三维实体最简单入门法[第53集]

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:10

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这个是一个系列，本集是第53集，其他集的讲解请看这个帖子(目录)：http://www.askcad.com/bbs/thread-9157-1-1.html

[说明：这次废话连篇，共计有一万七千多字,自己都吃了一惊，看来就不作什么示例了，分成两集来说。]

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这集来换个口味，说说CAD2006三维建模中的“曲面建模”。小弟这个系列中主要是交流CAD三维中的实体建模，虽然有朋友要求讨论一下“曲面”，但没甚时间来说它，这集补上。下面小弟根据自己的一点肤浅体会，以“自问自答”的形式来说说曲面建模，仅供新上手的朋友参考，欢迎批评指正。关于曲面的还有些话题，以后再说了。

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:11

1、CAD有几种建模方式，曲面建模与实体建模有什么不同？

答：CAD的三维操作有3种建模形式“线框、曲面、实体”。其中“实体”已经说得不少了；“线框建模”即用一些线条表示三维物体，这是一种原始的示意图形式，不能渲染，所以严格点说不能称为“三维”建模。“曲面建模”就是用“面”来表达三维结构，它虽然只是一个外壳，但从外观看和真的三维实体一样。
形象点说，“曲面建模”如同一个鸡蛋壳，它没有中间的蛋清的，而实体建模则是一个完整的鸡蛋。至于“线框建模”则如同在纸上画个圈，告诉你“我画的这个是鸡蛋……”。虽然曲面建模是一个壳，但看上去，仍然是圆满。

2、曲面建模有多大意义，特点如何？
答：对画过三维实体的朋友来说，常感觉不规则的面非常难画，甚至是不可完成的。对于这些情况，用曲面建模就方便多了。“曲面建模”
是一种作用广泛的建模形式，无奈CAD中“曲面建模”却非常简陋，基本上没有“编辑”功能可言，所以相当受限制，运用起来比较困难。关于用曲面来画图，不少朋友是很在行的。
CAD中的曲面没有厚度，曲面是由“三角形”或“四边形”的小平面[有的扭曲]构成的，即CAD曲面并不“曲”，都是由“平面”拼成，因为这样的平面数量比较多、形状比较小时，按一定规律排列出来，就是弯曲的面了。

3、CAD曲面建模“不能编辑”是指什么？
  答：在其它一些软件中，“曲面”建模是一个强大的工具，具有多种编辑功能，但在CAD2006中及以下版本，曲面建模则是相当简陋的，最大的问题是，基本上无“编辑”工具可言。
比如一个最简单的例子，在一个长方体中间扣出一个圆柱形的洞，对于用实体来表达则是小菜一碟，画个长方体用布尔运算减去圆柱形就可以了。但用曲面建模时，这样简单的情况也不能用“减”这种思想去构思，而用直接创建的方法来完成。简单地说，用“曲面”建模基本上是属于完完整整地把物体表面给画出来，而不用编辑来完成，比如在实体工具中布尔运算、圆角、压印、拉伸面……等等，都不能用。这样一来，就显得相当功能受限了。
当然其它通用的编辑工具，如“移动、复制、分解、比例、夹点、上颜色……”，这此是可以用的。

4、在实践中用曲面建模还是用实体建模好？
  答：这个要根据具体情况来说，要根据各人建模爱好来定。通常而言，对于复杂弯曲的“表面”，则可以考虑曲面建模，除此之外，小弟仍推荐用实体建模好。在通常的机械、建筑等建模上更多的地是用实体建模，用曲面则显得比较费劲。

5、曲面建模和实体建模的模型可以凑合在一起吗？
答：可以的。比如说，一个场景中可以既有“实体”做的模型，也可以有“曲面”做的模型，它们可以“同台献艺”，比如说在一个实体做的屋子中，可以加一个“曲面”做的挂毯，又如一个实体做的亭子，可以用曲面去做亭子的顶盖。
但要注意的是，曲面与实体虽然“联袂出场”，但它们属于不同类型，比如说想给它们之间的边线“圆角”，或者布尔运算一下……，这些是不成功的。
这两种模型虽然可以“生拉硬拽”地把它凑合在一起，但毕竟捆绑不成夫妻，在实践中容易出现一些要注意的地方。比如说有这样的例子，画一个亭子，柱子、栏杆、石桌是“实体”，但加上曲面做的顶盖，经常容易做成平滑的一薄层，越看越象铁皮，看着感觉上边太轻，下边下重，不协调。如何做出拱有瓦呢？如何让曲面呈三角形呢？如何实现圆角呢？如何让人感觉顶盖不是这样薄得吓人呢？……这里面就有许多问题要解决，需要有相当的经验了。

6、在同一物体上，遇到实体建模难道表达的非规则曲面中，可以适当用点“曲面”吗？
答：这个是完全可以的，比如说物体大部分是规则的，而有的地方不是用实体容易画出理，可以用曲面来画这个不规则地带。需要说明的是，注意这时曲面与实体两种模型的衔接地带，这个地方是不能“圆角”的，如何做到“自然过渡”，需要有一定的实践经验了。

