Rhino 物件
點物件、曲線、曲面、多重曲面、擠出物件與網格物件是 Rhino 的基本幾何物件。
NURBS 建模的優點
NURBS (Non-Uniform Rational B-splines,非一致有理 B 雲形線) 以數學的方式描述形狀,從簡單的 2D 直線、圓、圓弧,3D 的立方體到複雜的自由造型曲面或實體都可以精確建模。NURBS 因為使用彈性與精確的特性讓它可以應用在插圖、動畫、工業製造等許多不同的領域。
NURBS 幾何物件是自由、流線造型設計師使用的工業標準,可兼顧造型與功能。Rhino 可用於造船、航太、汽車內裝與外觀的設計。家事與辦公用品、家具、醫療、運動裝備、鞋類、珠寶飾品製造業也常用 Rhino 進行自由造型設計。
NURBS 建模也廣為專業動畫師和平面藝術家使用。相較於多邊形建模,其優點是沒有刻面,模型可以任何解析度彩現,也可以任何解析度從模型建立網格。關於 NURBS 數學的詳細資訊,請參考 NURBS 是什麼?。
點物件
點物件代表 3D 空間的座標,是 Rhino 裡最簡單的物件,可以放在 3D 空間的任何位置。
點物件。
請參考:建立點物件
曲線
Rhino 的曲線就像是一條可以拉直或彎曲的鐵絲,曲線可以是開放的或封閉的。
多重曲線是數條曲線以端點相接組合而成的曲線。
Rhino 有許多建立不同類型曲線的指令,例如:直線、多重直線、圓弧、圓、多邊形、橢圓形、彈簧線、螺旋線...。
您也可以使用曲線控制點繪製曲線,以及繪製通過所選點的曲線。
封閉與開放的曲線。
直線、圓弧、圓、自由造型曲線或以這些曲線組合建立的多重曲線都可以稱為曲線,曲線可以是開放的或封閉的,也可以是平面的或非平面的。
通常來說,曲面/網格/ SubD 的邊緣就等於曲線,當指令要求選取曲線時,可以選取邊緣做為曲線。
請參考:建立曲線與直線
曲面
曲面就像一張有彈性的矩形橡皮,NURBS 曲面可以呈現簡單的造型 (平面或圓柱體),也可以呈現自由造型 (Free-form) 或雕塑曲面。
Rhino 裡所有建立曲面的指令建立的都是 NURBS 曲面,也有許多可以從現有的曲線建立曲面的指令。
不論 NURBS 曲面是什麼形狀,它的內在都有一個矩形的結構。
即使是圓柱這類封閉曲面,也像是一張矩形紙捲起來,讓兩個相對的邊相接。邊緣相接之處稱為接縫。如果曲面不是矩形,表示它已被修剪,或是邊緣上的控制點已被移動。
封閉與開放曲面
曲面可以是開放的或封閉的,開放的圓柱曲面是單一方向封閉的曲面。
環狀體 (甜甜圈的形狀) 是兩個方向都封閉的曲面。
修剪與未修剪的曲面
曲面可以是修剪過的或未修剪的,修剪過的曲面由兩個部分組成:定義幾何物件形狀的原始曲面與定義曲面修剪邊界的曲線,曲面被修剪掉的部分會被隱藏起來,但仍然存在。
修剪過的曲面是由某些指令以曲線或曲面修剪或分割其它曲面建立的,但也有一些指令會直接建立修剪過的曲面。
曲面的形狀是由一群排列成矩形陣列的控制點控制。
知道曲面是否被修剪過很重要,Properties 指令可以列出曲面的修剪狀態。Rhino 的某些指令只允許選取未修剪的曲面,也有些軟體也無法匯入修剪過的 NURBS 曲面。
修剪邊界曲線會埋入到原始曲面上,原始曲面有可能遠比修剪邊界來得大,因為 Rhino 並不會畫出曲面被修剪掉的部分,所以您無法看到完整的原始曲面。Untrim 指令可移除曲面的修剪邊界,使曲面回到未修剪的原始狀態。
如果您以一條跨越曲面的曲線修剪曲面,然後開啟該曲面的控制點,會發現曲面控制點的結構完全不受曲面修剪的影響。
如果您以一條封閉的曲線建立曲面,建立的可能是修剪過的曲面,例圖是從一個圓形曲線建立的曲面,四個控制點是它的原始曲面的四邊形結構。
Untrim 指令可以移除曲面的修剪邊緣,使曲面回到未修剪的四個邊的原始曲面。
曲面的結構線與邊緣曲線
在線框模式中,曲面看起來就像許多交錯的曲線網路,這些曲線稱為結構線或結構線。這些曲線可協助您將曲面的形狀視覺化。結構線不像多邊形網格中的多邊形那樣定義曲面,它們只是讓您在螢幕上看到曲面的視覺輔助。選取曲面時,它所有的結構線都會以醒目顏色顯示。
邊緣曲線是包圍曲面的邊界,曲面的邊緣可以做為其它指令的輸入物件。
結構線 (1)、邊緣曲線 (2)。
請參考:建立曲面
多重曲面
多重曲面由兩個或以上組合在一起的曲面構成。包圍一個空間體積的多重曲面會定義為實體。
封閉與開放的多重曲面。
請參考:多重曲面
實體
封閉的單一曲面或多重曲面都可以稱為實體,Rhino 可以建立單一曲面實體、多重曲面實體與擠出物件實體。
球體、環狀體、橢圓體都是單一曲面實體,它們的控制點可以開啟做編輯改變形狀。
單一曲面實體。
多重曲面實體可以使用 SolidPtOn 指令開啟掣點做編輯,實體掣點與控制點類似,都可以改變物件的形狀,但實體掣點只會出現在曲面邊緣的端點。
多重曲面實體。
請參考:建立實體物件
輕量化的擠出物件
輕量化的擠出物件只以一條輪廓曲線與一個擠出向量描述,不像一般的 NURBS 曲面以網狀的結構線描述。Box、Cylinder、Tube 與 ExtrudeCrv 都是可以建立擠出物件的指令,擠出物件可以是開放的,或以平面封閉兩端。某些指令可能會將擠出物件轉換為多重曲面,以利編輯需要。使用 PointsOn 指令或按 開啟物件的控制點。
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| 擠出物件 | 開啟擠出物件的控制點 |
請參考:擠出曲線與曲面
網格物件
許多軟體都是以網格物件進行彩現、動畫、輸出快速成型與有限元素分析,Mesh 指令可以將 NURBS 幾何圖形轉換為網格物件輸出,並有一些指令可以直接建立網格物件,例如:MeshSphere、MeshBox、MeshCylinder 指令。
網格物件。
附註
請參考:建立網格物件
SubD 物件
Rhino 的 SubD 物件是高精密度 Catmull Clark 細分曲面,旨在快速建模和編輯複雜的有機形狀。
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Rhino 的 SubD 物件是可測量並可製造的。它們可以轉換為高質量的 NURBS 或網格 (四邊形或三角形) 物件,並匯出為支援網格或 NURBS 的檔案格式 (例如: IGES、STEP、OBJ、STL...)。
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大多數 SubD 的建立和編輯指令都可以在 SubD 功能表和 SubD 工具列找到。
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Rhino SubD Rules 文件提供 Rhino SubD 物件使用的數學定義的黃金技術標準描述。
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按 Tab 鍵或使用 ToggleSubDDisplay 指令,在方框與平滑模式之間切換 SubD 物件。