第五章 复合建模.doc

第五章 复合建模复合建模是将两个或两个以上的对象结合成单个对象，3ds max在Create Compound Objects中提供了十种复合建模方式：Morph（变形）、Scatter（离散）、Conform（包裹）、Connect（连接）、BlobMesh（水滴网格）、ShapeMerge（形体合并）、Boolean（布尔）、Terrain（地形）、Loft（放样）、Mesher（网格化）。本章介绍园林建模中常用的复合建模方法。5.1 放样建模放样对象是沿着第三个轴挤出的二维图形。从两个或多个现有样条线对象中创建放样对象。这些样条线之一会作为路径。其余的样条线会作为放样对象的横截面或图形。沿着路径排列图形时，3ds max 会在图形之间生成曲面。 可以为任意数量的横截面图形创建作为路径的图形对象。 该路径可以成为一个框架，用于保留形成对象的横截面。 如果仅在路径上指定一个图形，3ds max 会假设在路径的每个端点有一个相同的图形。 然后在图形之间生成曲面。 3ds max 对于创建放样对象的方式限制很少。 可以创建曲线的三维路径，甚至三维横截面。创建放样对象之后，可以添加并替换横截面图形或替换路径。 也可以更改或设置路径和图形的参数动画。放样前，对放样图形进行缩放将不影响放样结果。因此，需要改变图形大小，可在放样完成后，通过其次对象访问图形，并进行编辑。5.1.1 放样建模步骤：1. 创建要成为放样路径的图形。 2. 创建要作为放样横截面的一个或多个图形。 3. 执行下列操作之一： 选择路径图形并使用“获取图形”将横截面添加到放样。 选择图形并使用“获取路径”来对放样指定路径。 使用“获取图形”来添加附加的图形。 5.1.2 设置放样对象的参数：5.1.2.1 控制表面参数放样对象的表面参数由Surface Parameter展卷控制。包含四个组：l 平滑组有平滑长度和平滑宽度两个选项，分别提供两种平滑方式，默认为启用。l 贴图组：选择是否应用贴图，长度重复次数、宽度重复次数以及规格化应用贴图启用和禁用放样贴图坐标。 必须启用“应用贴图”才能访问其余的项目。 长度重复设置沿着路径的长度重复贴图的次数。 贴图的底部放置在路径的第一个顶点处。 宽度重复设置围绕横截面图形的周界重复贴图的次数。 贴图的左边缘将与每个图形的第一个顶点对齐。 规格化决定沿着路径长度和图形宽度路径顶点间距如何影响贴图。 启用该选项后，将忽略顶点。 将沿着路径长度并围绕图形平均应用贴图坐标和重复值。 如果禁用，主要路径划分和图形顶点间距将影响贴图坐标间距。 将按照路径划分间距或图形顶点间距成比例应用贴图坐标和重复值。l 材质组：生成材质 ID在放样期间生成材质 ID。 使用图形 ID提供使用样条线材质 ID 来定义材质 ID 的选择。 注意： 在 3ds max 版本 3 之前，样条线不能保留材质 ID。 注意： 图形 ID 将从图形横截面继承而来，而不是从路径样条线继承。 5.1.2.2 控制路径参数：Path Parameters（路径参数）面板，用于设置路径上不同位置的截面图形。Path（路径）通过输入值或拖动微调器来设置路径的级别。 如果“捕捉”处于启用状态，该值将变为上一个捕捉的增量。 该路径值依赖于所选择的测量方法。 更改测量方法将导致路径值的改变。 在该路径的不同位置插入不同的图形Snap（捕捉）用于设置沿着路径图形之间的恒定距离。 该捕捉值依赖于所选择的测量方法。 更改测量方法也会更改捕捉值以保持捕捉间距不变。 On（启用）当启用“启用”选项时，“捕捉”处于活动状态。 默认设置为禁用状态。 Percentage（百分比）将路径级别表示为路径总长度的百分比。 Distance（距离）将路径级别表示为路径第一个顶点的绝对距离。 Path Steps（路径步数）将图形置于路径步数和顶点上，而不是作为沿着路径的一个百分比或距离。 