高中信息技术（必选5）X5-02-02设计新建三维模型知识点

高中信息技术（必选5）X5-02-02设计新建三维模型知识点整理一、课程学习主要内容总结本课程聚焦“设计新建三维模型”核心目标，围绕三维模型的基础认知、设计流程、核心工具操作及实践应用展开教学。主要内容包括：三维模型的概念与应用场景，明确三维模型在工业设计、影视动画、建筑表现等领域的价值；新建三维模型的基本流程，涵盖需求分析、草图设计、模型搭建、初步优化等关键环节；常用三维建模软件（如Blender、3dsMax基础模块）的核心操作，掌握primitive（基本几何体）创建、顶点/边/面编辑、简单布尔运算等基础技能；三维模型设计的基本原则，包括比例协调、结构合理、贴合需求等；简单三维模型的创建实践，能结合具体需求完成基础模型（如家具、小物件）的设计与搭建，为后续模型优化、材质赋予等内容奠定基础。二、核心知识点梳理知识点1：三维模型的概念与应用场景核心内容：三维模型是通过计算机技术，利用点、线、面、体等几何元素构建的具有三维空间形态的虚拟模型，具备长度、宽度、高度三个维度的属性。其应用场景广泛，主要涵盖工业设计（产品原型设计、结构验证）、影视动画（角色建模、场景搭建）、建筑设计（建筑外观表现、室内布局展示）、游戏开发（游戏角色、道具及场景制作）、虚拟现实（VR/AR场景构建）等领域。练习题及答案解析1.下列关于三维模型的描述，正确的是（）A.三维模型仅具备长度和宽度两个维度

B.三维模型是基于计算机技术构建的虚拟空间形态

C.三维模型无法应用于工业产品设计

D.三维模型的构建无需几何元素答案：B解析：三维模型具备长度、宽度、高度三个维度，A错误；三维模型是利用计算机技术，通过点、线、面、体等几何元素构建的虚拟空间形态，B正确；工业设计是三维模型的重要应用场景，可用于产品原型设计和结构验证，C错误；三维模型的构建核心是点、线、面、体等几何元素，D错误。2.下列领域中，不属于三维模型主要应用场景的是（）A.影视动画角色制作

B.建筑室内布局展示

C.文本Word编辑

D.游戏场景搭建答案：C解析：影视动画角色制作、建筑室内布局展示、游戏场景搭建均是三维模型的典型应用场景；文本Word编辑是文字处理软件的功能，与三维模型无关，故选C。3.简述三维模型在工业设计中的具体应用价值。答案：在工业设计中，三维模型可用于产品原型设计，帮助设计师直观呈现产品的外观形态和结构细节，避免传统手绘草图的抽象性；可进行结构验证，通过三维模型模拟产品的装配过程，发现零件之间的干涉问题，降低实物原型制作的成本和周期；还可用于产品展示，向客户或生产部门清晰传达设计理念，为后续生产加工提供准确的尺寸依据。解析：答题核心需围绕“直观呈现”“结构验证”“成本控制”“信息传达”等关键点，结合工业设计的实际流程，说明三维模型解决的传统设计痛点，体现其应用价值。知识点2：新建三维模型的基本流程核心内容：新建三维模型需遵循规范的流程，确保设计高效且贴合需求，核心步骤包括：①需求分析，明确模型的用途、使用场景、尺寸要求、核心功能等关键信息，制定设计方案；②草图设计，通过手绘或简单绘图工具，勾勒模型的大致形态、结构布局，确定核心轮廓；③模型搭建，运用三维建模软件，基于草图创建基本几何体，再通过编辑、组合等操作构建模型主体；④初步优化，检查模型的比例、结构合理性，修正明显误差，完善细节；⑤保存与导出，按需求选择合适的文件格式保存模型，便于后续编辑或应用。练习题及答案解析1.新建三维模型的流程中，首要完成的步骤是（）A.模型搭建

B.需求分析

C.草图设计

D.初步优化答案：B解析：新建三维模型的核心逻辑是“先明确需求，再开展设计”，需求分析是首要步骤，需明确模型的用途、尺寸、场景等关键信息，为后续草图设计和模型搭建提供依据；草图设计基于需求分析，模型搭建基于草图设计，初步优化在模型搭建后，故选B。2.下列关于三维模型搭建流程的描述，错误的是（）A.草图设计是连接需求分析与模型搭建的关键环节

