浮雕设计中消除锯齿的方法

浮雕设计中消除锯齿的方法

消除锯齿功能简介

新功能开辟目的一一扩大虚拟浮雕在模具

行业的应用范围，有效优化浮雕模型质量

（包括木雕行业大型的浮雕模型）

伴有着市场的飞速成长，客户对我们的软件

也提出了更高要求。在虚拟浮雕中，矩形网格的

特性决定了，在设计深浮雕棱角清晰的浮雕（如

部份饰品或者带建造物的记念币等）、或者设计

简单的有直侧壁或者准宜侧壁的注塑模等模型

时，侧面通常会有锯齿浮现。设计上的锯齿现象

影响加工出来的产品效果，增大了后期处理工

序的难度，在一定程度上限制了虚拟雕塑的应

用范围。为了

积极响应市场需求，在新版的JDPaint5.50中，

创新性的引入准矩形网格曲面的概念，根据准矩

形网格的特性埼加了消除锯齿功能，开创了浮

类软件侧面无锯齿的先例。从而很大程度上的

弥补了原有浮雕模型在加工成金属模具时所暴

露出的不足，也势必进一步扩大虚拟浮雕在模

具行业的应用范围。

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图1A和图IB、图1C分别为用矩形网格和

3

准矩形网格设计的模型，图1A中同处有锯齿

（放大观察比较明显），图1B及图1C中圆圈

处

图1A矩形网格

1B准矩形网格

图1C光滑90度直侧壁云板

部）

4

同一云纹模型局部（消除锯齿

前）

同一云纹模型局部（消除锯齿

后）

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要实现消除模型的锯齿，在虚拟雕塑中除

对

原有的操作命令作适当调整外，还邙加了相应

新功能。为了便于正确理解和操作准矩形网格,

应用好消除锯齿功能，接下来要对准矩形网格的

概念、命令实现的基本原理、操作步骤及相关

项等作详细的说明。

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新功能所涉及到概念名词解释便于更

好的把新功能融汇到建模过程中

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1.什么是锯齿

用矩形网格曲面表示的浮雕模型，直侧壁或者

准向直侧壁通常会有不光滑的现象，称之为锯

齿。矩向形网格是通过改变网格顶点的Z坐标来

描述模型的，在所有的后续操作中顶点的X、Y坐

标是不改变的。利用矩形网格的这种简化约定，

才有可能在渲染的状态下对数百万到千万顶点

数的模型进行浮雕造型。也正是这种简化约定决

定了用矩形网格为构造：框架的浮雕类软件（图

象软件）不能表现严格的直侧壁（90度直侧

壁），边界会有小于0・5个步长的误塞直侧壁，

准直侧壁处会有锯齿现象。要解决边缘锯齿现象,

必须从否定浮雕软件中最基本的假设简化

约定的网格顶点X、Y坐标不能改变入手，创建

一种新的网格基型，那就是准矩形网格。

2.什么是准矩形网格曲面

所谓准矩形网格曲面是在矩形网格曲面的基

础上，去掉顶点X、Y坐标不能挪移的约定，为了

适应现有的硬件环境，同时约定其挪移的范“围

非常很小，绝大部份情况下小于一个步长；并且

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把所有顶点分为边界顶点及非边界顶点，对边界

顶点及非边界顶点在磨光等操作时可采取不同

的策略消除锯齿的过程就是把边界顶点与2D曲

线或者3D曲线对齐的过程。

3.边界顶点一一引用该顶点的所有四边形中的

顶点数，至少有一个顶点的颜色值与其颜色不相

同。

4.内、外边界顶点在消除单个特征的锯齿时，

如果一个点是边界顶点，而且顶点的颜色与特征

的颜色相同，则为内边界顶点。反之则是外边界

顶点。

5.边界多边形一一至少有一个顶点是边界顶点

的四边形叫边界多边形。

消除锯齿的过程就是把边界顶点吸附到其附

近的2D曲线/点（改变边界顶点的X、丫坐标）

或者3D曲线/3D点（改变边界顶点的X、Y、Z

的坐标）上，并为这些顶点设置已对齐边界标

志。消除锯齿后边界顶点的X、Y、Z坐标发生

改变，边界多边形受到影响，边界局部可能浮现

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新的不

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光滑现象，这时用磨光命令可消除新的不光滑现

象。

在菜单栏里，新增了线框显示方式，在这种显

示方式是按照模型步长为单位的网格显示，便于

我们直观的理解消除锯齿命令的工作原理，能够

清晰的显示边界顶点。如图瞌色区域显示的是特

征边界

品特征边界

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没有消除锯齿前的矩形网格鸟瞰图的局部显示

（如图）