当“路径步数”处于启用状态时，以下情况将发生： 该路径微调器指定了沿路径的步长。 第一步,在 0 点,也就是第一个顶点处。 该步长的总数，包括顶点，出现在“路径”微调器旁边的圆括号内。 在当前路径级别成为一个步长时,用标准的黄色“X”表示，当其成为一个顶点时，用小长方体状“X”表示。 使用“获得图形”将选中的图形放置到指定的步数或路径的顶点上。 “蒙皮参数”卷展栏上的“自适应路径步数”不可用。 （如果可用，路径步数和图形会沿路径改变位置，具体情况取决于自适应算法的结果。） 在使用“路径步数”选项时，注意以下情况： 在放样对象已经包含一个或多个图形的情况下，切换到“路径步数”时，会弹出一个警告消息框，告知该操作可能会重新定位图形。 这是因为路径步数是有限制的，并且在一个步长或顶点上只能有一个图形。 另一方面，“百分比”和“距离”选项将提供一个几乎无限数量的放置图形的级别。 因此，如果将“百分比”或“距离”更改为“路径步数”，则必须将图形移动到现有的步数。 如果有有更多的图形移动到附近步数，则结果是在一个步长上有更多的图形。 不过，从“路径步数”切换至“百分比”或者“距离”，始终执行此操作也不会丢失数据。 如果在“路径步数”模式下调整“路径步数”微调器，则可能会更改图形的位置。 一个警告消息框会提醒此情况。 如果在“路径步数”模式下设置路径的拓扑动画（如设置多边形的边数的动画），图形可能在附近跳动并试图找到一个合理的位置，则结果是在相同路径级别上有更多的图形。 Pick Shape（拾取图形）按钮将路径上的所有图形设置为当前级别。当在路径上拾取一个图形时，将禁用“捕捉”，且路径设置为拾取图形的级别，会出现黄色的 X。“拾取图形”仅在“修改”面板中可用。 Previous Shape（上一个图形）按钮从路径级别的当前位置上沿路径跳至上一个图形上。 黄色 X 出现在当前级别上。 单击此按钮可以禁用“捕捉”。 Next Shape（下一个图形）按钮从路径层级的当前位置上沿路径跳至下一个图形上。 黄色 X 出现在当前级别上。单击此按钮可以禁用“捕捉”。 5.1.2.3 设置表皮参数：调整放样对象网格的复杂性。还可以通过控制面数来优化网格。l “封口”组 封口始端 如果启用，则路径第一个顶点处的放样端被封口。 如果禁用，则放样端为打开或不封口状态。 默认设置为启用。 封口末端 如果启用，则路径最后一个顶点处的放样端被封口。 如果禁用，则放样端为打开或不封口状态。 默认设置为启用。 变形 按照创建变形目标所需的可预见且可重复的模式排列封口面。 变形封口能产生细长的面，与那些采用栅格封口创建的面一样，这些面也不进行渲染或变形。 栅格 在图形边界处修剪的矩形栅格中排列封口面。 此方法将产生一个由大小均等的面构成的表面，这些面可以被其他修改器很容易地变形。 l “选项”组 图形步数 设置横截面图形的每个顶点之间的步数。 该值会影响围绕放样周界的边的数目。 路径步数 设置路径的每个主分段之间的步数。 该值会影响沿放样长度方向的分段的数目。 优化图形 如果启用，则对于横截面图形的直分段，忽略“图形步数”。 如果路径上有多个图形，则只优化在所有图形上都匹配的直分段。 默认设置为禁用。 优化路径 如果启用，则对于路径的直分段，忽略“路径步数”。 “路径步数”设置仅适用于弯曲截面。 仅在“路径步数”模式下才可用。 默认设置为禁用。 自适应路径步数 如果启用，则分析放样，并调整路径分段的数目，以生成最佳蒙皮。 主分段将沿路径出现在路径顶点、图形位置和变形曲线顶点处。 如果禁用，则主分段将沿路径只出现在路径顶点处。 默认设置为启用。 轮廓 如果启用，则每个图形都将遵循路径的曲率。 每个图形的正 Z 轴与形状层级中路径的切线对齐。 如果禁用，则图形保持平行，且与放置在层级 0 中的图形保持相同的方向。默认设置为启用。 