三维场景制作基本几何体扩展几何体建模68课件

——基本几何体、扩展几何体建模无锡工艺职业技术学院杨恒

三维场景制作长方体球体圆柱体茶壶多面体有倒角的长方体有倒角的圆柱体圆环结回转线L形拉伸1.基本三维几何体2.扩展三维造型

——基本几何体、扩展几何体建模

操作方法：选择命令面板中的“创建（Create）”面板，在默认的“几何体（Geometry）”页面下，选择下拉列表：

——“标准几何体”包括的10种标准几何体；

——“扩展几何体包括的13种扩展几何体。

一、

基本体的建模一、

基本体的建模图

“创建（Create）”面板

单击某个几何体命令按钮后，“创建”面板中将出现五个卷展栏：“物体类型（ObjectType）”“名字和颜色（NameandColor）”“创建方式（CreationMethod）”“键盘输入（KeyboardEntry）”“缓冲参数（Parameters）”展卷栏1、

基本体的创建面板

五个卷展栏的作用分别介绍如下。

1.物体类型卷展栏“物体类型（ObjectType）”卷展栏中除了几何体的创建命令按钮外“自动网格（AutoGrid）”复选框:自定义网格，允许以任意网格物体的表面作为基准来创建其它物体。“的自动栅格”的目的就是方便地把一个物体画到其它对象上面。

2.名称和颜色卷展栏

“名称和颜色（NameAndColor）”卷展栏中显示创建物体的名字和颜色，是创建任意物体所共有的一项。

(1)给出物体的默认名称和颜色,(2)可在文本框中输入新的物体名称，

(3)单击颜色框将出现如图所示的“物体颜色（ObjectColor）”对话框→选择一种颜色→再单击“OK”

3.创建方法卷展栏提供创建物体的方式。不同的物体有不同的创建方式，可在一组单选按钮中进行选择。

物体创建时一般都要拖动鼠标画出一个方框（或圆框），单选按钮组所提供的大多是关于此方框（或圆框）的定位方式，如：圆柱（Cylinder）：中心或边缘；方体（Box）：“正方体”和“方体”图

CreationMethod卷展栏

4.键盘输入卷展栏

“键盘输入（KeyboardEntry）”卷展栏提供键盘输入创建方式，用于创建需要精确定位和尺寸的物体。①微调框X、Y、Z：提供物体轴心点在世界坐标系中的坐标，是所有物体共有的一项，可用于输入精确值。②按下鼠标左键不放：通过上下拖动鼠标来快速改变微调框中的数据。确定位置和尺寸后。③单击其上“创建”（Create）：可完成物体的创建.“建立贴图坐标（GenerateMapping）”复选框，如图4-6所示，功能：用于控制是否在物体表面产生坐标系，如果创建的物体最终不需要贴图坐标时，请不要选它，否则会增加计算量和耗费内存。

5.缓冲参数卷展栏

包括所创建物体的有关参数，不同物体的参数选项也不同。2.创建几何体的方法

1.拖曳方式2.参数方式3.特殊选项和参数说明4.在几何体的表面再创建一个几何体5.修改几何体

1.拖曳方式

单击“方体（Box）”按钮后，用鼠标在顶部（Top）视图中拖曳出一个矩形后，松开鼠标左键。紧接着向上或向下移动鼠标，获得长方体满意的高度后，单击鼠标左键，一个长方体就创建完成了，如图所示。说明：

①

按下〈Ctrl〉键不放，同时用鼠标左键拖动，可以建立截面为正方形的长方体。

②

用拖曳方式创建几何体时，在几何体尚未被完成之前，单击鼠标右键可取消本次创建。2.参数方式

单击“方体（Box）”按钮后，打开创建面板上的“键盘输入”卷展栏，依次输入轴心点坐标和长方体的长度、宽度及高度后，单击“创建（Create）”按钮即可完成长方体的创建。

说明：当新建几何体仍在选中状态，尚未执行过其他命令时，可以通过“缓冲参数（Parameters）”卷展栏中的微调按钮来调整参数值，或直接重新输入参数值，如图所示。图

