Maya-2016动画制作案例教程第三章NURBS建模

Maya2016动画制作案例教程Maya2016AnimationCaseTutorial中文版第三章NURBS建模NURBS建模也称曲面建模，它是Maya中除多边形建模外另一种主要建模方式。由于NURBS模型是由平滑曲面构成的，因此在制作表面平滑、规则，且没有棱角的流线型模型或艺术花瓶等形状较复杂的模型时，通常使用NURBS建模方式。本章将通过相关案例，介绍通过创建并编辑NURBS曲线和NURBS曲面制作模型的方法。Contents目录创建和编辑NURBS曲线NURBS曲面建模3.13.2学习目标掌握创建曲线，并对NURBS曲线进行偏移、切割、修圆角等编辑的方法。掌握使用倒角、放样、旋转、挤出等命令创建曲面的方法。掌握将NURBS模型转换为多边形模型的方法。掌握重建、复制曲面曲线、在曲面上投影曲线、曲面圆角等曲面编辑命令的用法。Contents目录创建和编辑NURBS曲线NURBS曲面建模3.13.2NURBS建模的思路是：3.1创建和编辑NURBS曲线因此，创建和编辑NURBS曲线是NURBS建模的第一步。下面介绍通过创建和编辑NURBS曲线制作所需图形的方法。01先由点组成曲线02然后由曲线组成曲面03最后由曲面组成立体模型3.1创建和编辑NURBS曲线Maya中的NURBS曲线主要包含CV曲线、EP曲线、Bezier曲线和铅笔曲线4种。通过创建和编辑曲线，可创建各种形状的图形。3.1.1创建NURBS曲线1．NURBS曲线的创建方法第一种方法是利用按钮创建曲线，即在工具架中选择“曲线/曲面”选项卡，然后单击如图所示的曲线创建按钮，即可在视图中创建曲线。其中，单击“NURBS圆形”按钮和“NURBS方形”按钮，可直接在视图原点处创建圆形和方形闭合曲线，单击“EP曲线工具”按钮、“铅笔曲线工具”按钮、“三点圆弧”按钮和“Bezier曲线工具”按钮，可通过在视图中单击或按住鼠标左键并拖动，创建所需曲线。第1中方法3.1创建和编辑NURBS曲线第二种方法是利用菜单命令，即选择“创建”＞“曲线工具”菜单下的子菜单，然后在视图区单击或按住鼠标左键并拖动，创建所需曲线，如左图所示。其中，选择“CV曲线工具”和“EP曲线工具”菜单后，可在视图中依次单击创建所需曲线，如右图所示。第2中方法CV控制点壳线EP编辑点3.1创建和编辑NURBS曲线选择“Bezier曲线工具”菜单后，通过在视图中单击可创建直线锚点，通过按住鼠标左键并拖动，可创建曲线锚点并调整曲线的弧度，如左图所示；选择“铅笔曲线工具”菜单后，可在视图中通过按住鼠标左键并拖动创建曲线，如右图所示。直线锚点曲线调节柄曲线锚点3.1创建和编辑NURBS曲线选择“三点圆弧”和“两点圆弧”菜单后，可通过在视图中依次单击创建圆弧线，如图所示。定位点方向控制柄CV曲线、EP曲线、Bezier曲线和铅笔曲线各有特点，用户可根据实际情况进行选择。其中，CV曲线和EP曲线创建简单，易调整；Bezier曲线平滑、精确；铅笔曲线的创建方法最为简单，适合创建数量多，但对精度要求不高的曲线。提示3.1创建和编辑NURBS曲线3.1创建和编辑NURBS曲线2．NURBS曲线的组成元素NURBS曲线主要由CV控制点、EP编辑点、锚点、壳线、段和曲线次数组成，下面对这些组成元素进行简单介绍。CV控制点CV控制点是壳线的交界点，它属于曲线外的点。锚点创建Bezier曲线后，可通过调整锚点的位置，以及曲线锚点的控制柄，调整Bezier曲线的形状。EP编辑点EP编辑点位于曲线上，用“”表示，CV曲线和EP曲线都必须经过EP编辑点。壳线壳线是CV控制点间的连线。通过选择壳线，可同时选中整组CV控制点。段（跨度数）段是两个EP编辑点之间的曲线，可以通过改变段数来改变曲线中EP编辑点的数量。曲线次数用于设置CV曲线、EP曲线和铅笔曲线的平滑度。数值越高，曲线越平滑。当曲线次数为1时，曲线会变为直角曲线。3.1创建和编辑NURBS曲线3.1创建和编辑NURBS曲线创建完曲线后，可通过调整曲线的CV控制点和EP编辑点的位置，来调整曲线的形状，也可以通过改变段数来改变曲线，即选中CV控制点或EP编辑点并按【Delete】键。3.1.2NURBS曲线常用编辑命令此外，利用“曲线”菜单下的相关命令，还可以对NURBS曲线进行弯曲、平滑、拉直、附加和切割等编辑，如图所示。下面对常用的NURBS曲线编辑命令进行介绍。利用该命令可使曲线更加平滑。