倾斜 如果启用，则只要路径弯曲并改变其局部 Z 轴的高度，图形便围绕路径旋转。 倾斜量由 3dsmax 控制。 如果是 2D 路径，则忽略该选项。 如果禁用，则图形在穿越 3D 路径时不会围绕其 Z 轴旋转。 默认设置为启用。 恒定横截面 如果启用，则在路径中的角处缩放横截面，以保持路径宽度一致。 如果禁用，则横截面保持其原来的局部尺寸，从而在路径角处产生收缩。 线性插值 如果启用，则使用每个图形之间的直边生成放样蒙皮。 如果禁用，则使用每个图形之间的平滑曲线生成放样蒙皮。 默认设置为禁用。 翻转法线 如果启用，则将法线翻转 180 度。 可使用此选项来修正内部外翻的对象。 默认设置为禁用。 四边形的边 如果启用该选项，且放样对象的两部分具有相同数目的边，则将两部分缝合到一起的面将显示为四方形。 具有不同边数的两部分之间的边将不受影响，仍与三角形连接。 默认设置为禁用。 变换降级 使放样蒙皮在子对象图形/路径变换过程中消失。 例如，移动路径上的顶点使放样消失。 如果禁用，则在子对象变换过程中可以看到蒙皮。 默认设置为禁用。 l “显示”组 蒙皮 如果启用，则使用任意着色层在所有视图中显示放样的蒙皮，并忽略“着色视图中的蒙皮”设置。 如果禁用，则只显示放样子对象。 默认设置为启用。 着色视图中的蒙皮 如果启用，则忽略“蒙皮”设置，在着色视图中显示放样的蒙皮。 如果禁用，则根据“蒙皮”设置来控制蒙皮的显示。 默认设置为启用。 现在，从一个放样对象到下一个创建的放样对象，都保留着“蒙皮”和“着色视图中的蒙皮”设置。 5.1.3 变形放样对象：*Deformation（变形）卷展栏包含5个按钮，即有五种变形修改方法（缩放、扭曲、倾斜、倒角或拟合形状），它们使用相同的基本窗口和控制元素。窗口中的线为路径长度5.1.3.1 Scale：放养建模中最常用的变形工具。在X、Y两个轴上对放样对象进行缩放。对话窗口分别以百分数显示放养对象的外形。默认为锁定XY轴，需要分别在X或Y轴上进行缩放，可将其解锁。使用缩放功能可编辑出复杂的对象。5.1.3.2 Twist：使用变形扭曲可以沿着对象的长度创建盘旋或扭曲的对象。 扭曲将沿着路径指定旋转量。 以下是“扭曲”变形曲线的属性： 单条红色曲线将沿着路径确定图形旋转。 默认曲线值为旋转 0 度。 当从路径开始处查看时，正值将生成逆时针旋转。 负值将生成顺时针旋转。 扭曲变形和倾斜将沿着路径生成旋转。 在应用倾斜角之后将扭曲旋转应用到图形。 可以使用“扭曲”变形来扩大或减少倾斜量。 5.1.3.3 Teeter：“倾斜”变形围绕局部 X 轴和 Y 轴旋转图形。 当在“蒙皮参数”卷展栏上选择“ 轮廓”时，倾斜是 3ds max 自动选择的工具。 当手动控制轮廓效果时，请使用“倾斜”变形。“倾斜”变形曲线的属性： 用于 X 轴旋转的两条曲线为红色，而用于 Y 轴旋转的曲线为绿色。 默认曲线值为 0 度旋转。 正值围绕图形正轴方向逆时针旋转图形。 负值围绕图形正轴方向顺时针旋转图形。5.1.3.4 Sevel：“倒角”变形曲线的属性： 单个红色曲线是倒角量。 倒角值以当前单位指定。 默认曲线值为 0 单位。 正值减少图形，从而使其更接近路径。 负值添加到图形，从而背离路径将其移动。 注意： 当放样输出设置为“面片”时“倒角”不可用。 “倒角变形”对话框提供三种类型的倒角：“法线”自适应线性”和“自适应立方”。 对话框工具栏右端的弹出按钮提供这些倒角。放样Star观察三种类型的区别。5.1.3.5 Fit：使用拟合变形可以使用两条“拟合”曲线来定义对象的顶部和侧剖面。拟合图形实际上是缩放边界。 当横截面图形沿着路径移动时，缩放 X 轴可以拟合 X 轴拟合图形的边界，而缩放 Y 轴可以拟合 Y 轴拟合图形的边界。 注意： 当放样输出设置为“面片”时“拟合”不可用。 #5.2 布尔运算（Boolean）：通过布尔运算将两个对象组合在一起。