7、“实体”模型与“曲面”模型可以相互转换吗？
答：理论上是可以的，因为实体本身就具有“表面”的，而“曲面”[非平面]在三维上围出一个空间，可以由空间的形状定义一个实体。事实上，许多软件也有这样的操作。但在CAD2006及以下版本中是不允许的，道不同不相为谋。

8、曲面模型可以渲染吗，如果可渲染，和实体是否一样？
答：完全可以，和渲染实体模型的方法相当。因为渲染在前面说过许多，这里就不重述了。

但曲面渲染也有自己的一些特点，比如把一幅画贴在一个曲面上，经常会感觉严重变形，如哈哈镜一般。造成这种情况原因是因为曲面非常弯曲，贴图用了随对象缩放，解决办法是注意调整“贴图”的投影方式，具体的情况要在实践中总结。
但也有些小差别，比如说实体可用FACETRES修改表面光滑程度，这个变量就不适用于曲面了，曲面的光滑主要由自身的形状所决定。另外也要注意一下，曲面通常是薄薄的一层壳，在渲染之时注意摆好造型，不要把曲面侧面棱边展现给观众。

9、曲面建模和实体建模的作品，可以仅从外观可以看出谁是实体，谁是曲面吗？
  答：仅从外观是看不出来的，通常我们只能作个猜测，去分析去观摩，避免过于武断。我们可以换个方式思考就行了，比如说，想想用实体我能不能画出，如果用曲面，我当如何去画。
虽然一些东西通常一眼就感觉是实体画的，而另外一些东西是曲面画的，但这种看法是基于自己的认识而言的，须知一山更比一山高，一切皆有可能，比如说一些不了解CAD的人士初次看到一些CAD作品时，认为是“假”的，是3DSMAX导入CAD的。
我们通常应当以学习的态度来分析，而用不着刻意攻击别人作品的真假。

10、曲面建模工具条上和实体工具上的工具比较类似，我想画个任意形状的平面曲面，却找不到合适的工具，如何办？
答：这个是非常简单的，就是两个字——“面域”，画个你要的形状的面域就可以了。小弟这个系列基本上起始皆从“面域”入手，其实“面域”也说是“曲面”。

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:11

11、对于上点所说“面域”是曲面，记得前面又常听说用“面域”拉伸成实体，感觉有些混乱，怎么回事？

答：这是基本的几何知识了，比如说“点”往一个方向移动，它产生了“线”；而“线”往另个方向移动，就产生了“面”；而“面”向空间方向移动就产生了“体”。这个也就是“维数”的由来，点是0维，线是1维，面是2维，体是3维。

   在前面的几十集帖子中，就是“从画‘线’→面→体”过程。在CAD中线、面、体都可以作为建模的形式，“线”就是线框图，因为这个不能渲染，看着乏味，所以通常默认为它不是“三维”的；“体”就是实体；最后剩下的“面”，即是曲面。
   曲面与实体是存在内在的规律的，只是CAD中的实体旋转与拉伸的对象不能是“非平面”。面域来身是一个“面”，它和“曲面”是一个范畴的，所以在画平面上一定形状时，也就是创建面域的过程。
顺便说一下，平面上的“曲面”也不是说只能由面域来制作，有多种方法可用。

12、都有面域来组成曲面，是不是太麻烦了，比如说我想画个五角星样的盒子，顶面与底面，还有5个侧面，难道要画7个面域？
答：没有这样麻烦的，5个侧面可以直接改变线条“厚度”而得。当然还有其它方法画出来。

13、我画过了一段时间的实体模型，还没有用过“曲面”，想尝试一下，但感觉曲面上的工具也不少，不知如何下手，是否象学画实体一样，从头再来？
答：对于有一些画实体的经验的朋友来说，不必从头开始的，可以比较一下，实体上有旋转工具[面→体]，曲面上也有旋转工具[线→面]，可以看出它们只是类型不同，表达的作用是相似的。这就是说，在时间有限的情况下，应当“得其意忘其形”，只要明白它们都是一种用“旋转”生成物体的方法，触类旁通即可。

如果还未用过曲面，可以先练练“旋转曲面”找找感觉。实体旋转的对象是面域[或封闭多段线]，而“旋转曲面”的对象就是一条“线”就够了，注意它们的本质区别，一个是从1维到2维[线→面]，另一个是从2维到3维[面→体]。
在练习时，注意体会这两个创建方法的区别，就能很快找到感觉的。

14、为什么我试了试“旋转曲面”，画的东西却是有棱有角的，根本不象曲面？
答：CAD曲面是由大量细小的面片构成的，在构造模型之前需要设置好控制产生面数量的变量，即SURFTAB1、SURFTAB2，它们对应的是纵横两方向上的数量，曲面上“面”的数量就是这两个变量之积。
系统默认的SURFTAB1、SURFTAB2均为“6”，这样旋转曲面的结果就是“六边形”样式的。通常都需要修改这两个变量，比如把它们调整到“16、32、50……”都是可以的，但也不是越大越好，当参数较大时，越显得光滑，但系统计算负荷也大大的增加了。

