寒假Rhino入门教程系列第九课

wdc63 · 发表于 2010-2-16 21:23:00

LESSON 9

LESSON 9
9.1 变动工具（下）
9.1.1 特殊位置工具
Rhino中有一类特殊处理空间位置关系的命令，非常强大，好的创意能让你使用这些工具做出很多不可思议的造型，下面我们来看看这些在SU、AUTOCAD中闻所未闻的特殊位置工具。
9.1.1.1

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套用UV曲线（ApplyCrv）、沿曲面流动（FlowAlongSrf）、沿曲线流动（Flow）。
这三个工具放在一起讲是因为我认为它们对物件的变动使用了相同原理，可以作为一类工具进行理解，因此我只详细讲解其中一个。

建立和套用UV曲线：

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左键为建立某曲面的UV曲线、右键是套用UV曲线到曲面上。
这个命令在Rhino中是分类于从物件建立曲线中的，但我认为它实质是处理物体位置的工具，也就是它的右键功能。
我们在Rhino中建立一个球体，并使用曲面上绘制曲线工具在球体上画一段曲线：

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我们使用建立UV曲线命令，发现我们得到了一个矩形线框和其中一条曲线，矩形线框就是球体的平面展开图，曲线也就是球体上曲线到展开图的映射曲线。

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事实上无论这个曲面是多么怪，是否开放，它的UV展开图都是一个矩形。

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那么我们只要在这个UV展开图内画上有规律的曲线，那么通过后一个工具它就可以被映射到曲面上。如图：

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很多时候我们要在曲面上去手动画出这类有规律的曲线是很困难的

关于这个工具的使用，我们下面来看个案例。
我们在第五课的时候使用旋转命令福斯特的再保险大厦体量，有同学问到那么像它那样的结构栅格该怎样建模呢？

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我们在Rhino中建立这个子弹型的体量，再展开它的UV图，发现这玩意展开UV图恰似一个正方形。而且其圆形底边恰好在正方形的一条边上。

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我们分析一下再保险大厦上的结构线，可以认为结构线若是像我们一样展开成平面的话，基本上可以认为是和底边成45°夹角的，于是我们在正方形UV展开图内画上类似如图栅格：

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我们将其套用到曲面上，就得到了再保险大厦上的栅格。

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使用我上上次课发给大家的群体成管工具对栅格曲线进行成管，太胖了我们变瘦些，再简单渲染下：

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这个过程完成只需要15分钟，若是不会这个命令或者使用sketchup来，不知要花多少时间。

我们再仔细看一下，建筑上的栅格其实是分布不均匀的，我们打开曲面的CV控制点，栅格的分布不均其实是CV点的分布不均所致:

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CV点分布较密的地方套用得到的栅格也较密，CV点分布较稀的地方套用得到的栅格也较稀。因此这个工具是有缺陷的，如果您想得到完美的结构栅格，那么曲面CV点分布也必需完全均匀（那几乎是不可能的）。
那符合结构逻辑的这类栅格该怎么做呢，很多犀牛建筑爱好者也讨论了很久类似问题，但到现在为止我也没发现最佳的解决方案，若是有每层的话可以连接每层平面的圆等分点可以较好得到模型，使用参数化工具比较好解决，但手工这样做太麻烦。《AlgorithmicModelling》这本电子书中有个瑞士再保险大厦的案例它是按照数学方法生成的，有兴趣的话您可以去找来看看。

wdc63 · 发表于 2010-2-16 21:23:22

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沿曲面流动、

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沿曲线流动
这两个工具与UV曲线套用实质上都是一类工具，都是参照曲面对原始曲面的映射。

沿曲面流动：参照曲面对原始曲面的映射，参照曲面可以是任意曲面（UV套用中的参照其实是UV展开图），映射对象可以是任何对象（UV套用中的映射对象只能是曲线）
如下面这个例子，是一位朋友使用这个功能建立的高层表皮。

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沿曲线流动：更好理解，参照曲线对原始曲线的映射，映射对象可以是任何对象。这个工具也可当成一个沿曲线变形的工具。

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9.1.1.2 定位至曲面

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（OrientOnSrf）：这个功能可以将物件定位到曲面上。例如前几次课的那个鸭子眼睛的摆放：

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选择眼睛，点击这个命令之后，选择定位的两个参考点

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空格确定之后选择需要定位到的曲面，程序会自动捕捉曲面的法线方向垂直于刚才所选参考点确定的参考位置：

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9.1.1.3 定位曲线至曲面边缘和定位垂直曲线

这两个特殊定位命令比较简单。
定位至曲面边缘

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（OrientCrvToEdge）：将曲线的一端定位至某个曲面的边缘。

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定位垂直曲线

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（OrientOncrv）：将物件垂直定位到某曲线上。

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9.1.2 特殊变形工具、
Rhino物件变动工具集中还有一类工具不是处理与物体空间位置相关的工具，而是对物体本身进行变形，下面介绍这些工具中比较常用的。