主要有以下几种运算方法：l Union（并集）：将两个对象组合成一个对象；l Intersection（交集）：保留相交的部分；l Subtraction（差集）：从一个对象中减去与另一个对象交叠的部分；l Cut（切割）：使用操作对象 B 切割操作对象 A，但不给操作对象 B 的网格添加任何东西。此操作类似于“Slice”修改器，不同的是后者使用平面 gizmo，而“切割”操作使用操作对象 B 的形状作为切割平面。 “切割”操作将布尔对象的几何体作为体积，而不是封闭的实体。 此操作不会将操作对象 B 的几何体添加至操作对象 A 中。操作对象 B 相交部分定义了改变操作对象 A 中几何体的剪切区域。切割有下面四种类型： Refine（优化） 在操作对象 B 与操作对象 A 面的相交之处，在操作对象 A 上添加新的顶点和边。3dsmax 将采用操作对象 B 相交区域内的面来优化操作对象 A 的结果几何体。由相交部分所切割的面被细分为新的面。 可以使用此选项来细化包含文本的长方体，以便为对象指定单独的材质 ID。 Split（分割） 类似于“细化”，不过此种剪切还沿着操作对象 B 剪切操作对象 A 的边界添加第二组顶点和边或两组顶点和边。此选项产生属于同一个网格的两个元素。 可使用“分割”沿着另一个对象的边界将一个对象分为两个部分。 Move Inside（移除内部） 删除位于操作对象 B 内部的操作对象 A 的所有面。此选项可修改和删除位于操作对象 B 相交区域内部的操作对象 A 的面。它类似于“差集”操作，不同的是 3dsmax 不添加来自操作对象 B 的面。可使用“移除内部”从几何体中删除特定区域。 Move Outside（移除外部） 删除位于操作对象 B 外部的操作对象 A 的所有面。此选项可修改和删除位于操作对象 B 相交区域外部的操作对象 A 的面。它类似于“交集”操作，不同的是 3dsmax 不添加来自操作对象 B 的面。可使用“移除外部”从几何体中删除特定区域。针对操作对象B的选项： Reference：“引用”可使对原始对象所做的更改与操作对象 B 同步，但反之不然。 Copy：如果出于其他目的希望在场景中重复使用操作对象 B 几何体，则可使用“复制”。 Instance：“实例化”可使布尔对象的动画与对原始对象 B 所做的动画更改同步，反之亦然。 Move：如果创建操作对象 B 几何体仅仅为了创建布尔对象，再没有其他用途，则可使用“移动”（默认设置）。 无论采用何种复制方法，对象 B 几何体都将成为布尔对象的一部分。 Display/Update展卷：“显示”组 查看布尔操作的结果比较复杂，尤其是在要修改结果或设置结果的动画时。 可使用“布尔参数”卷展栏上的“显示”选项来帮助查看布尔操作的构造方式。 在创建布尔操作之前，以下显示控件是无效的。 结果 显示布尔操作的结果，即布尔对象。 操作对象 显示操作对象，而不是布尔结果。 提示： 如果操作对象在视口中难以查看，则可以使用“操作对象”列表选择一个操作对象。 单击操作对象 A 或 B 的名称即可选中它。 结果 + 隐藏的操作对象 将“隐藏的”操作对象显示为线框。 尽管复合布尔对象部分不可见或不可渲染，但操作对象几何体仍保留了此部分。 在所有视口中，操作对象几何体都显示为线框。“更新”组 默认情况下，只要更改操作对象，布尔对象便会更新。 如果场景包含一个或多个复杂的活动布尔对象，则性能会受到影响。 “更新”选项为提高性能提供了一种选择。 始终 更改操作对象（包括实例化或引用的操作对象 B 的原始对象）时立即更新布尔对象。 这是默认设置。 渲染时 仅当渲染场景或单击“更新”时才更新布尔对象。 如果采用此选项，则视口中并不始终显示当前的几何体，但在必要时可以强制更新。 手动 仅当点击“更新”时才更新布尔对象。 