15、是否每次都要设置SURFTAB参数，如何理解这两个变量？另外，非常不好意思，我很少输入命令来画图，这两个又是变量，如何修改参数呢？
答：CAD曲面的特点简单地说，它就象一个用竹蔑“编织”而成背篓，竹蔑的数量与每条竹蔑的宽度，对背篓表面的精细起决定作用。SURFTAB1、SURFTAB2这两个变量，就是竹蔑在“经线和纬线”上的数量。显然竹蔑越多，背篓比较细致；而竹蔑越少，则相当粗糙了。

当新建一个文件时，SURFTAB1、SURFTAB2默认的参数为“6”，这时可以调大。具体操作时，就是在命令输入“SURFTAB1”，然后回车，然后输入“16”，再回车，这样就修改好一个参数了，另一个变量亦如此修改。当然这两个变量的参数可以不一样，如果是“直纹曲面”修改SURFTAB1就可以了。

16、如你所说， CAD曲面可理解成“编织”的背篓，请问当编织的经纬线数量不同时，是否出现筛子里面一样的“网眼”呢？

答：不会出现“网眼”的。参加编织的经纬线数量，其实就是SURFTAB1、SURFTAB2这两个变量参数只是说明要把边分成的“份数”，边和长短除以SURFTAB就是竹蔑的宽度了，它是一个相对之数，所以无论竹蔑多宽多狭窄，不出现网眼的，也就是说 CAD曲面是密集型的网格。

17、当已经制作出了一个曲面，看来看去，感觉不平滑，如何修改？
答：不平滑的根本原因是未设置好SURFTAB1、SURFTAB2这两个变量参数，如果已经做出来时，虽然有些可以用修改多段线来修改，但小弟推荐的办法是“重做”！重做是不困难的，删去刚才的面，请修改SURFTAB参数，再制作曲面。
CAD曲面属于“创建”型的工作方式，不适合于修改，有时间去修改，还不如重做来得快，更主要的是，修改的结果基本上越看越差，不如不修改。
另外也要注意一下，SURFTAB1、SURFTAB2这两个变量参数不光对曲面中部的光滑起决定作用，而且对边缘地带也有相当影响，当变量较小时，边缘全是毛刺，参差不齐，当参差不齐时，是无法直接修改的，因为CAD曲面是由多边形的小面片构成，所以无法得到光滑的曲线边缘。

18、如前所述，何不直接说把SURFTAB参数变大就行了，多多益善，万事大吉？
  答：通常都是把SURFTAB变量改大获得光滑曲面的效果，这样一来，系统计算负荷也大大的增加了，渲染更慢。另外，不可只顺着一个方向思考，有时把SURFTAB刻意变小也是有运用的。

19、我用旋转曲面画了个杯子，画完后不由自主地想进行“圆角”，但是不成功，自己已知道是怎样回事了，我当怎样尽快适合新环境呢？
答：对于先学习“实体”后入手“曲面”的朋友，因为脑子中“实体”的创建方法影响很大，当换了个工作方式时，有点不适应新环境是正常的。
CAD中的曲面基本上无修改工具可言，所以在创建之时，应当先考虑到“杯口”的圆角问题，正规的作法是在画线之时，把杯口圆角的地方直接给先画出来[比如一个弧形]，然后才旋转。用CAD曲面来建模，基本上要靠一点一点画出来，不再后期编辑，因为工作方式与实体有相当区别，这个只能在实践习惯一下就没问题了。画杯子时，注意和实体旋转进行比较。

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:12

20、恕我直言，前面说了这么多，但我感觉都是曲面建模的一些基本常识，感觉没多大新意。我是想用“曲面”画点不规则的东西，当然能用实体简单画出的，就不想再学了，能否推荐一点符合这样口味的练习方式，简单地说，如何让我“多快好省”地学习曲面？

答：本系列最初的帖子中是建议初学朋友把碍手碍脚的一些实体[长方体、圆球……]统统搁下不用，只从实体拉伸与实体旋转入手，基本上就得其“关键”了，当有了一定实践后，再回头来看这些工具，就容易多了。
在此小弟建议学习曲面，也先不要全面出击，漫天撒网。只需要把重点放在“边界曲面”和“直纹曲面”就可以了，其它曲面工具上的啰里啰嗦的东西先搁下不管，只看最后两个工具按纽就可以了。

21、哦？请详细说说“直纹曲面”和“边界曲面”？
答：关于它们的基础知识，比较繁多，可以先看看帮助文件，首先了解其使用方法。这里只简单扼要说一下，“直纹曲面”即是用空间两条线构成曲面的方法，电脑根据你画的两条空间曲线为边界自动拟合成一个曲面,“边界曲面”则是“直纹曲面”的升级,由4条边来构造更弯曲的曲面。
简单地说，“直纹曲面”如同竹条凉席一样只有竖向的竹条，这个凉席上下的边缘就是“直纹曲面”的两条边，凉席竹条的数量为SURFTAB1，因为它只有一个变量，所以直纹曲面通常是许多狭长的如“栅栏”一样长方形拼成的。