平滑利用该命令可将弯曲的曲线拉直。拉直利用该命令可将所选曲面边、等参线或曲面上的曲线复制出来，生成新的NURBS曲线。复制曲面曲线3.1创建和编辑NURBS曲线对齐利用该命令可将两条曲线的最近点对接起来，也可根据两条曲线上的指定点进行对接。添加点工具利用该命令可以曲线的结束点为起点继续创建CV曲线。只有创建后未进行其他操作的曲线，才能执行该命令。附加利用该命令可将两条或多条曲线的端点接合起来，形成一条新的曲线。分离利用该命令可通过分离指定EP编辑点，将一条曲线分割成两条曲线。开放/闭合利用该命令可将闭合的曲线变为开放曲线，或将开放的曲线变为闭合曲线。3.1创建和编辑NURBS曲线圆角利用该命令可在两条相交曲线或两条分离曲线之间产生过渡曲线。切割利用该命令可将多条相交的曲线，从相交处切割。偏移该命令包含“偏移曲线”和“偏移曲面上的曲线”两个子命令。其中，执行“偏移曲线”命令，可对曲线进行偏移；执行“偏移曲面上的曲线”命令，可以偏移曲面上的曲线。重建利用该命令可重新设置曲线的一些属性参数。课堂案例1蝴蝶模型 —创建NURBS曲线课堂案例1制作蝴蝶模型—创建NURBS曲线下面通过制作如图所示的蝴蝶模型，介绍创建和编辑NURBS曲线的方法。课堂案例1制作蝴蝶模型—创建NURBS曲线打开素材文件后，首先创建一个圆柱体，通过调整其顶点制作蝴蝶的头部和身体，然后根据参照图创建封闭的Bezier曲线，制作蝴蝶一侧的触角，再根据参照图创建EP曲线，制作蝴蝶一侧的翅膀，并利用“开放/闭合”命令将EP曲线转换为闭合曲线，最后对翅膀和触角轮廓曲线执行“平面化”命令，并将蝴蝶的触角和翅膀复制一份。制作思路课堂案例1制作蝴蝶模型—创建NURBS曲线制作步骤扫一扫由于蝴蝶的触角较细，在创建锚点时容易单击到已创建的曲线上，此时可先在其他位置创建锚点，然后按住鼠标中键将锚点移至所需位置，再继续创建其他锚点。提示课堂案例1制作蝴蝶模型—创建NURBS曲线课堂案例2制作窗花模型 —偏移曲线和切割课堂案例2制作窗花模型—偏移曲线和切割下面通过制作如图所示的窗花模型，介绍使用“偏移曲线”和“切割”命令编辑NURBS曲线的方法。课堂案例2制作窗花模型—偏移曲线和切割创建一个NURBS圆形，并利用“偏移曲面”和“平面”命令制作最外和最内两个大圆环，然后创建一个NURBS圆形，并对其进行多次复制和移动，再对它们执行“切割”命令，删除不需要的曲线后形成两个大圆环间任意一个窗花图案，对该图案执行“平面”和“特殊复制”命令，以制作两个大圆环间的其他窗花，最后创建文本，并调整其方向和位置。制作思路课堂案例2制作窗花模型—偏移曲线和切割制作步骤扫一扫课堂案例3制作名片模型模型 —圆角和插入结课堂案例3制作名片模型—圆角和插入结下面通过制作如图所示的名片模型，介绍利用“圆角”和“插入结”命令编辑NURBS曲线的方法。课堂案例3制作名片模型—圆角和插入结首先创建一个NURBS方形，并利用“圆角”命令制作名片的轮廓，然后创建名片上的文本曲线，接着创建Bezier曲线，并利用“插入结”命令调整曲线的形状，再通过复制、缩放和移动等操作制作名片上的LOGO轮廓曲线，最后对名片图形执行“平面”命令。制作思路课堂案例3制作名片模型—圆角和插入结制作步骤扫一扫执行“平面”命令后，如果名片右上方的LOGO图案曲线并未生成所需平面，可先按快捷键【Ctrl+Z】撤销生成平面操作，然后框选LOGO图案曲线，再选择“曲线”＞“开放/闭合”菜单将曲线闭合，最后执行“平面”命令。提示课堂案例3制作名片模型—圆角和插入结举一反三1．制作枫叶模型利用本节所学知识，通过创建Bezier曲线并利用“插入结”命令插入控制点，制作如图所示的枫叶模型。举一反三举一反三提示首先利用“Bezier曲线工具”按钮创建枫叶轮廓的大致曲线形状，然后利用“插入结”命令插入控制点，并对曲线的控制点进行调整，再对封闭曲线执行“平面”命令，接着创建一个圆柱体并通过调整其顶点，制作枫叶的叶柄，最后删除作为参考的多边形平面。举一反三制作步骤扫一扫2．制作书签模型利用本节所学知识，通过对NURBS曲线执行“圆角”“偏移曲线”和“切割”命令，制作如图所示的书签模型。举一反三举一反三提示（1）在场景中创建一个NURBS方形，并进行缩放形成长方形，然后通过为该长方形执行“圆角”，并对其进行组合、复制和缩放操作，制作书签的轮廓。（2）创建一个NURBS方形，对其执行“圆角”命令并进行复制，制作书签花纹的外轮廓。