B.模型搭建完成后需进行初步优化，检查比例和结构

C.需求分析阶段无需考虑模型的尺寸要求

D.保存文件时需根据后续应用选择合适的格式答案：C解析：草图设计将需求分析的文字或抽象想法转化为直观轮廓，是连接需求与搭建的关键，A正确；模型搭建后需通过初步优化修正误差，保障模型合理性，B正确；需求分析阶段需明确模型的尺寸、用途、场景等核心信息，尺寸要求是重要内容，C错误；不同后续应用（如编辑、展示、打印）对应不同文件格式，保存时需合理选择，D正确。3.某设计师需设计一款桌面收纳盒的三维模型，简述其新建模型的核心流程及各步骤的关键任务。答案：核心流程及关键任务如下：①需求分析：明确收纳盒的用途（桌面小物件收纳）、尺寸（适配桌面空间，如长30cm、宽20cm、高15cm）、材质适配（后续需匹配塑料材质属性）、结构要求（带分隔层）；②草图设计：手绘收纳盒的正视图、俯视图、侧视图，标注关键尺寸，确定分隔层数量（2个）及布局位置；③模型搭建：使用建模软件创建长方体（对应收纳盒主体），通过编辑工具调整尺寸，再创建小长方体作为分隔层，调整位置并与主体组合；④初步优化：检查主体与分隔层的比例是否协调，尺寸是否符合需求，修正分隔层位置偏差，确保贴合主体内部；⑤保存与导出：保存为软件源文件（便于后续修改），同时导出为OBJ格式（便于后续材质编辑）。解析：需结合“收纳盒”的具体场景，围绕流程的5个核心步骤，明确每个步骤的针对性任务，突出“需求导向”，确保各步骤衔接合理，关键信息（如尺寸、结构）不遗漏。知识点3：三维建模软件基础操作（基本几何体创建与编辑）核心内容：常用三维建模软件（如Blender、3dsMax）的基础操作是新建三维模型的核心，重点包括：①基本几何体创建，掌握立方体、圆柱体、球体、锥体等primitive的创建方法，能通过参数设置（如长度、宽度、高度、半径、分段数）调整几何体形态；②选择与编辑工具，掌握顶点、边、面的选择方法（单独选择、框选、循环选择），运用移动、旋转、缩放工具调整元素位置和形态；③基础编辑操作，如extrusion（挤出）、bevel（倒角）、cut（切割）等，实现几何体的形态修改，构建复杂结构；④对象组合，掌握附加、组合、对齐等操作，将多个几何体整合为完整模型。练习题及答案解析1.在Blender软件中，若需创建一个底面半径为5cm、高度为10cm的圆柱体，关键操作是（）A.创建立方体后调整长度和宽度

B.创建圆柱体后在参数面板设置半径和高度

C.创建球体后缩放调整形态

D.创建锥体后修改顶点数量答案：B解析：立方体用于构建长方体类模型，无法通过调整长度和宽度得到圆柱体，A错误；创建圆柱体后，可在软件参数面板直接设置底面半径和高度，精准匹配需求，B正确；球体缩放后仍为类球体，无法形成圆柱体，C错误；锥体修改顶点数量仅改变底面形状，无法成为圆柱体，D错误。2.下列操作中，属于三维模型顶点编辑的核心功能是（）A.调整几何体的整体高度

