3DSMAX建模技术在陶瓷茶具造型中的应用分析

2013-08-07邓石兰

陶瓷科学与艺术 2013年1期

文 / 邓石兰

韩山师范学院 521041

现代茶具设计效果图一

引言

随着计算机硬件技术及3DSMAX三维建模技术的日益成熟，计算机已成为推动产品开发生产的有效动力，计算机辅助产品设计已广泛的应用于工业产品造型中，陶瓷设计做为工业设计的一部分，在传统的手工设计方法很难满足现代日用陶瓷设计的今天，陶瓷设计与计算机结合已成为发展的必然。

造型是进行产品设计的最初基本形态，也是整个产品设计最初阶段的一个综合构思，一个完美的造型是决定其产品的市场竞争力的重要因素。在整个“疲软”的陶瓷市场当中，优良的陶瓷产品造型设计又必然能推动整个陶瓷市场的发展。本文从茶具这一造型角度出发，在3DSMAX建模技术找到其适合的命令方法。

一、建模的基础技术

在3DMAX中提供了多种建模的方式，除了内置的几何模型之外还包括基础建模及高级建模两部分。任何的模型建立都可以从二维或三维的角度入手，基础建模可理解为二维起建立的造型技术方法，利用样条曲线和图形创建二维图形。是用两个坐标（如XY）表示的图形对象。创建方法：利用图形面板创建简单的二维形体，调整修改面板参数创建较为复杂的二维形体；对二维形体进行挤压、旋转、放样创建三维造型。高级建模可理解为三维起建立的造型技术方法，利用基础模型、面片、网格、细化及变形来创建三维物体。用XYZ表示的物体对象。创建方法：利用内置的标准几何体、扩展几何创建基本造型；利用复合物体进行复合造型；还可用多边形网格、面片、NURBS创建复杂造型。

在建立模型前，需了解茶具的主要组成部分。茶壶：由壶盖、壶身、壶底、圈足四部分组成，壶盖有孔、钮、座、盖等细部。壶身有口、延（唇墙）、嘴、流、腹、肩、把（柄、扳）、过滤等部分；茶杯：杯身、口、延（唇墙）、杯底圈足、把等部分；公道杯除造型组成类似茶杯外在口部有流；另外配套还包括茶托、茶海、茶盘、茶叶罐等。不同的茶具造型各异，在建模的时候也要具体分析采用适合的建模方法，同一个造型也可由不同的建模方法完成,在大型的系统设计中建模的方法也会综合利用。下面将常用于陶瓷茶具造型建模方式加以分析。

二、基础建模技术分析

1.车削建模

车削建模适用于以中轴线对称的形体，如圆形的杯子，圆形的壶体，是茶具建模使用频率很高的命令。创建方法：先绘制出对称物体的剖面曲线，绘制该曲线的一半，绘制时可用曲线编辑器对曲线进行修改或进行布尔运算。在确定旋转的轴向和角度后使截面曲线沿中心轴旋转，从而生成一个对称的三维模型，完成后可加入一些修改命令产生丰富的形体。

2.挤压建模

以沿同一方向延伸横截面形状不变的三维物体都可以采用挤压建模。创建方式：先绘制模型的截面曲线，利用曲线编辑器对图形进行修改或布尔运算。在确定拉伸高度后，使截面图形沿其法线方向进行挤压，从而生成了一个三维形体模型。部分壶钮、壶把等以同一方向延伸的造型都可以采用此方法。

3.放样建模

放样建模比车削、挤压建模使用得更加广泛。它是有两个或两个以上二维图形组合形成的三维图形，即通过一个路径对各个截面进行组合来创建三维模型，可以理解为将许多二维的造型通过一条路经不断的精密有序的排列形成一个三维立体。以创立一个横截面为圆形的茶壶把为例，先绘制曲线作为路径，曲线编辑器对曲线进行修改，再绘制一个截面圆形，可以先选择路径，单击放样按钮，再单击获取图形，选择图形生成放样的壶把，也可以先选择截面，单击放样按钮，再单击获取路径，选择路径生成模型。之后可再进入修改面板对截面及路径调整或在放样编辑器里面变形卷展栏使用缩放、扭曲、摇摆、倒角、拟合命令调整出更丰富的形体。在特殊的茶壶体造型及把手的使用上经常使用。

三、高级建模技术分析

3DS MAX有三种高级建模技术：1.多边形建模2.面片建模3.NURBS建模。各类建模的倾向性不同，做为产品类的建模方式多边形建模更为常用，在此做为重点介绍。

多边形建模是最传统与最经典的建模方式，比较容易理解，在建模的过程中也更为直观便于修改。3ds Max中的多边形建模主要有两个命令：可编辑网格（Editable Mesh）和可编辑多边形（Editable Poly）。两者在面板参数上类似，只是在多边形的界定意义上不同。可编辑网格将面划分为三角形，可编辑多边形则将多边形面划分为四边形。两者对网格的编辑及操作相同，而可编辑多边形编辑效率更高，随着可编辑多边形技术上的提升，它的很多功能都超越了编辑网格成为多边形建模的主要工具，所以在模型的进一步加工可将其直接塌陷为可编辑多边形而不是可编辑网格。