“边界曲面”有点好比是两个“直纹曲面 ”纵横交错编织而成，它更具有表现力，更加丰富多彩，是学习CAD曲面的重点的难点。简单地说，CAD曲面最实用的东西就是“直纹曲面”和“边界曲面”，尤其是后者，把这个掌握了，算是切中要害了，至于其余的工具可以后回来收拾。

22、“边界曲面”当如何入手创建？
  答：创建“边界曲面”就是说用4条线连接成首尾相连的一个“环”，这4条线可以是空间曲线，通过这4条线的形状，自动拟合出一个弯曲的面。创建“边界曲面”，也就归结到如何画出这4条边的问题，如何构造出这4条边呢？这才是关键所在，通常是用“样条曲线”来画线，这样可以做出弯曲的线。

23、如何用“样条曲线”来画“边界曲面”的边，愿闻其详？
  答：“边界曲面”的边，具体用什么这是不一定的，直线段、多段线、圆弧都是可以的。为什么要用“样条曲线”呢，这是因为样条曲线可以通过调整其夹点，让它在空间各个方位发展，就是说一条样条曲线上的点，可以不全在一平面图内。
   当然也可以用圆弧，但是圆弧即使向空间发展，其上面所有的点全在一平面内。我们画边界曲面目的是为了得到诸多不规则的曲面，用样条曲线则有更多更丰富的变化。
样条曲线虽然更有表现力度，但是其调整比较繁琐，通常如果不是太过复杂的曲面，用圆弧或者多段线[圆弧]比较好调整。

24、边界曲面为什么非得要4条边不可，不可多，也不可少，用2条边、3条边、5条边、16条边……不可以吗？
答：边界曲面用4条边这里CAD规定的，没有办法，只能服从。当然对于其它数目的边，也不必担心。
当边数为1、2、3时，最简单的办法是，用“打断于点”这个命令，把线条打断，这样就构成出4条边了。当大于等于5边时，可以用“合并”命令，把多余的边并成一条线，最后也构成4条边。

25、我还是不清楚为什么CAD要规定边界曲面为“4条边”，原因是什么？
答：可看后面示意图帮助分析。
   边界曲面中的4条边，可以简单地理解成一个四边形的4条边，CAD在“编织”这个面时，“竹蔑”的组织形式是从一条边出发到对边结束，这样得到一个“有经无纬”[或反之]的面，相当于就是一个“直纹曲面”。剩下的两条对边，也是这样组织的。也就是说，边界曲面的4条边刚才构成一个架子，上面纵横布置两排竹蔑，从这里也看出，两组“竹蔑”在曲面中相互交叉，形成许多小四边形。
细心的朋友可观察到“直纹曲面”的纹路是条状的[“直纹”由此面来]，而边界曲面的纹路是若干小格子，就是这个原因。可以看出，一个边界曲面相当于2个直纹曲面纵横排列。

说到这里，应当清楚为什么CAD要规定边界曲面只能是“4条边”了吧？因为多一少一，则无法构成“小方格子”的网格。
从这里可以知道，如果 CAD允许其它形式的网孔，则可以有其它的构造方式。

26、边界曲面的4条边可以在同一平面内吗？
答：当然可以，这样画出的只是平面图了，如同“面域”一般。通常用“边界曲面”主要是想去表达复杂的空间曲面，如果只用它来画平面则显得大材小用了，有时反而“画蛇添足”了。为什么呢？“边界曲面”与“直纹曲面”受SURFTAB参数影响，在平面上时，虽然几条边的中间的一个“面”，但整体的边缘则露出马脚，参差不齐，用“直纹曲面”也是这样。虽说可以增大SURFTAB参数，但随之而来的是电脑增加负担。
相反用“面域”就简单多了，面域不存在“纹理”的，不存在边缘毛刺的现象。
虽说用“边界曲面”画平面曲面反而“弄巧成拙”，但用它画平面图也有许多妙用的，后面讲。

27、我在画边界曲面时，经常失败，这里为什么？
答：请检查边的数目是否为4条，多一条不行，少一条也不行，这个应当清楚了。另外重要的一点，这4条边必须是“首尾相接”，就是说每条边不允许露出“端头”。也就是说构成的这个环的线条为只能为4，环的上面不允许“节外生枝”。注意检查这两个因素，通常就可以方便画出边界曲面了。

28、边界曲面的边数要为4，这个我清楚了，但为什么非得首尾相接呢？
答：因为边界曲面是两组对边按“竹蔑”数量进行连接编织的，前面说了，“竹蔑”的宽度为“边长”除以SURFTAB。试想一下，如果有一条线中出现残余的尾巴，这个多余的地方，编织中就无法配对了，就是说出现“非小格子”的网孔。CAD中不支持这种类型，所以硬性地规定4条边应当首尾相连。
首尾相连的另一个意思是，不允许断开。这个也好理解，当“竹蔑”从此边向对边编织时，对边出现断开，这时“竹蔑”不知道什么时候才到尽头，没有配对,CAD拒绝这种“无限”操作。事实上，CAD的边界曲面首先是，检查可行性，如果出现任何一点错误，都拒绝执行命令。