“键盘输入”和“缓冲参数”卷展栏

3.特殊选项和参数说明

(1)在方体的“创建方式（CreationMethod）”卷展栏中，有两个单选按钮:“方体（Box）”可创建任意长方体，“正方体（Cube）”则只能创建正方体。

(2)段的设置：“长度分段数”“宽度分段数”“高度分段数”这些可调节数据是对长方体做修改和渲染用的。如将长方体修改成大地、海平面、山脉等。——段数越多，对物体进行修改后的变化越平滑，渲染效果越好。——随着段数值的增加，计算量就越大，同时也要耗费更多的内存。因此设置段数时，在不影响效果的情况下应尽可能的小（创建其他几何体时，有关“段数”的用处同样，以后就不再说明）。5.修改几何体

建立一个几何体后，如果又执行了其他命令，改变“缓冲参数（Parameters）”卷展栏中的参数将不会对该几何体产生效果。使用命令面板中的“修改（Modify）”面板。

→单击“选择物体（SelectObject）”按钮，

→在任意视图中单击欲修改的物体，将其选中。

→单击“修改（Modify）”面板图标

→在其“缓冲参数（Parameters）”卷展栏中修改参数，发现视图中的长方体同时发生变化，如图所示。图

修改几何体

3创建标准几何体1.锥体2.球体3.几何球体4.圆柱体5.圆管6.圆环7.棱锥体8.茶壶9.平面

1.锥体

锥体（Cone）包括与之相近的圆台、棱锥、棱台以及它们的局部模型。形状由3个参数决定:

底面半径（Radius1）顶面半径（Radius2）高度（Height）

(1)创建锥体在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“锥体（Cone）”按钮，

→在顶部（Top）视图中拖曳出一个圆，松开鼠标左键；

→向上或向下移动鼠标形成锥体的高（圆柱）；

→单击鼠标左键后上下移动光标，物体的顶面面积将随之改变，当认为顶面面积合适时再单击鼠标左键。

画出圆台

(2)特殊选项和参数说明

可以用参数方式创建锥体.在“创建方式（CreationMethod）”卷展栏中:“边缘（Edge）”“中心（Center）”用来确定拖曳圆锥的底圆时，基准点是中心或是边缘.

表4-1锥体的参数

参数名称中文名称参数说明Radius1半径1锥底圆半径Radius2半径2锥顶圆半径Sides分段数棱锥或棱台的棱数Smooth光滑控制物体是否光滑显示SliceOn切片控制物体是否被分割，用于创建不同角度的扇面锥体SliceFrom切片开始切割的起始角度SliceTo切片结束切割的中止角度

说明：

“切片”选项用于控制物体是否被分割，当该选项被选中时，可创建不同角度的扇面锥体。使用不同参数得到不同效果的锥体，如图4-12所示。图4-12不同效果的锥体

2.球体

球体（Sphere）包括球状的物体以及它们的局部模型，其形状主要由半径（Radius）和分段数（Segments）2个参数决定。(1)创建球体在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“球体（Sphere）”按钮，用鼠标在任意视图中拖曳出一个圆，当大小合适时松开鼠标左键，一个球体就创建完成了，如图所示。说明：球体的表面由许多四边形面片组成。

图

创建球体

(2)参数说明“缓冲参数（Parameters）”卷展栏中其他参数的说明参数名称中文名称参数说明Hemisphere半球系数用于控制球体的完整性，取值范围在0到1之间。当取值为0时，球体完整；取值为0.5时，半球体；取值为1时，球体消失Chop切除在半球系数不为0时，选中此选项表明生成半球时，是从完整的球体上去除部分球体，剩余半球的分段数减少，但保持网格密度不变Squash挤压在半球系数不为0时，选中此选项表明生成半球时，球体的分段数不变，网格密度增加，就像将部分球体挤压进去BaseTo中心点在底部选中此复选框时，球体位于轴心点所在平面之上并与之相切，不选择该项，球体中心位于轴心点

