文 / 鄧石蘭

韓山師范學(xué)院 521041

現(xiàn)代茶具設(shè)計(jì)效果圖一

引 言

隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)及3DSMAX三維建模技術(shù)的日益成熟，計(jì)算機(jī)已成為推動(dòng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的有效動(dòng)力，計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品造型中，陶瓷設(shè)計(jì)做為工業(yè)設(shè)計(jì)的一部分，在傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法很難滿足現(xiàn)代日用陶瓷設(shè)計(jì)的今天，陶瓷設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)結(jié)合已成為發(fā)展的必然。

造型是進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初基本形態(tài)，也是整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)最初階段的一個(gè)綜合構(gòu)思，一個(gè)完美的造型是決定其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。在整個(gè)“疲軟”的陶瓷市場(chǎng)當(dāng)中，優(yōu)良的陶瓷產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)又必然能推動(dòng)整個(gè)陶瓷市場(chǎng)的發(fā)展。本文從茶具這一造型角度出發(fā)，在3DSMAX建模技術(shù)找到其適合的命令方法。

一、建模的基礎(chǔ)技術(shù)

在3DMAX中提供了多種建模的方式，除了內(nèi)置的幾何模型之外還包括基礎(chǔ)建模及高級(jí)建模兩部分。任何的模型建立都可以從二維或三維的角度入手，基礎(chǔ)建模可理解為二維起建立的造型技術(shù)方法，利用樣條曲線和圖形創(chuàng)建二維圖形。是用兩個(gè)坐標(biāo)（如XY）表示的圖形對(duì)象。創(chuàng)建方法：利用圖形面板創(chuàng)建簡(jiǎn)單的二維形體，調(diào)整修改面板參數(shù)創(chuàng)建較為復(fù)雜的二維形體；對(duì)二維形體進(jìn)行擠壓、旋轉(zhuǎn)、放樣創(chuàng)建三維造型。高級(jí)建模可理解為三維起建立的造型技術(shù)方法，利用基礎(chǔ)模型、面片、網(wǎng)格、細(xì)化及變形來(lái)創(chuàng)建三維物體。用XYZ表示的物體對(duì)象。 創(chuàng)建方法：利用內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)幾何體、擴(kuò)展幾何創(chuàng)建基本造型；利用復(fù)合物體進(jìn)行復(fù)合造型；還可用多邊形網(wǎng)格、面片、NURBS創(chuàng)建復(fù)雜造型。

在建立模型前，需了解茶具的主要組成部分。茶壺：由壺蓋、壺身、壺底、圈足四部分組成，壺蓋有孔、鈕、座、蓋等細(xì)部。壺身有口、延（唇墻）、嘴、流、腹、肩、把（柄、扳）、過(guò)濾等部分；茶杯：杯身、口、延（唇墻）、杯底圈足、把等部分；公道杯除造型組成類似茶杯外在口部有流；另外配套還包括茶托、茶海、茶盤、茶葉罐等。不同的茶具造型各異，在建模的時(shí)候也要具體分析采用適合的建模方法，同一個(gè)造型也可由不同的建模方法完成,在大型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中建模的方法也會(huì)綜合利用。下面將常用于陶瓷茶具造型建模方式加以分析。

二、基礎(chǔ)建模技術(shù)分析

1.車削建模

車削建模適用于以中軸線對(duì)稱的形體，如圓形的杯子，圓形的壺體，是茶具建模使用頻率很高的命令。創(chuàng)建方法：先繪制出對(duì)稱物體的剖面曲線，繪制該曲線的一半，繪制時(shí)可用曲線編輯器對(duì)曲線進(jìn)行修改或進(jìn)行布爾運(yùn)算。在確定旋轉(zhuǎn)的軸向和角度后使截面曲線沿中心軸旋轉(zhuǎn)，從而生成一個(gè)對(duì)稱的三維模型，完成后可加入一些修改命令產(chǎn)生豐富的形體。

2.擠壓建模

以沿同一方向延伸橫截面形狀不變的三維物體都可以采用擠壓建模。創(chuàng)建方式：先繪制模型的截面曲線，利用曲線編輯器對(duì)圖形進(jìn)行修改或布爾運(yùn)算。在確定拉伸高度后，使截面圖形沿其法線方向進(jìn)行擠壓，從而生成了一個(gè)三維形體模型。部分壺鈕、壺把等以同一方向延伸的造型都可以采用此方法。