29、我很好奇，你对“边界曲面”原理的分析出自什么资料，我怎样未听过说？
答：这个全是个人臆测，这样可以帮助我分析和理解。小弟最初制作边界曲面，失败多次，反复思索，想到这个“编织”的理念来分析，通过分析，感觉遇到的问题都可用它作出合理的解释。
顺便说一下，对于有一段时间练习的朋友，对于经验教训也要有一定“理论提炼”能力，多总结多分析，可以作个“假想”，构造一个合理的解释模型。很显然，这样的总结基于个人的水平而定，很可能完全是错误的，但是要敢于想象，“成见”就是这样被突破的，不妨有点冒险精神，不要害怕错误。就好象眼前有条路，你看都不看，如何断定它一定是死路呢？

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:12

30、画边界曲面时，当边数不够4条就“打断于点”凑成4条，当多出4条就“合并”线条来减小至4条吗？
答：正确。这两个命令用得比较多，有时刚刚把这条线打断后，在另一个边界曲面上又多出来一条边，这时又需要合并起来。当然这样的操作，也可以借用“原位复制”，把线条复制些备用，但这样经常搞得眼花缭乱，一团乱麻，不太适宜新上手的朋友。
  注意一下，“打断于点”不能打断一个整环，比如不能打断“圆”，当出现“无法仅在一点打断闭合的周期性曲线”时，不要担心，最简单办法是原位复制一条，然后“打断”命令来打断，这两个命令差不多，然后去掉多余的部分，最后相当于是由此两条线构成。
  当然还可以，打断后，移动夹点来调整，这样适用于不严格场合。
  “合并”这个命令好象是从CAD2006才有了新命令，对于老版本CAD，好象可以在“修改”中调整。

31、构成边界曲面的这个上的4条边，只要构成独立的“环”就可以了，难道4条边的长短对结果没有影响吗？
答：是有相当大的影响的，这4条边构成一张“席子”的四个边，如果4边长度相等，但编织的结果比较均匀，如果长短不一，则编辑中的纹路形状就会有较大变化。可看后面示意图，如果想对边界曲面有更深入的了解，就要注意总结这个了。

32、我想知道构造边界曲面的4条边呈什么形状，和所构造出的曲面的内在本质关系。
答：这个是相当困难的，没多大必要，这已经脱离的“画图”的范畴了。这个是数学上的问题，相当于是给你一个函数表达式，让你描述一下它的方程形状一样，通常是比较难，分析出其大体形状需要一定时间的。
作为数学研究，可以作这样的探索。但作为CAD画图，我们不需要了解其创建的数学原理，我们只是需要有一般的感性认识就行了，可以通过多次练习，估计出一个大概形状即可。因为我们只是想通过画线去模拟一些不易画的曲面，而非精确地制作数学意义上的曲面。

33、可以看着构造边界曲面之前的4条边，来估计制作后边界曲面的形状吗？
答：作数学分析就免谈了。如果仅仅是有个直观印象是可以的，因为各个形状不同，所以无法统一而言。简单地说，可以这样分析，想象一条边正在向对边缓慢地“移动”，自己逐步在变形对面的线，如同一船正驶向对岸；而左右两边的线，如同大风一样，把船吹得有些左摇右晃，航线歪歪扭扭了。最后体会一下这个变化过程。
   需要特别说明的是，这个分析未必正确和合适的，因为曲线形状非常多，此法仅只是一个凌空想象，仅供参考。最好的办法是多画一些图来找找感觉，试多了，则自己的感觉就越“准确”了。比如说，小弟后面列举了一些边界曲面的平面情况，多看几下，就有了感性认识。

34、你前面说“边界曲面”相当于两个“直纹曲面”，是否是说，画边界曲面的4边，改成制作两个“直纹曲面”。它们结果一样吗？
答：不一样。不一样的原因是纹理不同，“直纹曲面”的结果是纹理是“直的”，两个“直纹曲面”重合在一起，纹路是直线相交。而“边界曲面”的纹理是4第边共同拟合的结果，通常比较弯曲。当在空间变化时，则直接影响曲面的凹凸起伏的不同。

35、我在进行“直纹曲面”操作时，出现交错扭曲的现象，这是为什么？
答：这里因为直纹曲面由2条边构成，在操作两条边是从相反方向进行编织的，这样就出现扭曲了。就是说，“直纹曲面”正常的编辑法应该是每条经线[或纬线]近似平行的，当反方向编织时，经线[或纬线]则出现交叉，通常不要这样编织。当然出现扭曲也不要紧，说明方向相反了，重新编织就可以了。

36、说了这么多关于“边界曲面”的事情，听得有些晕车，有必要分析这样多吗？
答：这个是必要的，只要把“边界曲面”[主帅]，和“直纹曲面”[副帅]这两个搞定，不混淆，不出错，基本上就非常受用了。小弟认为，CAD2006曲面工具，说来说去，最实用只此二人，其余可谓“相公”而己，以后收拾他们。