①
扭转

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（Twist）：对物体进行扭曲变形，有了这个工具我们可以很方便的做螺丝的螺纹等一类造型。
例如这个例子。

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在点击扭转命令之后，选择要扭转的物体，然后我们先选取柱形顶部的中点作为扭转的起点，再选取柱形的底部中点作为扭转的终点。

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然后引导光标转动对物体进行扭转（也可在命令行输入旋转度数），我们转4圈大约1440°

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②
弯曲锥状化和倾斜

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：这三个工具分别可对物体进行弯曲变形（bend）、锥化变形（taper）、倾斜变形物体（Shear）
弯曲效果：

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锥状化效果：

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倾斜效果:

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③ 沿着曲线变形
前面提到的那个工具

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也可以理解为一个沿着曲线变形的工具。

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④
平滑

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(smooth)：用于平滑物体，使曲面在X、Y、Z方向上的扭曲变形都同时减轻，如下图右为平滑之后的曲面。

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在Rhino变动工具中还有其他一些功能，涡旋、球形对变、延展等，由于这些功能不算太常用，这里就不详讲了，有问题的可以下来再问。

wdc63 · 发表于 2010-2-16 21:23:38

9.2 NURBS曲面理解
我们在第四课讲解了NURBS曲线的数学原理，若是明白了NURBS曲线再来理解NURBS曲面那就很容易了。我们在前面讲解很多工具时也断断续续的谈到了NURBS曲面的某些属性，在我们现在学完了几乎所有常用的曲面构成工具之后，现在来对NURBS曲面的原理做一个总结。
NURBS曲面实际上就是两个方向上的NURBS曲线的组成。
一个完整的NURBS曲面通常具有以下三个要素：
① UV
一个NURBS曲面是由两个走向的结构线构成的，U线和V线。

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曲面的U线和V线分别具有各种的曲线阶属性。曲面就是靠U线和V线上的点密度才确定该曲面的造型精细度。

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U线和V线是相对的，不存在例如偏向X轴方向为U线，偏向Y方向为V线一说。我们可以使用方向分析工具

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（DIR）的S参数来调换曲面的UV线。
我们也可以使用抽离结构线工具

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（ExtractIsoCurve）来提取曲面的UV线。

② 曲面的边界
一个完整的NURBS曲面至少有两条边。当NURBS曲面只有两条边时，那这个NURBS曲面一定是完全闭合的曲面。例如球体，椭球体等。
我们可以执行

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showedge命令打开曲面的边界：

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我们可以看到，完全封闭的曲面（球体、椭球）有两条完全重合的边界，半闭合曲面（圆锥）有三条边界、开放曲面有四条边界。

③曲面法线方向和UV方向
曲面的法线和UV方向是执行很多命令的关键，例如偏移、拉伸、贴图等。
对任意曲面执刚才提到的dir命令，可以查看曲面的法线和UV方向。

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如图，白色箭头代表曲面的法线方向，红色箭头代表U线方向，绿色箭头代表V线方向。DIR这个命令还可以反转法线和UV方向，以及反转UV结构线。

NURBS曲面比较简单，就这三个要素，关键是理解到了NURBS曲线是如何造型的，再来理解NURBS曲面是如何造型的那就是小KS了

今天课程结束。

射手明 · 发表于 2010-2-16 22:00:03

支持！楼主辛苦了！

wangqiuan · 发表于 2010-2-16 23:02:05

楼主老师啊，我想麻烦问一下，那个45度网格是怎么套到曲面上的？xiexie

wdc63 · 发表于 2010-2-17 16:09:04

ApplyCrv命令

呼呼 · 发表于 2010-2-17 18:01:17

太感谢啦，很好的教程

未来世 · 发表于 2010-2-17 23:20:00

谢谢楼主啊你很强大啊

cjsyzwsh · 发表于 2010-2-22 20:30:38

诚挚感谢楼主的精彩讲解！！

cjsyzwsh · 发表于 2010-2-22 20:33:17

再次感谢一下哈哈……

youisika · 发表于 2010-4-5 19:58:08

学习了。。不错！~ 支持LZ 。。

122543430 · 发表于 2010-4-7 17:38:25

楼主辛苦了敬礼

dracula116 · 发表于 2010-4-8 09:34:24

希望以后看到更多实际应用与建筑的课程，，非常感谢

20044589CF · 发表于 2010-4-10 10:47:06

楼主辛苦拉。。。。

CCCPGF · 发表于 2010-7-15 10:29:41

套用UV曲线（ApplyCrv）命令，眼前一亮的感觉。。。楼主辛苦了。

3582076094 · 发表于 2011-2-15 19:58:08

还是支持，赚点照度~

qcdidi · 发表于 2011-2-23 11:49:46

王版主现在是不是在重庆

沈高 · 发表于 2011-3-15 13:40:56

这一节很精彩

r1987114 · 发表于 2011-3-17 17:26:44

非常好的教程。。十分期待楼主能做一些建筑模型的范例教程

hnlykiller · 发表于 2011-4-6 17:34:31

谢谢楼主啊

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