3.放樣建模

放樣建模比車削、擠壓建模使用得更加廣泛。它是有兩個(gè)或兩個(gè)以上二維圖形組合形成的三維圖形，即通過(guò)一個(gè)路徑對(duì)各個(gè)截面進(jìn)行組合來(lái)創(chuàng)建三維模型，可以理解為將許多二維的造型通過(guò)一條路經(jīng)不斷的精密有序的排列形成一個(gè)三維立體。以創(chuàng)立一個(gè)橫截面為圓形的茶壺把為例，先繪制曲線作為路徑，曲線編輯器對(duì)曲線進(jìn)行修改，再繪制一個(gè)截面圓形，可以先選擇路徑，單擊放樣按鈕，再單擊獲取圖形，選擇圖形生成放樣的壺把，也可以先選擇截面，單擊放樣按鈕，再單擊獲取路徑，選擇路徑生成模型。之后可再進(jìn)入修改面板對(duì)截面及路徑調(diào)整或在放樣編輯器里面變形卷展欄使用縮放、扭曲、搖擺、倒角、擬合命令調(diào)整出更豐富的形體。在特殊的茶壺體造型及把手的使用上經(jīng)常使用。

三、高級(jí)建模技術(shù)分析

3DS MAX有三種高級(jí)建模技術(shù)：1.多邊形建模2.面片建模3.NURBS建模。各類建模的傾向性不同，做為產(chǎn)品類的建模方式多邊形建模更為常用，在此做為重點(diǎn)介紹。

多邊形建模是最傳統(tǒng)與最經(jīng)典的建模方式，比較容易理解，在建模的過(guò)程中也更為直觀便于修改。3ds Max中的多邊形建模主要有兩個(gè)命令：可編輯網(wǎng)格（Editable Mesh）和可編輯多邊形（Editable Poly）。兩者在面板參數(shù)上類似，只是在多邊形的界定意義上不同。可編輯網(wǎng)格將面劃分為三角形，可編輯多邊形則將多邊形面劃分為四邊形。兩者對(duì)網(wǎng)格的編輯及操作相同，而可編輯多邊形編輯效率更高，隨著可編輯多邊形技術(shù)上的提升，它的很多功能都超越了編輯網(wǎng)格成為多邊形建模的主要工具，所以在模型的進(jìn)一步加工可將其直接塌陷為可編輯多邊形而不是可編輯網(wǎng)格。

中式茶具效果圖一

歐式茶具效果圖

多邊形建模也稱為實(shí)體建模方法，在創(chuàng)立模型的思路上有兩種類型：1.第一種有點(diǎn)類似與素描起稿的方法，將所以形體復(fù)雜的物體都?xì)w結(jié)于簡(jiǎn)單的幾何造型：圓柱形、方形等等，將這些幾何形體塌陷為可編輯多邊形之后，再進(jìn)行“雕刻”。2.第二種是由二維生成的三維形體直接塌陷為可編輯多邊形后進(jìn)行“雕刻”，所使用的“雕刻”工具相同。多邊形建模中最基礎(chǔ)、使用最頻繁的“雕刻”工具為:插入與擠壓工具。在面子層級(jí)下可以對(duì)幾何造型進(jìn)行形體的塑造。以圓柱體為例，設(shè)置較少的邊數(shù)，塌陷為可編輯多邊形后，在圓柱的上半部分選擇面通過(guò)插入面后擠出，可使用擠出命令多次，調(diào)節(jié)擠出高度值，得到正負(fù)值高度的擠壓完成壺嘴大體的模。當(dāng)物體的大致外形調(diào)準(zhǔn)以后，就要對(duì)細(xì)節(jié)部分進(jìn)行刻畫，模型的精準(zhǔn)度再進(jìn)入點(diǎn)、線、面子層下調(diào)節(jié)。點(diǎn)子層級(jí)下常用的命令有點(diǎn)的移除、焊接、目標(biāo)焊接。目標(biāo)焊接通常在用在制作茶壺把手上，在壺體的上下分別擠出把手后將其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的焊接。為了表現(xiàn)更多的細(xì)節(jié)將會(huì)用線對(duì)面進(jìn)一步的切割，切分命令可以使用這個(gè)命令直接對(duì)面進(jìn)行切分，面會(huì)自動(dòng)被劃分開(kāi)，快速切割命令可對(duì)整個(gè)形體直接的橫向或縱向的切割，它的另外一個(gè)功能在于如果要得到一個(gè)線條較明朗的造型，可在物體的邊緣處切割一道，那么增加平滑修改器后渲染得到的模型是硬朗的而不是圓滑的。在線和面子層下都有近似的命令：切角和倒角命令，它的特性是在物體的邊緣形成平的或圓的倒角，從而使得物體更加光滑、圓潤(rùn)，由于陶瓷類產(chǎn)品的工藝特性，陶瓷表面上所覆蓋的釉層不會(huì)使得邊緣變得特別尖銳，即使是有棱角的造型在轉(zhuǎn)交出也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)弧度。這個(gè)在我們建造陶瓷類的模型要注意使用的命令，這樣最終做出的效果圖仿真度才會(huì)更高。整個(gè)茶具的造型建模過(guò)程就是在一個(gè)基本型體建立之后用線對(duì)面的切割，后插入擠出面，點(diǎn)的調(diào)整貫穿整個(gè)過(guò)程，工具不難理解，在于熟練掌握。