说明：切除与挤压的区别如图所示。

图

切除与挤压

3.几何球体

几何球体（Geosphere）与球体是两种不同的标准几何体几何球体是用多面体来逼近的几何球体，球体则是通常意义下的球体。球体表面由许多四角面片组成，而几何球体表面由许多三角面片组成。3.几何球体几何球体的创建方法与球体的创建方法类似，创建几何球体的特殊选项与参数说明：

基本几何类型（GeodesicBaseType）选项组中的三个单选按钮：“四面体（Tetra）”“八面体（Octa）”“二十面体（Icosa）”用来逼近几何球体的基本类型，将段数设为1，就很容易看出三者的区别。图左中从左至右依次为四面体、八面体和二十面体。

使用不同参数得到不同效果的球体，如图右所示。图

基本几何类型

图

不同效果的球体

圆柱（Cylinder）：用来创建一个基本圆柱体，经参数调节可生成任意局部圆柱体和局部棱柱体。圆柱体参数由“半径”和“高”来确定其体积大小，由3个参数决定其形状:“高度分段数（HeightSegments）”“端分段数（CapSegments）”“边数（Sides）”。4.圆柱体(1)创建圆柱体在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“圆柱（Cylinder）”按钮，用鼠标在顶部（Top）视图中拖曳出圆柱的横截面圆，当大小合适时松开鼠标左键；紧接着向上或向下移动鼠标，获得圆柱体满意的高度后，单击鼠标左键，一个圆柱体就创建完成了，如图4-17所示。

(2)参数说明

除了“半径”外，“缓冲参数（Parameters）”卷展栏中其他参数的说明见表。使用不同参数得到不同效果的棱柱体，如图所示。

表4-3圆柱体的参数

参数名称中文名称参数说明Sides分段数柱体的边数，调整边数会得到不同的棱柱体SliceOn切片控制物体是否被分割，用于创建不同角度的扇面锥体SliceFrom切片开始切割的起始角度SliceTo切片结束切割的中止角度图

创建圆柱体

图

不同形状的棱柱体

5.圆管

圆管（Tube）是指一个管型物体，经参数调节可生成任意棱形管、局部圆管、局部棱形管等。圆管由内外半径（Radius）和高（Height）两个参数确定其体积大小，由“高度分段数（HeightSegments）”、“端分段数（CapSegments）”和“边数（Sides）”3个参数决定其形状。

(1)创建圆管在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“圆管（Tube）”按钮，用鼠标在顶部（Top）视图中拖曳出一个圆形后，松开左键，再向圆内或圆外移动光标形成一个同心圆，这就是圆管的横截面；紧接着向上或向下移动鼠标，获得圆管满意的高度后，单击鼠标左键，圆管就创建完成了，如图4-19所示。(2)参数说明“半径1（Radius1）”、“半径2（Radius2）”是圆管横截面的内圆或外圆半径，二者无大小之分，总视大的为外圆。其他参数与前面类似。使用不同参数得到不同效果的管形体，如图所示。图

创建圆管

图

不同形状的管形体

6.圆环

圆环（Torus）是指环状物体，可调整其系数使其表面产生扭曲、旋转。

(1)创建圆环在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“圆环（Torus）”按钮，用鼠标在顶部（Top）视图中拖曳出一个圆形后，松开左键，再向圆内或圆外移动光标以确定截面半径后，单击鼠标左键，圆环就创建完成了，如图所示。(2)参数说明除了“半径”外，“缓冲参数（Parameters）”卷展栏中其他参数的说明见表。图

创建圆环

图

不同效果的圆环

说明：

①由于圆环在两个方向上都是圆周形状，因此用圆环轴向圆片段（Segments）和截面圆边数（Sides）来控制圆环的显示段数。表

圆环的参数

参数名称中文名称参数说明Rotation旋转设置每一片断截面沿圆环轴旋转的角度Twist扭曲当调大扭曲值时圆环的圆截面均以圆心为轴进行旋转，形成最终的螺纹状Smooth光滑4个单选按钮用来控制物体在光滑+高光显示方式下的光滑方式