（3）创建一个NURBS圆形，通过为其执行“偏移曲线”命令制作圆环，复制圆形并对圆环和圆形执行“切割”命令，制作书签上的花纹，然后将花纹的轮廓及花纹曲线分组并复制两份（在移动书签花纹时，为了避免出现错误，可先框选花纹，再选择“编辑”＞“按类型删除全部”＞“历史”菜单）。（4）创建文本曲线，并对所有对象执行“平面”命令。举一反三制作步骤扫一扫Contents目录创建和编辑NURBS曲线NURBS曲面建模3.13.23.2NURBS曲面建模下面，介绍创建NURBS曲面的方法及NURBS曲面的组成元素。3.2.1创建NURBS曲面1．NURBS曲面的创建方法Maya的“曲面”菜单下提供了9种创建NURBS曲面的命令，分别为“放样”“平面”“旋转”“双轨成形”“挤出”“边界”“方形”“倒角”和“倒角+”，如图所示。下面对NURBS曲面的创建命令进行简单介绍。利用该命令可以将多条曲线生成一个曲面，如图所示。放样3.2NURBS曲面建模利用该命令可以将闭合的曲线生成为平面。平面利用该命令可以绕枢轴点旋转曲线生成曲面，如图所示。旋转3.2NURBS曲面建模该命令有3个子命令。其中：利用“双轨成形1工具”命令，可以使一条轮廓曲线沿着两条路径曲线生成曲面；利用“双轨成形2工具”命令，可以通过沿两条路径曲线扫描若干剖面曲线生成曲面；利用“双轨成形3工具”命令，可以通过两条路径曲线和多条轮廓曲线生成曲面。双轨成形利用该命令可以将一条任意形状的轮廓曲线沿着一条路径曲线生成曲面，如图所示。挤出3.2NURBS曲面建模利用该命令可根据边界曲线或等参线来生成曲面。边界利用该命令可以在3或4条相交的曲线间创建曲面（必须按顺时针或逆时针方向选择曲线），如图所示。方形3.2NURBS曲面建模利用“倒角”命令可以将曲线转换为倒角曲面，如左图所示；利用“倒角+”命令可将闭合曲线创建为倒角多边形，如右图所示。倒角/倒角+3.2NURBS曲面建模2．NURBS曲面的组成元素NURBS曲面主要由控制顶点、曲面面片、曲面点、等参线和壳线等组成，如图所示。3.2NURBS曲面建模CV控制点曲面面片壳线曲面点等参线3.2NURBS曲面建模U方向和V方向等参线NURBS曲面的表面分成若干块，每一块就是一个面片。曲面面片均为壳线的交点，常用于调整NURBS曲面的表面形状。CV控制点是沿着曲面的U，V方向上的网格线，它显示CV控制点定义的曲面的形状。等参线是曲面上U方向和V方向等参线的交点。曲面点是CV控制点的连线，通过选择壳线可同时选中整组CV控制点。壳线3.2NURBS曲面建模Maya的“曲面”菜单下还提供了很多NURBS曲面编辑命令，如图所示。利用这些命令可以对NURBS曲面进行各种编辑，使曲面符合建模要求。下面对常用的NURBS曲面编辑命令进行介绍。3.2.2常用NURBS曲面编辑命令利用该命令可以将NURBS模型上的面片复制出来，生成一个单独的NURBS对象。复制NURBS面片利用该命令可对两个曲面进行对齐操作，也可通过选择曲面的等参线对曲面进行对齐操作。对齐利用该命令可将两个曲面合并成一个曲面，还可以通过选择曲面上的等参线，使曲面在指定位置进行合并。附加3.2NURBS曲面建模附加而不移动利用该命令可通过选择曲面上的等参线，重新定位曲面端点，而不是通过移动来合并曲面。分离利用该命令可通过选择曲面上的等参线，将曲面面片从所在位置分离出来，形成一个单独的曲面。移动接缝利用该命令将闭合曲面的接缝移至指定等参线处。开放/闭合利用该命令可将闭合的曲面变为开放的曲面，或将开放的曲面变为闭合的曲面。在曲面上投影曲线利用该命令可将曲线投影在曲面上，生成曲面曲线。3.2NURBS曲面建模相交利用该命令可在相交曲面处创建曲线，经常与修剪工具一起使用。修剪工具利用该命令可隐藏曲面上由曲线界定的部分。取消修剪利用该命令可取消利用“修剪工具”命令对曲面进行的修剪操作。延伸利用该命令可将曲面沿U向或V向挤出。插入等参线利用该命令可在所选曲面点处或所选等参线间添加等参线。3.2NURBS曲面建模利用该命令可为指定曲面创建副本，并对副本进行缩放。偏移利用该命令可以圆化曲面的公用边。圆化工具利用该命令可以将多个NURBS曲面进行光滑过渡缝合，组成一个整体。“缝合”命令经常用于角色建模。缝合利用该命令可对两个相交的NURBS对象进行并集、交集和差集布尔运算。布尔利用该命令可重新分布曲面中的曲线，这是一个在NURBS建模中常用的命令。重建利用该命令可反转所选曲面的UV方向。反转方向课堂案例4制作LOGO模型

