主要指用數(shù)學(xué)表達(dá)式來定義該物體。 ?曲線是曲面的構(gòu)成基礎(chǔ)。精確理解曲線才能成為曲面造型高手。在建模時(shí)，曲線有一個(gè)本質(zhì)的用途：就是幫助創(chuàng)建并修改表面。我們不能渲染曲線，曲線的調(diào)整總是處于曲面構(gòu)造的中間環(huán)節(jié)。 ?在 Maya中制作模型時(shí)，可以考慮在下列情況下使用曲面建模： ? 模型，比如有組織的平滑表面 :動(dòng)物、人體、水果、工業(yè)模型表面，例如汽車、飛機(jī)和火箭等。 ? 、多邊形或細(xì)分表面來創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，最好使用曲面制作。 ? ，可以把曲面對(duì)象轉(zhuǎn)換為多邊形或細(xì)分表面。 創(chuàng)建曲線 在 Maya 2022中，按照曲線的繪制方式進(jìn)行劃分，我們可以將曲線劃分為 4種類型，分別為：第一種是 CV曲線、第二種是 EP曲線、第三種是任意曲線（使用鉛筆工具繪制的曲線）、第四種是圓弧曲線。 CV曲線是一種帶有 控制點(diǎn) 的曲線，簡稱為控制點(diǎn)曲線； EP曲線是一種帶有編輯點(diǎn) 的曲線，簡稱編輯點(diǎn)曲線；而任意曲線在是利用 鉛筆工具繪制 的曲線。 Maya還為我們提供了創(chuàng)建正圓和長方形的工具。 NURBS 曲線構(gòu)成元素 ? NUBRS物體是由曲線組成的，而曲線是由控制點(diǎn)、編輯點(diǎn)等元素控制的。如下圖所示。無論使用哪個(gè)創(chuàng)建工具創(chuàng)建曲線， 曲線的編輯點(diǎn)和控制點(diǎn)越多，就越能精確地控制它的形狀 。但編輯點(diǎn)和控制點(diǎn)太多的話，難以進(jìn)行較大范圍的平滑形狀的改變。 ? CV（控制點(diǎn)）， 如下圖所示。 EP曲線控制點(diǎn)，如圖所示： 任意曲線 圓弧曲線（三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成）如圖所示 圓弧曲線（二個(gè)點(diǎn)構(gòu)成）如圖所示 ?在 Maya中建立曲線一般通過以下幾個(gè)工具，可以在 Create菜單下找到這幾個(gè)命令。 ? CV Curve Tool：通過 CV點(diǎn)來繪制曲線。 ? EP Curve Tool：通過 EP點(diǎn)來繪制曲線。 ? Pencil Curve Tool：通過鼠標(biāo)自由繪制曲線。 ? Arc Tool：包括兩個(gè)工具，通過三點(diǎn)或兩點(diǎn)建立弧線。 ? Text：創(chuàng)建文字形曲線。 CV 曲線 ?使用 CV曲線 Tool工具創(chuàng)建曲線時(shí)，只需要在視圖區(qū)域中單擊即可創(chuàng)建點(diǎn)。在創(chuàng)建控制點(diǎn)的過程中注意一下曲線的顏色，如果曲線顏色變?yōu)榘咨?，則表示所創(chuàng)建的控制點(diǎn)已經(jīng)能夠生成曲線了。 注：開始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)在曲線上： 2. 創(chuàng)建 EP曲線 ?創(chuàng)建 EP Curve曲線的方法與創(chuàng)建 CV Curve曲線的大致相同。在創(chuàng)建 EP Curve曲線是，只需要在視圖區(qū)域中定義兩個(gè)編輯頂點(diǎn)即可創(chuàng)建曲線，下面在 Maya中創(chuàng)建 EP Curve曲線給大家講解。 3. 創(chuàng)建任意曲線 ?繪制任意曲線的主要工具是 Pencil Curve Tool（鉛筆曲線工具）。該工具的使用與我們使用鉛筆繪畫的方式基本相同。在使用這個(gè)工具時(shí)，大家只需要在工作區(qū)域中按住鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行繪制即可，下面是它的詳細(xì)操作過程。 方便隨意 編輯點(diǎn)過多 4. 使用其他工具繪制曲線 ?在 Maya 2022中除了上述的工具可以用來創(chuàng)建曲線外，還有兩個(gè)曲線可以用來繪制曲線，它們分別是 Three Point Arc Tool（三點(diǎn)弧工具）和Two Point Arc Tool（兩點(diǎn)弧工具），本小節(jié)將向讀者介紹它們的使用方法。 ? Text(文本 ) ? Maya 可以通過輸入文字來創(chuàng)建曲線、NURBS曲面、多邊形曲面等。單擊 ? CreateText菜單后面對(duì)話框 ,如圖所示： ? Text(文本 ):輸入要?jiǎng)?chuàng)建的文本內(nèi)容。 ? Font(字體 ):設(shè)置文本字體樣式。 ? Type(類型 ) NURBS曲線的編輯 ?曲線是構(gòu)成曲面的基礎(chǔ)，曲線的編輯與操作是建模工作的開始，通過調(diào)整曲線的外形，可以控制生成曲面的結(jié)構(gòu)，這也體現(xiàn)出了曲線編輯的重要性。按下 F4鍵把菜單切換至 Surfaces模塊，展開 Edit Curves菜單，這里包括了所有曲線的編輯命令。如下圖所示。 ? Surface Curves（復(fù)制曲面曲線 ） ? Duplicate Surface Curves（復(fù)制曲面曲線）命令主要用于復(fù)制提取 NURBS物體表面上的曲線，包括結(jié)構(gòu)線、 ?剪切線和 ISO線等。需要注意的是復(fù)制出來的曲線和原有曲面是相互關(guān)聯(lián)的，必須刪除復(fù)制曲線的歷史記錄，才能將曲線獨(dú)立出來。 1）首先創(chuàng)建一個(gè)瓶子，并進(jìn)入結(jié)構(gòu)線狀態(tài)下，如圖所示： 2）選擇兩條曲線，如圖所示 3）執(zhí)行 Duplicate Surface Curves命令， 如圖所示 4）移出曲線，但曲線與物體之間存在歷史記錄。 5）刪除歷史記錄 ? Group With Original：復(fù)制出的曲線與原物體同組。 ? Visible Surface Isoparms：此選項(xiàng)用來切換 NURBS物體表面上的結(jié)構(gòu)線是 U方向還是 V方向，默認(rèn)情況下使兩者都有。 U方向的曲線被復(fù)制，如圖所示： ? Attach Curves（連接曲線）、Detach Curves（分離曲線）及 Align Curve（對(duì)接曲線） ? Curves（連接曲線） 命令用于將兩條曲線連接起來，選擇兩條曲線，執(zhí)行該命令，當(dāng)兩條曲線 ?并不相交時(shí)，曲線連接時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的效果。彈出如圖所示的對(duì)話框。 ? Attach Method：曲線連接的模式，分別有： ? Connect（結(jié)合）和 Blend（融合）。 ? Multiple Knots：當(dāng)激活 Connect模式時(shí)，可以控制是否保留結(jié)合處的多重節(jié)點(diǎn)。 ? Blend Bias：當(dāng)激活 Blend模式時(shí)，可以控制結(jié)合曲線的連續(xù)性。 ? Insert Knot：是否在結(jié)合處插入節(jié)點(diǎn)。 Insert Parameter：插入?yún)?shù)。 Keep Originals：連接后是否保持原有曲線。 ?提示： ?該命令在曲線編輯時(shí)經(jīng)常使用，這是由 NURBS曲線本身特有的性質(zhì)所決定的，需要通過使用該命令將不同級(jí)數(shù)的曲線結(jié)合在一起產(chǎn)生，熟練掌握該命令可以創(chuàng)建出復(fù)雜的曲線。 ? Curves（分離曲線） ?與 Attach Curves命令相反，用于將曲線分離打斷。 ? Align Curve（對(duì)接曲線）命令主要用于將曲線上的點(diǎn)（包括曲線上的其他點(diǎn)）對(duì)接，也可以在結(jié)合兩條曲線形成新的曲線。如下圖所示 ?將 Top視圖作為當(dāng)前視圖，畫一條 EP曲線，如圖所示。將光標(biāo)放在曲線上并單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇Curve Point命令，然后在曲線上隨意選擇點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)，按住 Shift鍵的同時(shí)在曲線上加選另一個(gè)點(diǎn)，如上圖所示。 ?執(zhí)行 Detach Curves，這樣就可以將曲線分成 3段，如圖所示 ? Curves(對(duì)接曲線） ?該命令可以將兩曲線的最近點(diǎn)對(duì)齊，在 Top視 曲線圖中，畫二條曲線。然后選擇這兩曲線， ?執(zhí)行 Align Curves命令，如圖所示。 Open