如果采用此选项，则视口和渲染输出中并不始终显示当前的几何体，但在必要时可以强制更新。 更新 更新布尔对象。 如果选择了“始终”，则“更新”按钮不可用。 使用布尔应注意的几个问题：1、两个操作对象没有完全相交时执行“相交”布尔操作，对象消失。2、尽可能不是用面数较多的对象进行布尔操作，否则容易出现折缝或皱纹。3、连续布尔操作导致前面的操作消失。解决办法：操作一次，推出命令，在进行下一次操作；将对象结合成一个对象。4、避免使用长而窄的多边形面，边的长宽比小于4比1为好。5.3 图形合并（ShapeMerge）将一个图形对象投影到网格对象上，同时进行相关的操作。两种方式：Cookie Cutter（饼切）：用投影到网格上的图形修剪网格对象表面。需要在相关视图中将图形与网格对准位置。Invert：反转修剪。Merge（合并）：Output Sub-Mesh Selection（输出子网格选择）：投影对象在堆栈中以不同的子对象传递（无、面、边和节点）。5.4 散布（Scatter）：将所选的源对象（Source）散布为阵列，或散布到分布对象（Distribution）的表面。散布的两种方式：l Use Distribution Object（使用散布对象）：将源对象散布到一个对象上。分布对象参数：垂直 如果启用，则每个重复对象垂直于分布对象中的关联面、顶点或边。 如果禁用，则重复项与源对象保持相同的方向。 仅使用选定面 如果启用，则将分布限制在所选的面内。 或许最简单的方式是在拾取分布对象时使用“实例化”选项。 然后，对原始对象应用“网格选择”修改器，并只选择要用于分布重复项的那些面。 分布方式 以下选项用于指定分布对象几何体确定源对象分布的方式。 如果不使用分布对象，则这些选项将被忽略。 区域 在分布对象的整个表面区域上均匀地分布重复对象。 偶校验 用分布对象中的面数除以重复项数目，并在放置重复项时跳过分布对象中相邻的面数。 跳过 N 个 在放置重复项时跳过 N 个面。 该可编辑字段指定了在放置下一个重复项之前要跳过的面数。 如果设置为 0，则不跳过任何面。 如果设置为 1，则跳过相邻的面，依此类推。 随机面 在分布对象的表面随机地放置重复项。 沿边 沿着分布对象的边随机地放置重复项。 所有顶点 在分布对象的每个顶点放置一个重复对象。 “重复数”的值将被忽略。 所有边的中点 在每个分段边的中点放置一个重复项。 所有面的中心 在分布对象上每个三角形面的中心放置一个重复项。 “重复数”的值将被忽略。 体积 遍及分布对象的体积散布对象。 其他所有选项都将分布限制在表面。 启用该选项时，可以考虑启用“显示”卷展栏 “隐藏分布对象”。 l Use Transforms Only（仅使用变换）：将源对象散布到设定的区域。变换设置参数：使用“变换”卷展栏中的设置，可以对每个重复对象应用随机变换偏移。 变换字段中的值指定了随机应用于每个重复项的最大偏移值，包含正、负两个方向。 因此，如果设置一个 15 度的旋转角度，重复项将在 -15 度到 +15 度之间随机旋转。 例如，一个重复项可能旋转 8 度，另一个旋转 -13 度，还有一个则旋转 5 度，等等。 无论是否使用分布对象，都可以使用变换设置。 如果没有分布对象，则必须调整变换设置以查看重复项。 “旋转”组 指定随机旋转偏移。 X、Y、Z 度 输入希望围绕每个重复项的局部 X、Y 或 Z 轴旋转的最大随机旋转偏移。 使用最大范围 如果启用，则强制所有三个设置匹配最大值。 其他两个设置将被禁用，只启用包含最大值的设置。 “局部平移”组 指定重复项沿其局部轴的平移。 X、Y、Z 输入希望沿每个重复项的 X、Y 或 Z 轴平移的最大随机移动量。 使用最大范围 如果启用，则强制所有三个设置匹配最大值。 其他两个设置将被禁用，只启用包含最大值的设置。 “在面上平移”组 （选定面时可用）用于指定重复项沿分布对象中关联面的重心面坐标的平移。 