②“光滑”选项组中的4个单选按钮说明如下：“全部（All）”：选中此项在两个方向上均自动光滑处理。“无（None）”：选中此项在两个方向上均不进行光滑处理。“边数（Sides）”：只对截面圆进行光滑处理。“片段（Segments）”：只对轴向圆光滑处理。使用不同参数得到不同效果的圆环，如图4-22所示。7.圆管

棱锥体（Geosphere）是指正四棱锥，其创建方法与锥体的创建方法类似。8.茶壶

茶壶（Teapot）：用来创建表面弯曲复杂的茶壶或茶壶的组成部分：壶身、壶盖、壶把和壶嘴等。

(1)创建茶壶在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“茶壶（Teapot）”按钮，在顶部（Top）视图中拖动鼠标，一个完整的茶壶显现出来，释放鼠标左键即可完成一个茶壶的创建，如图所示。图

创建茶壶

图

茶壶的各个部分

(2)参数说明除了“半径”外，“缓冲参数（Parameters）”卷展栏中四个复选按钮表示茶壶的四个组成部分:表

茶壶的参数

参数名称中文名称参数说明Body主体创建茶壶身Handle手柄创建茶壶柄Spout茶壶嘴创建茶壶嘴Lid茶壶盖创建茶壶盖

说明：可以分别创建茶壶的某一部分，只有被选中的部分才能被建立，如图所示。

9.平面

平面（Plane）是指一个高度为0的基本面片状物体。

(1)创建平面在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“平面（Plane）”按钮，在顶部（Top）视图中拖动鼠标，当出现的平面大小合适时，松开鼠标左键即可完成一个平面，如图所示。(2)参数说明多重渲染（RenderMultipliers）:可控制“渲染比例（Scale）”和“渲染段数（Density）”。图

创建平面

二、

创建扩展几何体1.多面体2.倒角方体3.圆柱类扩展几何体4.创建L延展体与C延展体4.创建多边体

1.多面体(异面体)

多面体（Hedra）是一种复杂的几何体，但多面体的创建过程却很简单，类似于球体的创建。通过调整它的参数，可以得到不同造型，在具体的应用上，它可以模拟现实生活中自然形成的各种物体，如珠宝、陨石、行星等。

(1)创建多面体在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“多面体（Hedra）”按钮，在顶部（Top）视图中拖动鼠标，松开鼠标左键即可创建一个多面体，如图左所示。图

创建多面体

(2)参数说明多面体的“缓冲参数（Parameters）”卷展栏中的参数说明见表。表

多面体的参数

参数名称中文名称参数说明Family系列多面体表面的5种构成形式，它们分别是：四面体（Tetra）、方体/八面体（Cube/Octal）、十二面体/二十面体（Dodec/Icos）、星型1（Star1）、星型2（Star2）FamilyParameters系列参数其中的P、Q值，用于控制多面体表面构成图案的形状。这是两个相互关联的参数，其主要作用是使多面体表面的节点和面之间实现相互转化AxisScaling轴向比率其中的P、Q、R值，表示形体三个轴向的比率，即形体在三个方向的伸展程度。单击“重新设置”按钮，P、Q、R值将全部自动恢复为100Vertices节点表示节点在形体上所占的地位Radius半径表示形体的广义半径

说明：

①“系列”栏中的5种形状分别如图右所示。

②“系列参数”栏：

a)两个值的范围都在0和1之间，但加起来应该小于或等于1，当一个值为1时，另一个值自动变为0。

b)这两个值都为0时，多面体呈现出标准形状，即默认形状。

c)“P”值为0，“Q”值为1的多面体如图4-27左所示，

d)“P”值为1，“Q”值为0的多面体如图4-27右所示。

将“系列”与“系列参数”结合起来，可以生成变化多端的形状。图

使用系列参数

2.倒角方体

倒角方体（ChamferBox）是一种非常实用的方体，它的外观与方体很相似，不同之处在于它将方体表面的尖锐部分，如顶点和边进行了圆滑处理。

(1)创建倒角方体在“物体类型（ObjectType）”卷展栏中单击“倒角方体（ChamferBox）”按钮，在顶视图中按下鼠标左键并拖动，当拖出的方形大小合适时，松开鼠标左键，向上或向下移动鼠标后，单击左键以确定倒角方体的高度，然后移动鼠标，拉出倒角后单击左键即可完成创建。如图左所示。倒角能够使方体看上去更加自然，在效果图设计方面用的很多。比如，常见的桌子的腿和面、墙壁的转角处、门窗等物体。图