37、用样条曲线来构造边界曲面的4条边，感觉平面上容易调整样条曲线形状，而到了空间则很难调整了，怎样办？
答：前面说了这么多，其实真正的难点就在于此。构造边界曲面的原理不难，但是如何搭好这4条边的骨架，则是难点所在，一句话，构造边界曲面要害就是画这个罢了。
这个调整则是痛苦的过程了，因为每个图皆不一样，没有固定的套路可说，通常可以调整样条曲线的夹点来改变曲线形状，在调整中则是相当繁琐的，如何把线调整出自己想要的形状，这个比较难，成败的关键就在这里。
总之，只要把这4条边画好后，创建边界曲面只是剩下的扫尾工作，调整这4条线成想要的形状则是重中之重。

38、有“样条曲线”来画边界曲面的边，有什么需要再说的吗？
答：“边界曲面”说到底就是如何画出一个曲面形状的4条边来，当曲面相当复杂时，可以化整为零，把曲面也做成若干小曲面拼成的样子，创建之里即注意构造这4条边即可。用样条曲线来调整成一定形状时，这才是真正难点所在，这个只能慢慢地手动调整了，注意多观察。
   另外可增加了解一些“样条曲线”的性质，比如说样条曲线可以由多段线拟合而成。注意样条曲线的编辑方法，比如说增加样条曲线夹点的数量，三维多段线拟合成样条曲线等……，许多方法在平面画图中也有运用，要注意一下。

39、我试着用样条曲线来画图，在调整中，从这个视图看，样条曲线已经调整好了，但从另一个视图看，这条样条曲线居然歪歪斜斜，错开了十万八千里，这里为什么？
答：样条曲线是空间曲线，在调整中容易捕捉到其它的点而变形，通常只一个视图察觉不到的，这样一来，这条线已经严重变形了。实践中可以打开几个视口，同时观察几个视图中的变化，注意“捕捉”的开关，经常有时要打开，有时偏要关掉。另外特别注意，对UCS的调整，看看坐标的变化，看看X-Y平面所在，避免出错。最常见的错误是，调整样条曲线是，未注意当前工作面X-Y平面的位置，结果把样条曲线向“上”调整时，实际上是向平面上一边拉伸，但感觉是向上方空间拉伸的，结果不言而喻，错开了十万八千里了。

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:13

40、我试着画了一个边界曲面，但结果不满意，如何办呢？
答：当边界曲面已经画出来了，就不要尝试对它修改了，最好的办法是先观察这个曲面的形状，看看各边凹凸形状对结果的影响，心中默想一下，然后删去这个面。虽然曲面删掉后，但构造的4条边依然是存在的，这时重新调整边的形状，再次做边界曲面。
就是说，所谓的制作边界曲面，核心的操作就是对4条边的调整，如果制作的面不行，应重新调整“边”的形状。

41、我好象有些眉目了，是否是说画“边界曲面”，主要是在于画它的4条边，然后逐渐地调整出自己想要的形状，边画边观察，如果不合适又重来，是否是这样的呢？
答：基本上说就是这个意思，因为我们根本不可能从数学的角度去预计构造出的形状，实践中需要逐步调整，凭手感进行，这种办法看似笨拙，实则有效。当然对曲面严格的场合，需要比较准确数学模型的情况另当别论。

42、在调整样条曲线空间形状时，感觉有时样条曲线调整出现“折角”“打结”的形状，我老是“解”不开，非常烦人，有什么好办法让它光滑呢？
答：这个不要紧，对于这些情况，最简单的办法是用“打断”命令，把样条曲线纠结的地方去掉，最后把样条曲线夹点拉伸即可，重新拉出形状。
“夹点拉伸”是个非常实用的方法，对于样条曲线，不要担心它的长短，短了则拉长即可，如果太长把多余的地方“打断”丢掉就可以了。有的朋友可以感觉样条曲线的起点和终点的切向不好调整，也可用此法，凡是自己调不好的地方，干脆“打断”，重新调整。
有时“打断”后又多出一些线段数来，这时可以用“合并”命令续接起来，又成了一条完整曲线了。
“打断于点”和“合并”在调整中运用比较频繁。顺便注意一下，“打断于点”和“打断”是两个命令，小有差别的，选择好使用。

43、“样条曲线”究竟是什么个东西呢？
答：这个在以前的帖子中说过一些。严格点说，CAD中样条曲线本质上是一条NURBS 曲线[非一致有理B样条曲线的特殊样条曲线类型]。“ NURBS ”也是一种国际流行的高级三维建模方式，NURBS建模也相当于这样用“线条”去拟合出一个曲面了，但它的功能相当强大。可以说CAD上的“边界曲面”其实也是种高级建模形式，但是它和正规的NURBS建模却显得简陋无比，实用价值不高。

44、我发现一个问题，用曲面画的圆球有许多蓝色夹点，而实体画圆球则不是，有什么特殊含义？
  答：在CAD中出现蓝色夹点的地方通常表示可以直接用鼠标调整这个点，通过调整点而改变对象的形状[即夹点拉伸]，比如说多段线、直线、圆……皆如此。曲面模型的一个特点是，有大量的蓝色夹点，表示说可以调整夹点来改变形状，比如说，可以把曲面圆球调整成一个“梨”的形状，而实体画的圆球则不能这样直接编辑物体。

