Rhino 物件

Rhino 中基本的几何体是点、曲线、曲面、多重曲面、挤出物件以及网格物件。

为什么使用 NURBS 建模

NURBS(非均匀有理 B 样条)是一种能够用来进行精确建模的数学表达。从简单的二维直线、圆、圆弧或方体,到复杂的三维自由造型曲面或实体,都可以通过 NURBS 来表达。由于其具有灵活、精确的特点,所以可以应用于从草图绘制、动画制作到加工制造等各个方面。

NURBS 几何体提供给设计人员一种工业级标准的三维自由造型。造型和功能两者都非常重要。Rhino 除了被应用于船舶、航空航天、汽车外观与内饰设计等领域外,家庭及办公家具、医疗与运动设备、鞋、珠宝等制造商也通过 Rhino 来创建自由造型。

NURBS 建模也同样被专业动画制作人和数字艺术家广泛使用。对比多边形网格建模,NURBS 不存在细分面片,生成的模型可以在任何分辨率下进行渲染,可以在任何分辨率下生成渲染网格,更多关于 NURBS 的数学知识,请参考 什么是 NURBS?

点物件在三维空间中标记出一个独立的点,点物件是 Rhino 中最简单的物件,可以放置在空间中的任何位置,点物件常常被用作标记位置。


点物件。

请参考: 建立点物件。

曲线

Rhino 曲线就像是一根线,可以被拉直或弯曲,也可以把两头系紧(闭合)或解开(开放)。

多重曲线是把多条曲线段首尾相连在一起。

Rhino 提供多种绘制曲线的工具,您可以绘制平直的直线、由多条直线相连而成的多重直线、圆弧、圆、多边形、椭圆、弹簧线和螺旋线等。

您也可以通过曲线的控制点绘制曲线,也可以选取数个点绘制通过这几个点的曲线。


封闭的和开放的曲线

Rhino 中的曲线有直线、圆弧、圆、自由造型曲线以及以上这些曲线组合而成的曲线,曲线可以是开放或者封闭的、平面或非平面的。

通常来说,曲面/网格/细分边缘相当于曲线。当指令提示拾取曲线时,边缘可以当作曲线被拾取。

请参考: 绘制曲线与直线

曲面

曲面就像是一个有弹性的矩形橡胶片,NURBS 既可以表现如平面和圆柱这样的简单造型,也可以表现如雕刻曲面这样的复杂自由造型。

Rhino 中所有创建曲面的工具生成的物件都是相同的类型:NURBS 曲面,Rhino 带有很多直接生成曲面或通过现有曲线生成曲面的工具。

所有的 NURBS 曲面内部都具有一个矩形结构。

甚至于圆柱面这样的造型也可以看作是一个矩形面首尾相接构成的,相接的边缘处被称为接缝,即使一个造型看起来不是矩形结构,它也是通过矩形结构修剪或移动了边缘的控制点形成的。

封闭的和开放的曲面

曲面可以是开放或封闭的,两端开放的圆柱面,有一个方向是封闭的。

环状体在两个方向都是封闭的。

修剪与未修剪曲面

曲面可以是修剪或未修剪的,修剪过的曲面由两部分组成,未修剪时定义其基本几何造型的所有元素依然存在,曲面上的修剪曲线标记并区分出了被修剪和被保留的部分。

修剪曲面是将未修剪曲面通过 trim 或 split 指令用曲线或其他曲面修剪以后产生的。有一些指令可以直接生成修剪曲面。

曲面的形状仍然由一组类似矩形排列的控制点来定义。

了解一个曲面是修剪曲面还是未修剪曲面非常重要,通过 Properties 指令打开物件属性的详细列表,从中可以查看物件是否已被修剪。一些 Rhino 指令只能运行于未修剪曲面,一些软件无法导入已修剪的 NURBS 曲面。

修剪曲线潜藏于曲面下,曲面绝大多数情况下都超出了修剪曲线划定的范围,但是您无法看到潜藏的曲面部分,因为 Rhino 不会去显示修剪曲线之外的部分,每一个被修剪的曲面都保留了被修剪部分的几何信息,您可以通过 Untrim 指令移除潜藏在曲面的修剪曲线,将已修剪曲面恢复为未修剪曲面。

如果修剪曲线贯穿了曲面,修剪曲线和影响曲面结构的控制点之间并没有实际的联系,可以打开已修剪曲面的控制点,您可以看到的控制点布局和曲面被修剪之前是一样的。

如果从平面曲线创建曲面,则曲面可以是已修剪的曲面。如图所示的曲面是从一个圆创建的,控制点呈矩形结构排列定义了曲面。

通过 Untrim 指令移除修剪曲线,曲面恢复到了未修剪之前的矩形曲面。

曲面结构线与边缘曲线

在线框显示模式下,曲面看起来就像是一些相互交织的曲线,这些曲线被称为结构曲线结构线。结构曲线和定义多边形网格的网格线不同,结构曲线并不用于定义曲面的曲线,结构线只是视觉上的辅助,让您可以在屏幕上辨识曲面的形状。曲面被选取时,曲面的结构线会以醒目提示颜色显示。

曲面的边缘有边缘曲线,边缘曲线可以输入到其他指令进行运算。


结构曲线(1), 边缘曲线(2)。

请参考: 创建曲面。

多重曲面

一个多重曲面是由两个或以上曲面组合在一起构成的。一个构成封闭空间的多重曲面又称为实体。


封闭的和开放的多重曲面。

请参考: 多重曲面。

实体

实体是一个封闭的曲面或多重曲面,无论何时,只要曲面或多重曲面能够形成完全封闭的空间就可以构成实体。Rhino 可以建立单一曲面实体、多重曲面实体以及挤出物件实体。

单一曲面可以将其自身环绕包裹组合在一起,例如球体, 环状体, 和椭球体,打开这些单一曲面的控制点,可以修改曲面的形态。


单一曲面实体。

有些 Rhino 指令可以建立多重曲面实体。例如棱锥, 圆锥体以及平顶椎体等为多重曲面实体。

SolidPtOn 指令可以打开掣点,掣点可以简单理解为多重曲面的控制点。


多重曲面实体。

请参考: 创建实体物件。

轻量化的挤出物件

轻量级的挤出物件仅记录挤出的轮廓线和挤出长度,而不是像 NURBS 物件一样记录每条结构线。使用 BoxCylinderTubeExtrudeCrv 指令可以创建挤出物件。挤出物件可以用平面洞加盖或直接保持开放状态。当一些指令需要在挤出物件上加入附加信息或要对其进行编辑的时候,挤出物件会被自动转为多重曲面。使用 PointsOn 指令或按 F10 可以开启挤出物件控制点。

挤出物件 挤出物件控制点已开启

请参考: 挤出曲线与曲面。

网格物件

有很多模型师使用多边形网格表现用于渲染、动画、立体光刻、可视化、有限元分析等的几何图形,通过 Mesh 指令可以将 NURBS 几何图形转换为可以导出的多边形网格。除此以外,还有一些网格生成指令,如 MeshSphere, MeshBox, MeshCylinder 等指令可以生成网格物件。


网格物件。

附注

请参考: 建立网格物件

细分物件

Rhino 细分物件是高精度 Catmull Clark 细分曲面,旨在快速建模和编辑复杂的有机形状。

细分边缘和顶点类型

转换细分物件的指令

 

 

 

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