创建倒角方体

(2)参数说明倒角方体的“缓冲参数（Parameters）”卷展栏如图4-28右所示。与方体相比，倒角方体的缓冲参数增加了“圆角（Fillet）”值，这个值设置切掉的边的大小，以控制倒角的程度。该值产生的效果取决于它和方体的大小比例。例如：长、宽、高都为40，圆角值分别为5和10的两个倒角方体的形状如图左所示。

和“圆角（Fillet）”相应，倒角方体还增加了一个“圆角段数（FilletSegs）”，这个值将倒角长方体的切面分段，控制倒角的部分的圆滑程度。将图4-29左中两个倒角方体的“圆角段数（FilletSegs）”都设为4，则有如图右所示的效果。图

使用圆角与圆角段数参数

3.圆柱类扩展几何体

圆柱类扩展几何体包括“倒角柱体（ChamferCylinder）”、“油桶（Oiltank）”、“囊体（Capsule）”和“纺锤体（Spindle）”，这些几何体都以圆柱体为基本形状，但是各自针对圆柱体的不同部分进行圆滑处理，利用不同的参数来调整不同的外观形状。

(1)创建圆柱类扩展几何体圆柱类扩展几何体的创建方法都是类似的：用鼠标拖动法创建时，先在视图中拉出圆柱体的形状后，再拉出倒角部分，单击左键即可完成创建。图4-30中从左至右依次为“倒角柱体”、“油桶”、“囊体”和“纺锤体”。图4-30圆柱类扩展几何体

(2)参数说明与标准几何体中的圆柱体相同，圆柱类扩展几何体都能够进行切割，也就是说，它们都有“切片（Slice）”参数，可以设定切割的起止角度。这些切割都是以挤压方式进行的，切割之后的“边数（Sides）”没有变化。下面以“油桶（Oiltank）”为例介绍“缓冲参数”的使用。油桶的形状是让标准圆柱体的顶平面拱起，而保持圆柱体顶平面与侧面的夹角，参数“顶部高度（CapHeight）”的值是顶平面拱起的高度。

选中单选按钮“全部（Overal）”时，油桶的“高度（Height）”值是指油桶的全部高度，选中单选按钮“中心(Center)”时，油桶的“高度（Height）”值是指油桶中部柱体的高度。图4-31左和中分别为选中“全部（Overal）”和“中心(Center)”，而其它参数都相同时的两个油桶的形状。

虽然油桶针对顶部进行倒角，但它有一个参数，可以让边变得圆滑一些，如将图中的“混合（Blend）”值增大到3，则效果如图右所示。图

油桶的参数

L延展体（L-Ext）和C延展体（C-Ext）常用于在场景中制作墙体、柜体等造型以“L延展体”为例，用鼠标拖动方法创建步骤：

→单击“L延展体”按钮，

→在顶视图中按下鼠标左键并拖动出一个“L”形，

→单击左键后，向上或向下移动鼠标以拉出L延展体的高度，

→单击左键，再移动鼠标以拉出L延展体的厚度，

→单击左键，即可完成创建。4.创建L延展体与C延展体

L延展体和C延展体的创建参数很像，都有各边的长度和分段数,下图为不同参数的两个C延展体。L延展体和C延展体

多边体（Gongon）即可以倒角的正多棱柱，这里的倒角是针对多棱柱的“棱”进行的，倒角后的正多棱柱很像铅笔的造型。创建多边体的方法与