B.移动单个顶点位置，修改模型局部形态

C.将两个立方体组合为一个对象

D.为模型添加材质颜色答案：B解析：调整几何体整体高度属于对象级别的缩放操作，不涉及顶点编辑，A错误；顶点编辑的核心是对模型的单个或多个顶点进行移动、删除等操作，从而修改模型局部形态，B正确；将两个立方体组合属于对象组合操作，与顶点编辑无关，C错误；添加材质颜色属于材质编辑环节，不属于模型编辑，D错误。3.简述“挤出”（extrusion）操作在三维模型编辑中的作用，并举例说明其应用场景。答案：挤出操作是三维模型编辑中常用的基础功能，核心作用是将模型的面或边沿指定方向延伸，形成新的体积或结构，可实现模型厚度增加、局部凸起或凹陷等效果。应用场景举例：①制作收纳盒的侧壁，选中立方体的顶面，通过挤出操作向下延伸，形成带厚度的盒壁；②制作桌子的桌腿，选中桌面（长方体顶面）的四个角部面，分别向下挤出，形成四根桌腿；③制作按钮的凸起结构，选中面板模型的局部面，向上挤出少量距离，形成按钮的凸起形态。解析：需先明确挤出操作的核心作用（面/边延伸、形成新结构），再结合具体模型（收纳盒、桌子、按钮）的制作场景，说明挤出操作如何解决“构建立体结构”的需求，体现操作的实用性。4.某用户在建模时，创建了两个立方体，需将它们对齐为“上下贴合”的状态，简述其核心操作步骤（以Blender为例）。答案：核心步骤：①选中两个立方体（可通过框选或按住Shift键依次选择）；②打开“对齐”工具面板（或使用快捷键Ctrl+A）；③选择对齐基准，以下方立方体为基准（勾选“以活动对象为基准”）；④设置对齐方式，在“Z轴”（高度方向）选择“最大对最小”，即上方立方体的最小Z值（底部）与下方立方体的最大Z值（顶部）对齐；⑤点击“应用对齐”，完成两个立方体上下贴合的对齐操作。解析：需围绕“对齐”的核心需求，明确“选择对象→设置基准→确定轴方向→选择对齐规则”的步骤逻辑，结合Blender的常用操作，确保步骤具体、可操作，解决“上下贴合”的关键问题（Z轴方向的最大-最小对齐）。知识点4：三维模型设计的基本原则核心内容：设计新建三维模型需遵循四大核心原则，确保模型质量和实用性：①比例协调原则，模型各部分的尺寸比例需符合现实逻辑或设计需求，避免出现比例失衡（如桌子腿过长、收纳盒长宽比异常）；②结构合理原则，模型的结构需符合力学逻辑（如支撑结构稳固），同时便于后续编辑、材质赋予及应用（如打印模型需考虑壁厚均匀）；③贴合需求原则，模型的形态、尺寸、功能需精准匹配初始设计需求，避免偏离应用场景（如影视角色模型需符合角色设定，工业产品模型需符合生产尺寸）；④简洁高效原则，在保证模型效果的前提下，尽量减少不必要的顶点、面数，降低模型复杂度，提高后续操作（如渲染、导出）的效率。练习题及答案解析1.下列关于三维模型设计原则的描述，错误的是（）A.比例协调原则要求模型各部分尺寸符合现实逻辑或设计需求

B.结构合理原则仅需考虑模型的外观形态，无需关注力学逻辑

C.贴合需求原则是模型设计的核心，需精准匹配应用场景

D.简洁高效原则可减少模型面数，提高后续渲染效率答案：B解析：比例协调原则强调尺寸比例的合理性，符合现实或设计要求，A正确；结构合理原则不仅关注外观，还需考虑力学逻辑（如支撑稳固）和后续应用（如打印壁厚），B错误；贴合需求是设计的核心，确保模型适配场景，C正确；简洁高效原则可减少冗余面数，降低复杂度，提升渲染、导出等后续操作效率，D正确。2.某设计师设计的桌面台灯三维模型，出现“灯杆过细，无法支撑灯罩重量”的问题，违背了三维模型设计的（）原则A.比例协调

B.结构合理

C.贴合需求

D.简洁高效答案：B解析：灯杆过细无法支撑灯罩重量，核心是模型结构不符合力学逻辑，支撑结构不稳固，违背了“结构合理原则”；比例协调原则侧重各部分尺寸比例，如灯杆长度与灯罩大小的比例，本题未涉及比例问题，A错误；贴合需求原则侧重适配应用场景，本题未偏离台灯的使用需求，C错误；简洁高效原则侧重减少面数，本题与模型复杂度无关，D错误。3.简述在设计用于3D打印的三维模型时，“结构合理原则”的具体要求。答案：用于3D打印的三维模型，结构合理原则的具体要求包括：①壁厚均匀，避免局部过薄（易断裂）或过厚（打印时内部易产生气泡），通常建议壁厚不小于1.5mm（根据打印材料调整）；②支撑结构完善，对于悬空结构（如超过45°的倾斜面、无支撑的凸起），需添加临