计算机三维建模技术在陶瓷茶具设计中的应用研究

2016-03-29林胜广西机电职业技术学院广西南宁530007

福建茶叶 2016年4期

关键词：设计研究计算机

林胜（广西机电职业技术学院，广西南宁530007）

林胜
（广西机电职业技术学院，广西南宁530007）

摘要：本文首先分析计算机建模软件3DS MAX的建模技术，将陶瓷茶具作为创作模板，详细介绍了在设计陶瓷茶具时，计算机建模软件的作用，以及对陶瓷茶具设计的辅助，以期计算机建模技术能够为陶瓷设计产业提供更大的帮助。

关键词：计算机；三维建模技术；陶瓷茶具；设计研究

笔者就以陶瓷茶具设计这一角度出发，详解3DX MAX计算机建模技术在该行业的作用。

1　3　DX MAX计算机建模技术

当下，3DS MAX作为计算机中全面的建模软件，含有多种建模方法，相关设计者不但可以使用该软件当中自带的几何模型，也可以自行创建基础模型甚至高级模型。在3DS MAX软件当中，无论建立什么样的模型都能从二维平面或三维立体角度着手，建立基础模型过程也可以理解成以二维平面的方式构建有关造型的技术方式。使用图形与各样式曲线构建二维图形，利用数学中常见的平面直角坐标系对图形进行相关表达。

它的具体构建方式是：利用图形画板构建模型的二维平面，修改面板当中的相关数据以此构建较为繁琐的二维模型。将构建好的二维模型通过挤压、放样、旋转等方式使其变成立体的三维空间造型。

高级建模即从三维立体空间开始进行模型的构建，使用基础模型、平面、格子图、局部细化和变形等方式设计三维立体空间模型，常用数学中的空间直角坐标系对物体记性相关的表达。它的构建方式是：使用3DS MAX软件中内设的标准三维空间形体，以此作为蓝本，开展空间模型的造型设计工作。使用复合模型设计复合造型，并且可以使用多边形的网格、平面、NURBS设计较为复杂的立体造型。

在开始进行模型设计之前，需要清楚陶瓷茶具主要是以哪些部分加以拼凑而成。其中茶壶是由壶底、壶身、壶盖、圈足这四部分组合而成。其中壶盖中含有孔、钮、盖、座这四个小部分，壶身有壶嘴、茶壶把、腹、流、还有过滤等环节。茶杯有杯身、杯口、唇墙、杯底、杯把等环节构建而成。除此之外茶具还包括了有茶海、茶叶罐、茶杯等。虽然茶具中的造型大同小异，但这些茶具的造型可以表现得千姿百态，利用计算机建模技术也可以利用多种建模方法创造出相似的模型，接下来笔者就把陶瓷茶具在进行造型设计时常用的建模方法进行解析。

2　使用基础建模方式进行陶瓷茶具设计的技术解析

2.1车削建模

在中轴线对称造型的构建当中，很多陶瓷茶具的造型设计时都喜欢使用车削建模。例如，圆形的茶杯、茶壶等。车削建模命令是设计师进行陶瓷茶具设计时所使用频率次数较高的一种命令，它的创建方式如下。

首先，需要画出茶具当中对称物体的剖面图，并画出这个曲线的一半。在进行剖面的绘画时，可以使用计算机建模软件中的曲线设计器对这些曲线进行数据的修改和布尔运算。在判定旋转的方向与角度以后让该剖面曲线朝着中心轴进行旋转，从而就可以构建成一个对称的立体三维模型。在制作完毕以后，还可以增加一些细节的修改指令，以此丰富该陶瓷茶具模型的丰富性。

2.2挤压建模

以朝着相同方向拉长横截面，并且横截面的形态不会发生变化的三维物体，均可以使用挤压建模的方式进行陶瓷茶具的造型设计。其具体的创建方法是：首先描绘出需要进行设计的陶瓷茶具截面的图像，使用曲线设计器对陶瓷茶具的截面图形进行数据纠正或者布尔运算。在判定该模型的拉伸长度以后，让截面图像朝着它的法线方向开始挤压。这样就可以构建成一个陶瓷茶具的三维立体模型了。在陶瓷茶具的设计当中，一些壶钮、壶把在进行造型设计时都可以运用该种建模方式。

2.3放样建模

在陶瓷茶具进行设计时，放样建模的运用相较于上文提到的两大建模方式，它的使用则更加频繁。它是由两个或以上的二维平面造型拼凑成为一个三维造型，就是依靠每一个二维平面进行横截剖面，以此组合成一个立体的三维造型。放样建模可以解释为把很多的二维平面的造型依靠一个精细有序的组合排列方式构建成一个三维空间的立体造型。用构建一个横截面是圆形的茶壶把作为例子，首先需要画出相应的曲线作为该模型的路径，再利用曲线设计器对该曲线的数据进行相应的调整，接下来还需要描绘出一个截面圆形，需要先针对路径进行甄选，点击放样按钮，接下来点击获得图形，选定图形合成放样的壶把的造型。还可以选定截面，点击放样键，在选择获得路径，依靠路径生成相应的造型。在此之后，可以进入修改界面利用曲线设计器对该造型进行缩放、扭曲等造型设计，创造出更加多样化的陶瓷茶具形体，放样建模在一些较为另类的茶壶造型中会被广泛使用。