四、常用的輔助命令

1.FFD修改器

FFD是3D里最重要的網(wǎng)格物體修改工具之一，它的特點(diǎn)是通過(guò)對(duì)控制點(diǎn)的調(diào)節(jié)使網(wǎng)格物體變得平滑的變形。根據(jù)控制點(diǎn)的不同有FFD2×2×2、FFD3×3×3、FFD4×4×4，也可自行調(diào)節(jié)控制點(diǎn)的參數(shù)，形狀的不同又可分為長(zhǎng)方形、圓柱形兩種形式。在建立茶具的模型后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)形體于設(shè)計(jì)的造型不符合時(shí)，可添加這一修改器進(jìn)行調(diào)正，拖動(dòng)控制點(diǎn)改變形體而又保持形體線條的流程性，是使用率很高的命令。

2.布爾運(yùn)算

布爾運(yùn)算是形體生成的特殊形式，可以在二維圖形和三維物體的創(chuàng)建上運(yùn)用，創(chuàng)建方式是通過(guò)對(duì)兩個(gè)閉合的形體進(jìn)行并集、交集、差集運(yùn)算而產(chǎn)生新的物體形態(tài)，相當(dāng)于數(shù)學(xué)中的并、交、差運(yùn)算。在處理陶瓷上的打洞，造型上的增加多用此方法。

3.凹凸貼圖

凹凸貼圖屬于比較特殊的建模方式，由材質(zhì)完成。它是通過(guò)3D場(chǎng)景中模擬粗糙表面的技術(shù)，將帶有深度變化的凹凸材質(zhì)貼圖賦予3D物體，經(jīng)過(guò)光線渲染處理后，這個(gè)物體的表面就會(huì)呈現(xiàn)出凹凸不平的感覺(jué)。對(duì)于一些茶具上浮雕紋樣的處理則采用這樣的方式，先在平面軟件中制作黑白分明的裝飾紋樣，凹凸的效果則根據(jù)圖像的黑白色調(diào)產(chǎn)生，黑色代表凹陷，白色代表凸起，后在為模型在修改命令面板增加合適的貼圖坐標(biāo)修改器再進(jìn)行參數(shù)修改完成。

4.殼修改器

殼修改器是在現(xiàn)有的表面的相反方向添加一組面，通常用于為對(duì)象添加厚度，并且無(wú)論曲面在原始對(duì)象中的任何地方消失，邊將連接內(nèi)部和外部曲線。簡(jiǎn)單的理解就是將一個(gè)物體挖空，以圓柱為例，將塌陷為多邊形物體，刪除橫截面成為一個(gè)開(kāi)放的物體，增加殼命令就能出現(xiàn)一個(gè)空心的圓柱或成為一個(gè)造型簡(jiǎn)單的杯子，這個(gè)命令在建立一些異性的杯子壺體非常有用。

五、模型制作的注意事項(xiàng)

實(shí)體建模技術(shù)主要是通過(guò)塑造表面構(gòu)建基本模型，最后增加平滑網(wǎng)格修改器完成。所以在模型的初始建立時(shí)候應(yīng)從一個(gè)簡(jiǎn)化的模型開(kāi)始，然后再細(xì)化，如果一開(kāi)始設(shè)置的點(diǎn)面過(guò)多，模型就變得復(fù)雜不容易修改，平滑命令后發(fā)現(xiàn)形體在線條上并不流暢，尤其是在我們建立像茶具類的工業(yè)產(chǎn)品，流線型、規(guī)則是其重要特征。

中式茶具效果圖二

結(jié) 語(yǔ)

3DSMAX建模的過(guò)程中參數(shù)的不斷變化也為模型帶了很多的不可預(yù)見(jiàn)性，啟發(fā)設(shè)計(jì)師的靈感并不斷的改善設(shè)計(jì)方案至完美。3DSMAX里建模方式多樣，命令繁多，只有長(zhǎng)期的實(shí)踐操作才能夠做到融會(huì)貫通，但是歸根結(jié)底，軟件只能是作為我們更準(zhǔn)確的表達(dá)設(shè)計(jì)的虛擬媒介，好的設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)師以市場(chǎng)為導(dǎo)向，不停的思考探索而得。

現(xiàn)代茶具設(shè)計(jì)效果圖二

[1] 李鴻. 3DSMAX建模技術(shù)分析[J].邢臺(tái)學(xué)院學(xué)報(bào).2009(04).

[2] 余勇、陳開(kāi)宇.淺談?dòng)?jì)算機(jī)在陶瓷設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)[J].中國(guó)陶瓷工業(yè).2008(02).

[3] 三維視覺(jué).最三維·3ds Max模型設(shè)計(jì)完全攻略[M].清華大學(xué)出版社.2011.