45、既然曲面可以任意通过调整夹点来改变形状，是否意味着可以用“曲面”来直接调整出一个作品吗？
  答：这种想法理论上是成立的，而在其它一些三维软件中，有些建模就是这样操作的，但是提供的相当多的工具。CAD中曲面这样的编辑则相当低级，选择多个夹点操作也不行，这样一来，这种优秀的思路，在CAD中基本上没有多大的实用价值了。
简单地说，除非有足够的耐心，一个夹点接一个夹点的调整，否则是很难实现的。再者，如何比较准确地把夹点移动到想要的位置上，这才是个难题。只能说是有这样的可能，对于整体不适宜，对于局部小范围曲面可以这样直接调整夹点以改变形状。

46、实体旋转是2维到3维[面→体]，旋转曲面是从1维到2维[线→面]，是否就是说实体旋转做的东西比较高级，旋转曲面属于低级东西呢？
答；此话亦对亦错。对的方面是说，实体旋转的结果是“体”，因为是体则具有体的特征了，可以求出体积大小，可以算出质量，在CAD中有圆角、压印、布尔运算等等操作供使用。错的方面是说，不能认为旋转曲面的东西不如实体旋转的东西，通常旋转曲面的模型具有相当光滑细腻的表面，超过实体的效果。而许多曲面的模型，是用实体很难做出的。
   总之，这样的讨论不太有必要，就如同问“雕塑”作品比“绘画”作品一定更好吗？

47、如前所示，对于曲面“分解”这个运用，还当注意些什么？
答：把曲面进行“分解”然后操作，这个操作有点“风险”！通常在CAD中是不轻用“分解”的，因为分解后的东西原有的性质就丢了，比如说一弯曲的面分解后，就是一堆密集的小面片，这时不能重新把它们结合成一个曲面了。就是说，分解这个命令是不可逆的，使用之前应当构思清楚，避免到时追悔。再者分解后，将在图上出上在量细小的面，如一般散沙，想移动都难于一一选择，总之操作非常不便。
有时可以刻意用“分解”去完成一些事情。分解后，为了不至于散得拾不起来，应当进行“编组”，捆绑起来。

48、CAD曲面中有许多个工具，为什么你对“边界曲面”赞许有加，其它的则只字不提，难道如“平移曲面”“三维面”这些没多大意义吗？
答：小弟这个系列说的是“实体”，今天首次说说“曲面”，并不是说其它一些东西无用。如果能把拙帖看到现在，相信对于“实体旋转”“实体拉伸”已经搞得很熟悉了，“旋转曲面”相当于“实体旋转”，“平移曲面”相当于“实体拉伸”，学东西时应当触类旁通，对于一种“风格”的东西，不必个个都看个究竟。
另外如圆环、上球面……这些“旋转”就可搞定的东西，不必细细口味了。最后，最有特色的东西就剩下“边界曲面”这个了，夸张点说，只消细细研究这个，其它的曲面工具不看也罢。

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:14

49、“曲面建模”虽说没什么编辑工具可言，但我对这样用简单的线条一下子就画出复杂的曲面的方法感兴趣，有没有专门这方面的学习呢？
答：用曲线构造三维曲面的作法其实是一种国际通行的建模方式，即“NURBS建模”，这是一种高级建模方式，现在许多三维作品（如人脸）都可轻松画出来。
对于这样用“线”构成复杂“曲面”的感兴趣的朋友，“情有独钟”的朋友，相见恨晚的朋友，总想这样通过“曲线”画出神奇的图形的朋友，小弟在此建议应当去学习正统的“NURBS建模”，这个是国际通行的建模方式。虽然CAD曲面有点“NURBS建模”的影子，但功能非常简陋，消极因素太多，不利于发展。

50、对于完全生手来说，应当从实体入手学习三维好呢？还是从曲面学起？或者齐头并进？
答：这一点就要根据各人的习惯与爱好来说了，我主张先从“实体”学习，有了一定心得体会后再学“曲面”，这样效果很好。如果刚接触的就是“曲面”，几个图下来，连在物体上扣除一块的方法都不会，则不利于构思了，因为曲面的编辑功能基本上为零。
   从实体入手则不同，实体具有体的特征，生手更感觉这才是三维东西嘛，通过练习，特别是“布尔运算”的练习，在“体”的变化中，容易感受到三维的基本知识。“曲面”虽然可做出许多非规则表面，但薄薄的一层，容易让新手感觉不出这是“三维画图”。所以说，从实体入手比较稳妥，思路比较清晰。
   另外注意不要“齐头并进”。

