1.1.2 Rhino建模的相关术语
在讲解Rhino 3D中的工具命令之前,需要对它的常见术语做一下说明,这些理论知识对用户理解工具各选项的功能有很大的帮助。即使未能完全理解也没有关系,在后面遇到的时候可以返回这里进行巩固。
1.非统一有理B样条(NURBS)
Rhino 3D是以NURBS为基础的三维造型软件,通过它创建的一切对象均由NURBS定义。NURBS是一种非常出色的建模方式,它是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写,直译过来便是“非统一有理B样条”。在高级三维软件中都支持这种建模方式,相比于传统的网格建模方式,它能够更好地控制物体表面的曲线度,从而创建出更为逼真、生动的造型。使用NURBS建模造型,可以创建出各种复杂的曲面造型,以及特殊的效果,如动物模型、流畅的汽车外形等。如图1-2所示为NURBS造型中常见的各元素。
图1-2 NURBS造型中常见的各元素
2.阶数(Degree)
一条NURBS曲线有4个重要的参数:阶数(Degree)、控制点(Control Point)、节点(Knot)、评定规则(Evaluation Rule)。其中,阶数(Degree)是最主要的参数,又称为度数,它的值总是一个整数。阶数决定了曲线的光滑长度,比如,直线为一阶、抛物线为二阶等。其中的一阶、二阶说明该曲线的阶数为1或2。
通常情况下,曲线的阶数越高,则表现出来的效果越光滑,因此计算所需的时间也越长。曲线的阶数不宜设置得过高,满足要求即可,以免给以后的编辑带来困难。如果创建一条直线,将其复制为几份,然后将它们更改为不同的阶数,可以看出,随着阶数的不同,控制点的数目也会随之增加。如果移动这些控制点就会发现,这些控制点所管辖的范围也不尽相同,如图1-3所示。
图1-3 阶数对曲线的影响
技术要点:
若要更改曲线的阶数,则可以在曲线编辑工具列中选择【变更阶数】工具,也可以选择菜单栏中的【编辑】|【改变阶数】命令来对曲线(或曲面)的阶数进行更改。
3.控制点(Control Point)
这里需要对控制点与编辑点进行区分。控制点一般在曲线之外,控制点之间的连线在Rhino 3D中呈虚线显示,称为外壳线(Hull),而编辑点则位于曲线之上,并且在向一个方向移动控制点时,控制点左右两侧的曲线随控制点的移动而发生变化,在拖动编辑点时,它始终位于曲线之上,无法脱离,如图1-4所示。
在修改曲线的造型时,一般情况下是通过移动曲线的控制点来完成的。控制点为附着在外壳线(Hull)虚线上的点群。由于曲线的阶数与跨距的不同,移动控制点对曲线的影响也不同。移动控制点对曲线的影响程度又称为权重(Weight),如果一条曲线的所有控制点权重相同,则称该曲线为非有理线条,反之,则称为有理线条。
图1-4 控制点与编辑点的区别
技术要点:
控制点的权重可以通过位于点的编辑工具列上的编辑控制点权值工具来更改。
4.节点(Knot)
首先关于曲线上节点的数目可以通过控制点的数目减去曲线的阶数,然后加一计算得到。因此增加节点,控制点也会被添加;删除节点,控制点也会随之被删除。控制点与节点的关系如图1-5所示(图中曲线的阶数为3)。
图1-5 曲线的控制点与节点
节点在曲线的创建中,显得并不太重要,但是如果以这条曲线为基础创建一块曲面,则这时可以看到,曲线节点的位置与曲面结构线的位置一一对应,如图1-6所示。
图1-6 节点与结构线的对应关系
技术要点:
如果两个节点发生重叠,则重叠处的NURBS曲面就会变得不光滑起来。当节点的多样性值与其阶数一样时,将其称为全复节点(Full Multiplicity Knot),这种节点会在NURBS曲线上形成锐角点(Kink)。