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[教程] 新手福利：Rhino自制金元宝——布尔运算的简单应用

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发表于 2016-2-9 22:50:01 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由小宇很厉害于 2016-2-9 23:07 编辑

首先祝大家猴年吉祥如意、幸福安康。
下午的时候闲来无事，就去逛了逛3D打印网站，偶然间见到了一个新上传的元宝模型，于是眼前一亮。模型本身并没有什么特别，也并不复杂，之所以眼前一亮，是想起了设计工坊这边。
出于私心，我总是希望能够让大家对3D设计感兴趣，但由于各种原因，总是不知该发些怎样的教程或资源给大家。无法拿捏教程的深浅，不知是该写些简单的，还是独特的。这次的元宝教程，应该能比较适合各位安装并正在学习Rhino的同学。
为何这么说呢？因为在诸多的建模方式中，除了“放样”“扫掠”这些细化的专有名词之外，实际上只分为两大类：线面建模和布尔运算建模。
简单来说，线面建模就是需要通过手动、半手动或自动的方式，去画结构线，然后生成对应的曲面，再加上一些修剪拼接的技巧，才能形成一个完整的模型；而布尔建模则是很适合初学者的建模方式，就像搭积木一样简单，A+B-C，我们就能够得到一个简单的模型，如果你有足够的耐心，想象力、观察力也足够好的话，完全可以用A+B-C+D-E......这样的方式，去建立一个精细的模型，只不过可能会比较累。
布尔运算为何被称作搭积木呢？因为目前为止一般的建模软件（主要指Nurbs建模方式，Polygon虽然也有布尔运算但效果并不是很好），在建模功能里都会带有最基本的几种立体物件的生成工具，不需要手动画线，只需要用所见即所得的方式定义一下边长、直径或长宽高即可做出立方体、球体、圆柱体和锥体等物件，而布尔运算就是立体物件之间的空间加减法。
虽然布尔运算很适合初学者，但并不代表布尔运算只适用于简单场景，在很多设计场景中，因为造型需求或为了效率，也都会使用布尔运算，那么下面我们就进入正题，在春节期间为自己做一个金元宝。
——————————提前通知下面图比较多（大概11张）的分割线——————————

1，想要学习3D方面的东西，可以暂时缺乏经验、缺乏空间感、缺乏想象力，但一定不能缺乏观察力，因为前面那些都可以慢慢培养，而观察能力是最基本的。这里做元宝的基础物件是一个长50宽30高40的椭球体，是用Rhino自带的椭球体工具生成的简单物件，为什么是这样一个椭球体？仔细观察金元宝的下半部分，可以看出结构很接近一个椭球体的下半边；

2，然后是一个直径150，高度50（高度其实可以随意，只要比椭球体的宽度大一些即可）的扁圆柱体。它的作用就是定义元宝的基本形状；

3，想象一下，在椭球体的基础上，减掉圆柱体以后会得到什么；

4，有了前面的两个基础物件，我们还缺一样，用来定义元宝底面的一个平面；

5，先选中椭球体，然后点击布尔分割工具，再选中圆柱体和平面，运算完毕后保留图中的部分，删掉其它物件。这里之所以使用布尔分割而不用布尔差集，是因为有一个开放的曲面（平面），而布尔运算在使用非实体（比如这种开放的面）的时候，得出的结果取决于面的法线方向，如果法线方向是反的，那么差集和交集得出的结果互为相反，这里不细谈，有点印象就好（这个知识也可以用来判断模型错误，比如未来的某个时候，你觉得你是在用两个封闭的实体进行布尔运算，结果却得出了相反的结果，那么不用去看物件属性就能知道，肯定是其中一个物件并未完全封闭）；

6，基本的形状已经出来了，剩下的就是元宝上方的椭球状凸起了，这里用的是长25，宽高都为15的椭球体。将球体的中心对齐于底座上方曲面的中心处；

7，为了好看，我们还需要将上方一圈尖角转折处转换成圆角倒角，但由于Rhino自身算是BUG的一个问题，这里无法直接倒角，原因可以在图6看出，就是那根被特别标注出来的接缝。因为这个接缝和我们要做倒角的边缘相切了，导致在运算时会计算出错误的数据，无法正确进行倒角步骤，所以这里就需要手动调节。
方法有很多：
可以在生成基础椭球体的时候，改变一下长宽高的顺序，使软件将接缝定义到垂直方向。
可以使用【调整封闭曲面的接缝】工具，将接缝移动到其它位置。
也可以像本例一样，干脆剪掉这边，然后将另一边比较完整的曲面镜像复制到这边；

8，右上角就是结果，我们将这些开放的面进行组合；

9，组合之后，再进行圆角倒角，就可以直接得出图中的模型；

10，在这里本该直接将底部基本体和上方的椭球体再进行布尔合并就完成了，但同样由于Rhino自身的BUG，上方椭球体的接缝穿过了下方基本体的顶部面，也就是说A物件的接缝同时跨过了B物件要进行布尔运算的曲面的法线正向和负向，所以Rhino无法正确判断两物件为相交。那么这次我们就用刚才提到的【调整封闭曲面的接缝】工具，将接缝从侧方调整到下方，然后再进行布尔运算；

11，最后得出的就是图中的形状。
看，设计并没有多么复杂，很喜欢魔幻电影《魔法师的学徒》里的观点，万物回归本质，无非原子、电子等等基本体，用在3D方面意思大概就是，无论怎样的模型，无非是数量不同、姿态不同的点线面而已，只要用心去做，每个人都可以做出同样的东西，区别只在于是否熟练、是否效率。设计工坊欢迎各位小伙伴勇敢地发出自己的作品、教程、资源，更欢迎各位有兴趣的同学在遇到任何平面以及3D方面的问题时，能够来工坊进行提问，大家集思广益，一起在互相帮助解决问题的同时，提升自己的眼界并积累经验。
教程中之所以会出现穿插出来的修剪步骤，是特意保留的。
因为在做这个教程的时候，主要是为了举例布尔运算，所以并没有考虑接缝方向的问题就直接开始了。
虽然按照正常的情况来说，软件根本不该出现这样的bug，但既然遇到了这样的问题，就顺便讲解一下解决这些问题的方法，也算是多学一些技巧了吧。