54、为什么不要“齐头并进”，这个我不是太理解？
答：今天实体，明天曲面，这样不好。为什么呢？小弟是走过弯路的，因为完全是自学，最初根本搞不清“实体”和“曲面”有何不同，以为是一回事，比如说上面说到对“曲面”圆角的事，我起初不止一次地这样进行，有时发现成功了[其实是画的是实体，自己没注意到。]，但有时却总是失败[当然现在回想起才知道这是曲面]，为什么有时失败有时成功呢？这个令我思索许久，最后认为“系统不稳定”所致。
这个现在看来是笑话了，不过当初却让人百思不得其解。再说一件事，比如说“旋转”这个工具，旋转曲面对象是“线”，而且“线”可以跨越到“旋转轴”的两边；“实体旋转”的对象与面域，面域只能位于旋转轴的一侧。起初我是不清楚这个的，也是发现，有时这样成功，有时始终失败，有时用线可以旋转，有时用线无法旋转……
   走了许多弯路，最后才发现是自己把“实体”与“曲面”混淆着使用，结果洋相百出，基本的原理都搞不清楚。其间走的弯路，现在想起真的是欲哭无泪，不过当时就是始终疑惑重重，感觉CAD太难了，当然有了一定体会后，就很少犯“原则性”错误了。
   所以建议新上手的朋友，除非对三维已经很了解，建议不要“齐头并进”，避免混淆，避免张冠李戴。总之，首先要有个清晰的思路。另外也建议新手朋友，尤其要注意基本的东西，“实体与曲面”就是一个是“体和面的区别”，注意基本功的积累，许多常识，单纯地看，没人说不懂的，但综合变化一下，常常让人叫苦不迭。
   先对实体有些体会后，再学习曲面，就不混淆了。


55、关于CAD的建模，我听得有些左右为难了，想学习实体，但感觉许多不规则的曲面不易做出来；想学习曲面，但感觉许多编辑功能都没有。究竟“曲面建模”有多大的意义，要不要深入探索，干脆点说，CAD的建模有多大意义？

答：关于建模，凭心而论，CAD整体上属于比较低级的，许多东西是不容易画出来的，对于有意在三维上深入的朋友，或者乐意走三维建模的朋友，最后可以过渡到其它正规的三维软件上去。
既然如此，在CAD上耽误时间有什么价值呢？
在下认为是有一定价值的，因为软件是为人服务的，它只是一个工具，没有生命的东西，不能代替人的思考。学习软件，很大程度是获得一种构思的理念。 CAD的三维建模的工作模式只有“实体”与“曲面”这两种，而其它三维软件光工作模式就用多种，初上手的人士，容易眼花，甚至搞不清用哪种方式来画图。
   而CAD提供的工具少，方法简单，这样容易切入主题，容易从基础的东西理解入手，对学习三维是相当有益的。也正因为功能单一，易于激发上进心“如何用简单的工具完成复杂的工作？”，这对构思是有益的。用CAD来学习三维虽然起步慢些，但有了一些体会后再学习其它三维软件则有豁然开朗的感觉，事情上许多其它三维软件的作品构思比CAD简单许多。

56、听了许多，可否总结一下？
答：CAD曲面建模涉及的方面不少，不是上面这些就可以概括了的。对于曲面建模，论坛上讨论的比较少，对于普遍适用的方法，罕有人言之。小弟不知道别人是如何进行曲面建模，自己在实践中想到了这个普遍适用的方法，即曲面建模的核心、最实用的部分就是“边界曲面”[包括简化出来的直纹曲面]，“边界曲面”的创建核心是如何构造4条边，这才是主要工作所在。对于复杂的图形把它分成小块的建模，当不合适时，重新调整曲线再次制作曲面，最后一个物体就此拼接而成。
总结一下，这种方法形象点说，就是搭建一个露天大棚，先搭好架子，然后把棚布一块一块的连接起来，这里姑且命名为“拼凑法”。对于这种“拼凑法”优点是可以画出非常复杂的图形来，甚至可画出让不了解CAD的人士咤舌的东西出来。但是，虽说可用它画各种图形，但操作中比较难以调整，显得繁琐，不是很优化，新上手的朋友可以了解一下此方法，好歹有个法子可行，避免在画一些非常不规则的曲面时，一脸茫然，无计可施。
另外在CAD三维建模学习中，侧重点应放在实体上，曲面建模占次要地位，能用实体简便画出的图形，不用曲面来画，这里把曲面建模坐在次席，并非有所歧视，而是CAD这个曲面工具乏善可陈，感兴趣的朋友应当走正规道路，学习NURBS建模。
   不管何种建模方式，最主要的都是构思，应当“得其意而忘其形”。

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:16

继续^^^^^^^^^^^

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:17

继续^^^^^^^^^^^

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:18

继续^^^^^^^^^^^

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:19

附：本帖实在太长，下集继续。下集的地址在：http://www.askcad.com/bbs/thread-14157-1-1.html

metalwarrior · 发表于 2007-9-28 10:28

哇，洋洋洒洒这么多字，一定花了不少时间，狂顶下！
但是2007里貌似没有曲面啊？？

xsbf · 发表于 2007-9-28 10:30

不会吧，应该是有的，自己找找看。

metalwarrior · 发表于 2007-9-28 10:42

刚仔细找了找，发现改名叫网格了……还是在建模里面，也没有现成的工具条，要自定义

truezx · 发表于 2007-9-28 11:57

突然袭击啊，xsbf老师，呵呵

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三维实体最简单入门法[第53集]

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