中式茶具效果图一

欧式茶具效果图

多边形建模也称为实体建模方法，在创立模型的思路上有两种类型：1.第一种有点类似与素描起稿的方法，将所以形体复杂的物体都归结于简单的几何造型：圆柱形、方形等等，将这些几何形体塌陷为可编辑多边形之后，再进行“雕刻”。2.第二种是由二维生成的三维形体直接塌陷为可编辑多边形后进行“雕刻”，所使用的“雕刻”工具相同。多边形建模中最基础、使用最频繁的“雕刻”工具为:插入与挤压工具。在面子层级下可以对几何造型进行形体的塑造。以圆柱体为例，设置较少的边数，塌陷为可编辑多边形后，在圆柱的上半部分选择面通过插入面后挤出，可使用挤出命令多次，调节挤出高度值，得到正负值高度的挤压完成壶嘴大体的模。当物体的大致外形调准以后，就要对细节部分进行刻画，模型的精准度再进入点、线、面子层下调节。点子层级下常用的命令有点的移除、焊接、目标焊接。目标焊接通常在用在制作茶壶把手上，在壶体的上下分别挤出把手后将其点对点的焊接。为了表现更多的细节将会用线对面进一步的切割，切分命令可以使用这个命令直接对面进行切分，面会自动被划分开，快速切割命令可对整个形体直接的横向或纵向的切割，它的另外一个功能在于如果要得到一个线条较明朗的造型，可在物体的边缘处切割一道，那么增加平滑修改器后渲染得到的模型是硬朗的而不是圆滑的。在线和面子层下都有近似的命令：切角和倒角命令，它的特性是在物体的边缘形成平的或圆的倒角，从而使得物体更加光滑、圆润，由于陶瓷类产品的工艺特性，陶瓷表面上所覆盖的釉层不会使得边缘变得特别尖锐，即使是有棱角的造型在转交出也会出现一个弧度。这个在我们建造陶瓷类的模型要注意使用的命令，这样最终做出的效果图仿真度才会更高。整个茶具的造型建模过程就是在一个基本型体建立之后用线对面的切割，后插入挤出面，点的调整贯穿整个过程，工具不难理解，在于熟练掌握。

四、常用的辅助命令

1.FFD修改器

FFD是3D里最重要的网格物体修改工具之一，它的特点是通过对控制点的调节使网格物体变得平滑的变形。根据控制点的不同有FFD2×2×2、FFD3×3×3、FFD4×4×4，也可自行调节控制点的参数，形状的不同又可分为长方形、圆柱形两种形式。在建立茶具的模型后，当发现形体于设计的造型不符合时，可添加这一修改器进行调正，拖动控制点改变形体而又保持形体线条的流程性，是使用率很高的命令。

2.布尔运算

布尔运算是形体生成的特殊形式，可以在二维图形和三维物体的创建上运用，创建方式是通过对两个闭合的形体进行并集、交集、差集运算而产生新的物体形态，相当于数学中的并、交、差运算。在处理陶瓷上的打洞，造型上的增加多用此方法。

3.凹凸贴图

凹凸贴图属于比较特殊的建模方式，由材质完成。它是通过3D场景中模拟粗糙表面的技术，将带有深度变化的凹凸材质贴图赋予3D物体，经过光线渲染处理后，这个物体的表面就会呈现出凹凸不平的感觉。对于一些茶具上浮雕纹样的处理则采用这样的方式，先在平面软件中制作黑白分明的装饰纹样，凹凸的效果则根据图像的黑白色调产生，黑色代表凹陷，白色代表凸起，后在为模型在修改命令面板增加合适的贴图坐标修改器再进行参数修改完成。

4.壳修改器

壳修改器是在现有的表面的相反方向添加一组面，通常用于为对象添加厚度，并且无论曲面在原始对象中的任何地方消失，边将连接内部和外部曲线。简单的理解就是将一个物体挖空，以圆柱为例，将塌陷为多边形物体，删除横截面成为一个开放的物体，增加壳命令就能出现一个空心的圆柱或成为一个造型简单的杯子，这个命令在建立一些异性的杯子壶体非常有用。

五、模型制作的注意事项

实体建模技术主要是通过塑造表面构建基本模型，最后增加平滑网格修改器完成。所以在模型的初始建立时候应从一个简化的模型开始，然后再细化，如果一开始设置的点面过多，模型就变得复杂不容易修改，平滑命令后发现形体在线条上并不流畅，尤其是在我们建立像茶具类的工业产品，流线型、规则是其重要特征。

中式茶具效果图二

结语

3DSMAX建模的过程中参数的不断变化也为模型带了很多的不可预见性，启发设计师的灵感并不断的改善设计方案至完美。3DSMAX里建模方式多样，命令繁多，只有长期的实践操作才能够做到融会贯通，但是归根结底，软件只能是作为我们更准确的表达设计的虚拟媒介，好的设计需要设计师以市场为导向，不停的思考探索而得。