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录色为内边界项

特征

篮色区域为消除裾齿时所原响的■:阿格区域

消除锯齿，特征边界对齐边界曲线的过程，图中

边界顶点都用菱形小块标注了。

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运用消除锯齿里的“指定特征边界”命令后，边

界顶点与2D曲线在KY方向上

对其，如果是3D边界曲线就是在X、Y、Z方向

对齐。

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样处理矩形网格曲面，也可以处理准矩形网格曲

面。达到消除锯齿的效果，可以在建模的过程中

与其它命令有机结合；亦可直接用以前的方式用

矩形网格建模，完成之后再对需要消除锯齿的地

方进行消除锯齿操作。

消除锯齿功能的详细说明一一实现命令的

操作步骤及其选项详解，冲压勾选生成光

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滑直侧壁选项，擦除边界标志说明，磨光

中的

相关选项

1.矩形网格与准矩形网格的相互转化

在虚拟雕塑环境下，有两种方式把矩形网格转化

成准矩形网格：在颜色特征内冲压时，预选边界

曲线，选择生成光滑直侧壁，就可把当前的矩形

网格转化成准矩形网格；在特征菜单下，选择消

除锯齿命令后，也可把当前的矩形网格转化成准

矩形网格。通过消除锯齿下的转为矩形网格选

项，可以把当前的准矩形网格转为矩形网格。

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冲压，选择生成光滑直侧壁，可把当前模型转

为

准矩形网格。

2消除锯齿

消除锯齿通常要具备的两个条件，不同颜色

特征之间的边界和边界上的2D/3D线，单线定

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义边界方式消除锯齿例外。

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操作方式

7指定特征边界

r所有颜色色界

单螃定义的边界

r朋除樽征内边界

r转为矩形网格

调整特征这界顶点£

这界顶点w调整到p

r只操作流动层

只操作施色内边界

消除指定特征边界，

所有颜色诿界，

单携定史的边界的锯齿时」需预选□图形■

执行指定持征边界命令时如果仅预选却曲^和3冒可实现特征

边界对齐箱曲能

如图（消除锯齿命令导航栏）

A.指定特征边界一一指定单个要消除锯齿的特

征边界。具体操作是先预选该特征边界的边界

曲

线，再左键点击指定的颜色特征。如下图指定

其

中蓝色区域单独进行消除锯齿操作。

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B.所有颜色边界对模型中所有的特征边界

消除锯齿操作。预选所有边界曲线，选择该项

右

键结束命令，完成操作。预选所有的边界曲线

对所有颜色区域进行消除锯齿操作。

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C.单线定义边界一一可以不需要颜色特征，仅

通过单线定义对齐边界。预选单线，选择该项

右键结束命令，完成操作。在单线定义的区域

内填色，以及相关后续设计的浮雕模型直侧壁

是光滑无锯齿的。

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在单线定义的区域内填色，以及相关后续设计

的浮雕模型直侧壁是光滑无锯齿的。

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D.删除特征内边界一一在进行消除锯齿的操作

时，需要指定特征边界，同时会在模型上指定的

位置作上标志，以保证边界顶点在坐标X、Y向

不动，使直侧壁光滑。当新的特征区域与已经消

除锯齿区域相交，已经指定的特征边界位于新特

征区域内部，那末在该处所作的边界标志会影响

后续操作，这时需要运用删除特征内边界命令把

特征内部边界删除，以便操作。

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应用命令后，特征内的边界标志被删除掉了

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E.转为矩形网格一一根据需要可以应用该命令

把现有的准矩形网格模型转为矩形网格。

F.调整特征边界顶点Z坐标一一根据需要对边

界顶点进行适当的调整以保证准直侧壁或者90

度直侧壁光滑。在不勾选只操作流动层的情况

下，边界顶点调整到的数值就是把该特征边界顶

点的Z坐一致标置为输入的数值;在勾选只操作

流动层的情况下，输入的数值就是流动层上的边

界顶点Z坐标的变化范围。

只操作流