如果不使用分布对象，则这些设置不起作用。 A、B、N 前两项设置指定面的表面上的重心坐标，而 N 设置指定沿面法线的偏移。 使用最大范围 如果启用，则强制所有三个设置匹配最大值。 其他两个设置将被禁用，只启用包含最大值的设置。 “缩放”组 用于指定重复项沿其局部轴的缩放。 X、Y、Z % 指定沿每个重复项的 X、Y 或 Z 轴的随机缩放百分比。 使用最大范围 如果启用，则强制所有三个设置匹配最大值。 其他两个设置将被禁用，只启用包含最大值的设置。 锁定纵横比 如果启用，则保留源对象的原始纵横比。 通常，这为重复项提供了统一的缩放。 如果禁用，且任意 X、Y 和 Z 设置中包含大于 0 的值，那么，由于该值表示正向或负向两个方向的随机缩放偏移，结果重复项产生了不一样的缩放。 5.5 Terrain（地形）通过导入或创建轮廓数据（样条曲线），形成三角化网格对象，模拟真实的地形。3ds max中有多种方法可以模拟出真实的地形，各有其特点：地形复合对象的特点是精确，引入CAD中的等高线，创建出地形，能很好地表现规划效果。操作方法：1、创建不同高程的样条曲线（等高线）或导入CAD中创建的等高线；2、依据等高线的高程，分布到三维空间；3、使用Terrain复合功能，创建出地形网格对象。主要参数界面：Pick Operand展卷：拾取按钮、参考、复制、移动、实例、覆盖：用于选择覆盖其内部任何其他操作对象数据的闭合曲线，覆盖仅对闭合曲线有效。Parameters（参数）展卷 Graded Surface（分级曲面） - 在轮廓上创建网格的分级曲面。 Graded Solid（分级实体） - 创建侧面带有裙子的分级曲面和底面。 这表示可从任意方向看到的实体。 Layered Solid（分层实体） - 创建类似于纸板建筑模型的“结婚蛋糕”或薄片式实体。 Stitch Border（缝合边界） - 启用时，当使用非闭合样条线来定义边缘条件时，禁止沿着地形对象的边缘创建新的三角形。 当此项禁用时，大多数地形均以更合理的方式显示。 Retriangulate（重复三角算法） - 基本地形算法趋于平展或在急剧改变方向时形成凹口轮廓。 当使用轮廓来描绘较窄的河床时，通常可能会出现这种情况；其形成的地形看上去可能更像在每个海拔轮廓的一系列层叠，而不是平滑下降的溪谷。 选中“重复三角算法”后，将使用更严格遵循轮廓线的缓慢算法。 这可能在“分层实体”显示模式中特别明显。 为了提高精度，请尝试将“重复三角算法”与水平插值结合在一起使用。 Display(显示)组: Terrain、Contours（等高线）、BothUpdate（更新）组：Always、When Rendering、Manualy Simplification（简化）卷展栏：Horizontal（水平）组 No Simplification（不简化） - 使用所有操作对象的顶点来创建复杂的网格。 这将产生比两部分选项都更详细的细节及更大的文件。 Use 1/2 of Points（使用1/2的点） - 使用操作对象中顶点集的一半来创建不太复杂的网格。 这将产生比使用“不简化”选项更少的细节及更小的文件。 Use 1/4 of Points（使用1/4的点） - 使用操作对象中顶点集的四分之一来创建不复杂的网格。 在这些选项中，此选项产生的细节最少且文件最小。 Interpolate Points *2（插入点*2） - 将操作对象中的顶点集增加到原来的两倍，以创建更细化但更复杂的网格。 这在使用诸如圆和椭圆等结构曲线的地形中最为有效。 这将产生比使用“不简化”选项更多的细节及更大的文件。 Interpolate Points *4（插入点*4）- 将操作对象中的顶点集增加到原来的四倍，以创建更细化但更复杂的网格。 这在使用诸如圆和椭圆等结构曲线的地形中最为有