——倒角成面课堂案例4制作LOGO模型——倒角成面下面通过制作如图所示的LOGO模型，介绍通过对NURBS曲线执行“倒角+”命令，制作所需模型的方法。课堂案例4制作LOGO模型——倒角成面创建LOGO文本曲线和树叶的轮廓曲线，然后为树叶的轮廓曲线执行“倒角+”命令，制作树叶模型，接着为文本曲线执行“倒角+”命令，完成LOGO模型的创建。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例4制作LOGO模型——倒角成面

课堂案例5制作窗帘模型

——放样成面和重建下面通过制作如图

所示的窗帘模型，介绍通过对NURBS曲线执行“放样”命令生成曲面，并利用“重建”命令调整曲面的方法。课堂案例5制作窗帘模型—放样成面和重建课堂案例5制作窗帘模型—放样成面和重建首先创建Bezier曲线，作为窗帘的剖面曲线，然后通过复制曲线并对曲线及其副本执行“放样”命令，制作出窗帘的基本模型，再对生成的曲面执行“重建”命令，以添加V向分段数，接着通过调整曲面的控制顶点调整窗帘模型的形状，最后创建窗帘扎带的曲线并进行放样。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例5制作窗帘模型—放样成面和重建课堂案例5制作窗帘模型—放样成面和重建利用“放样”命令可以将两个或多个二维图形沿同一方向平滑过渡，从而形成复杂的三维对象。放样时需根据实际情况在“截面跨度”文本框中设置曲面分段数，其余参数一般采用默认即可。提示课堂案例6制作茶杯模型

——旋转成面、挤出成面和NURBS到多边形利用“修改”＞“转化”菜单下的命令，可以使对象在不同类型间转化。下面通过制作如图4所示的茶杯模型，介绍通过对NURBS曲线执行“旋转”和“挤出”命令生成NURBS曲面，并利用“NURBS到多边形”命令将NURBS曲面转化为多边形的方法。课堂案例6制作茶杯模型