3　使用高级建模方式进行陶瓷茶具设计的技术解析

计算机建模软件3DS MAX之中，一共有三种高级建模技术，分别为多边形建模技术、平面建模技术和NURBS建模技术。这三种建模技术各有所长，但在陶瓷茶具设计时，以多边形建模技术的使用最为广泛，因此本文将重点讲解多边形建模技术。

计算机建模技术已经早早融入陶瓷茶具设计，高级建模技术中的多边形建模技术仍是在陶瓷茶具设计时最为常见也最为经典的建模方法，其原因在于多边形建模技术往往在进行陶瓷茶具建模时显示的层次分明，非常直观、便于理解。并且在进行陶瓷茶具设计时，对于数据的修改也非常简便。因此，多边形建模技术往往在陶瓷茶具设计行业有着得天独厚的优势。细说到3DS MAX软件之中，使用多边形建模技术主要依赖于两大命令，分别是可编辑多边形与可编辑网格。这两大命令在面板数据上较为相似，只不过在多边形的意义判定上有所不用。可编辑网格将二维平面图形划分成三角形，而可编辑多边形却是把平面多边形分类为四边形。这两种命令对于网格进行的相关操作中，方法其实是一样的。但是，多边形编辑在绝大多数的情况下具有更高的工作效率，伴随着计算机多边形编辑技术的飞跃，其工程都远远超过了编辑网格，逐渐成为多边形建模当中最为重要的工具。因此，在陶瓷茶具设计建模软件设计当中，可把它直接设定为可编辑多边形。多边形建模法也被叫做实体建模法，在进行陶瓷茶具建模时主要有两种思路。

3.1这种建模方法有点相似于素描的绘画方式，即把全部形体描绘较为繁琐的物体都归纳成形态较为简单的立体几何造型，如长方体、圆柱体等。在对这些简单的立体几何造型进行塌陷处理之后，再利用多边形编辑，对这些图形进行相关的雕刻打磨工作。

3.2第二种是把二维平面转变成三维立体造型之后进行塌陷处理，再进行多边形编辑，并针对相应造型进行雕刻打磨工作，所运用的“雕刻打磨”的方式完全相同。

在多边形建模技术当中，使用频率最高、同时也是操作最为简单基础的工具就是插入和挤压工具，可以对任何几何造型开展塑造。例如将圆柱体作为例子，设定很少的边数，将其塌陷成为可编辑多边形之后，对该圆柱的上面一部分应用面通过插入后再挤出，在此之中可以多次下达挤出指令，修改挤出的长度值，以此获取到正负值长度的挤压为完全形态的陶瓷茶具的壶嘴模型。当陶瓷茶具的相关的数据进行调整完毕之后，就需要针对这些茶具中的微小细节加以雕琢。在此过程中，需要将模型的精准程度提高，进入对陶瓷茶具的点、线、面之外的层次的调试。在这过程当中，相关设计师可能会经常下达的指令有移除、连接、目标连接等。其中目标连接的指令下达通常会使在陶瓷茶具设计中对于壶把的设计上，为了让陶瓷茶具增添更多的设计元素，陶瓷茶具设计师可能会针对茶具中的某些微小的细节，对于茶具模型中的某一些面进行再切割，切割指令可以用来对面直接进行划分。除此之外，若陶瓷茶具设计师需要设计出一套较为圆润明朗的陶瓷茶具造型，还可以在茶具模型的边缘处切割出一条直线，再利用平滑修改器下达相关指令，就可以得到一个造型相对圆润平滑的陶瓷茶具造型了。

整体看来，设计师使用计算机建模技术设计相关的陶瓷茶具的大致过程就是先创建一个基本形体，之后利用线与面的切割属性，进行相关的插入挤出面工作。这个过程之中，对于相应数据的调整一直贯穿其中。计算机建模工技术其实较为简单，但需要考验相关设计者对于该软件各个功能操作的熟练程度。

4　常用的辅助指令

4.1布尔运算

布尔运算属于三维形态组成的特殊形式，因此可以在二维平面与三维立体空间中构建中使用布尔运算。它的构建方法是依靠两个相对闭合的造型之间的交集和并集计算，而构造出新的物体造型。它的原理其实就是数学思维中的交集、并集的联合计算，在陶瓷茶具的设计当中，对于茶具的不同，增加造型等多采用布尔运算指令。

4.2凹凸贴图

它是一个较为另类的建模方法，它的完成是来源于所建模型的材料进行决定，依靠三维立体空间之中模仿粗糙表面的技术，将材质给予立体空间模型，并依赖光线的渲染进行处理。该建模技术通常是陶瓷茶具上的浮雕样式进行雕琢时，会运用到这种建模方法。其操作方法为，首先在平面软件中设计相关的色彩层次明显的艺术装饰纹样，表现的凹凸效果手法则是依照图像的不同原色而产生。如黑色代表突起，白色则代表凹陷。之后，在建模软件中，下达相关的粘合指令，并使用坐标设计器对相关数据参数进行修改就可以了。