——旋转成面、挤出成面和NURBS到多边形课堂案例6制作茶杯模型

——旋转成面、挤出成面和NURBS到多边形首先创建Bezier曲线，作为茶杯的剖面曲线，然后对茶杯的剖面曲线执行“旋转”命令，制作茶杯的杯体，再创建茶杯把手的路径曲线和NURBS圆形，对其执行“挤出”命令，制作茶杯把手曲面，再对其执行“重建”“NURBS到多边形”和“填充洞”命令，最后创建茶杯托盘的剖面曲线，并对其执行“旋转”命令。制作思路课堂案例6制作茶杯模型

——旋转成面、挤出成面和NURBS到多边形制作步骤扫一扫课堂案例6制作茶杯模型

——旋转成面、挤出成面和NURBS到多边形知识库在创建杯子模型时，如果杯子底部出现孔洞，可先将杯子模型的编辑对象设为控制顶点，然后使用“缩放工具”框选并缩放孔洞周围的控制顶点，如图所示。如图所示对话框中部分选项的作用如下。课堂案例6制作茶杯模型

——旋转成面、挤出成面和NURBS到多边形“轴预设”选项组用于设置沿哪个轴旋转成面。“枢轴”选项组用于设置旋转中心轴的位置。选择“对象”单选钮，表示以曲线自身的轴作为旋转中心轴；选择“预设”单选钮，表示以下方“枢轴点”文本框中的坐标为旋转中心轴。课堂案例6制作茶杯模型

——旋转成面、挤出成面和NURBS到多边形“曲面次数”选项组用于设置曲面的V向类型。选择“线性”单选钮，曲面V向为直线；选择“立方”单选钮，曲面V向为平滑，如图所示。（a）线性

（b）立方“开始扫描角度”/“结束扫描角度”文本框分别用于设置旋转曲面的开始和结束角度。“使用容差”选项组用于设置生成旋转曲面的精度。课堂案例6制作茶杯模型

——旋转成面、挤出成面和NURBS到多边形“分段”文本框用于设置生成曲面的分段数，如图所示。（a）分段数为8 （b）分段数为16课堂案例7制作酒壶模型

——复制曲面曲线、在曲面上投影曲线和曲面圆角下面通过制作如图所示的酒壶模型，介绍通过对曲面执行“复制曲面曲线”“在曲面上投影曲线”和“曲面圆角”命令，制作所需模型的方法。课堂案例7制作酒壶模型——复制曲面曲线、在曲面上投影曲线和曲面圆角课堂案例7制作酒壶模型——复制曲面曲线、在曲面上投影曲线和曲面圆角依次创建酒壶壶体和壶盖的剖面曲线，并分别对其执行“旋转”命令，然后创建壶把和壶嘴的路径曲线和剖面曲线，利用“挤出”命令制作出壶把和壶嘴模型，再利用“复制曲线”命令复制出壶嘴底端的等参线，将等参线副本适当放大并利用“在曲面上投影曲线”命令将其投影在壶体上，最后利用“曲面圆角”命令连接壶嘴和壶体。制作思路课堂案例7制作酒壶模型——复制曲面曲线、在曲面上投影曲线和曲面圆角制作步骤扫一扫课堂案例7制作酒壶模型——复制曲面曲线、在曲面上投影曲线和曲面圆角旋转壶身是为了后续将壶把的圆形截面曲线投影到壶身时，其投影曲线为一条封闭曲线。提示举一反三1．制作陀螺模型利用本节所学知识，通过创建曲线并对其执行“放样”命令，制作如图所示的陀螺模型。举一反三举一反三提示（1）利用“NURBS圆形”按钮创建5～6个不同大小的NURBS圆形，然后从上（下）至下（上）依次选中创建的圆形曲线，接着选择“曲面”＞“放样”菜单右侧的按钮，在打开“放样选项”对话框进行设置，以创建陀螺的外形，如图所示，最后对陀螺模型顶部和底部的控制顶点进行均匀缩放，以消除孔洞。提示（2）在编辑控制顶点前，可根据实际需要执行“重建”命令，以改变U，V方向上的分段数，从而方便调整陀螺的形状。举一反三举一反三制作步骤扫一扫2．制作花瓶模型利用本节所学知识制作花瓶模型，如图所示。举一反三举一反三提示（1）创建花瓶的剖面曲线，然后利用“曲面”＞“旋转”命令制作花瓶的主体，如图所示。举一反三提示（2）创建花瓶把手的路径曲线和作为剖面曲线的NURBS圆形，然后利用“曲面”