3dsmax教学计划方案-第六章-二维图形建模

3dsmax教学计划方案徐庆华第1页共31页第六章：二维图形建模在建模和动画中，二维图形起着非常重要的作用。3dsmax的二维图形有两类，它们是样条线和NURBS曲线。它们都可以作为三维建模的基础或者作为PathConstraint控制器的路径。但是它们的数学方法有本质的区别。NURBS的算法比较复杂，但是可以非常灵活地控制最后的曲线。通过本章的学习，能够掌握如下内容：创建二维对象；在次对象层次编辑和处理二维图形；调整二维图形的渲染和插值参数；使用二维图形编辑修改器创建三维对象。6.1二维图形的基础6.1.1二维图形的术语二维图形是由一条或者多条样条线（Spline）组成的对象。样条线是由一系列点定义的曲线。样条线上的点通常被称为节点(Vertex)。每个节点包含定义它的位置坐标的信息，以及曲线通过节点方式的信息。样条线中连接两个相邻节点的部分称为线段（Segment），见图6.1。a节点（Vertex）b线段（Segment）c样条线（Spline）3dsmax教学计划方案徐庆华第2页共31页图6.16.1.2二维图形的用法二维图形通常作为三维建模的基础。给二维图形应用一些诸如Extrude、Bevel、BevelProfile和Lathe等编辑修改器就可以将它转换成三维图形。二维图形的另外一个用法是作为PathConstraint控制器的路径。还可以将二维图形直接设置成可以渲染的，来创建诸如霓虹灯一类的效果。6.1.3节点的类型节点用来定义二维图形中的样条线。节点有如下四种类型：Corner（拐角）：Corner节点类型使节点两端的入线段和出线段相互独立，因此两个线段可以有不同的方向。Smooth（光滑）：Smooth节点类型使节点两侧的线段的切线在同一条线上，从而使曲线有光滑的外观。Bezier：Bezier节点类型的切线类似于Smooth节点类型。不同之处在于Bezier类型提供了一个可以调整切线矢量大小的句柄。通过这个句柄可以将样条线段调整到它的最大范围。BezierCorner（Bezier拐角）：BezierCorner节点类型分别给节点的入线段和出线段提供了调整句柄，但是它们是相互独立的。两个线段的切线方向可以单独进行调整。6.1.4标准的二维图形3dsmax提供了几个标准的二维图形（样条线）按钮，见图6.2。二维图形的基本元素都是一样的。不同之处在于标准的二维图形在更高层次上有一些控制参数，用来控制图形的形状。这些控制参数决定节点的位置、节点的类型和节点的方向。在创建了二维图形后，还可以在编辑面板对二维图形进行编辑。我们将在后面对这些问题进行详细讨论。6.1.5二维图形的共有属性二维图形有一个共有的Rendering（渲染）和Interpolation（插值）属性。这两个卷展栏见图6.3。3dsmax教学计划方案徐庆华第3页共31页图6.2图6.3在默认情况下，二维图形不能被渲染。但是，有一个选项可以将它设置为可以渲染的。如果激活了这个选项，那么在渲染的时候将使用一个指定厚度的圆柱网格取代线段。这样就可以生成诸如霓虹灯等的模型。指定网格的边数可以控制网格的密度。可以指定是在视口中渲染二维图形，还是在渲染时渲染二维图形。对于视口渲染和扫描线渲染来讲，网格大小和密度设置可以是独立的。在3dsmax内部，样条线有确定的数学定义。但是在显示和渲染的时候就使用一系列线段来近似样条线。插值设置决定使用的直线段数。步数（Step）决定在线段的两个节点之间插入的中间点数。中间点之间用直线来表示。Steps参数的取值范围是0到100。0表示在线段的两个节点之间没有插入中间点。该数值越大，插入的中间点就越多。一般情况下，在满足基本要求的情况下，尽可能将该参数设置的最小。在样条线的Interpolation卷展栏中还有Optimize和Adaptive选项。当选取了Optimize复选框，3dsmax将检查样条线的曲线度，并减少比较直的线段上的步数，这样可以简化模型。当选取了Adaptive复选框，3dsmax则自适应调整线段。6.1.6StartNewShape选项在ObjectType卷展栏中有一个StartNewShape选项（参见图6.2），用来控制所创建的一组二维图形是一体的，还是独立的。前面已经提到，二维图形可以包含一个或者多个样条线。当创建二维图形的时候，如果选取了StartNewShape复选框，创建的图形就是独立的新的图形。如果关闭了StartNewShape选项，那么创建的图形就是一个二维图形。6.2创建二维图形6.2.1使用Line、Rectangle和Text工具来创建二维图形在这一小节我们将使用Line、Rectangle和Text工具来创建二维对象。1.启动3dsmax，或者在菜单栏选取File/Reset，复位3dsmax。2.在创建命令面板中单击Shapes按钮。3dsmax教学计划方案徐庆华第4页共31页3.在Shapes面板中单击Line按钮。这时Create面板上的Shapes分类自动打开，并选取了Line工具，见图6.4。图6.44.在前视口单击创建第一个节点，然后移动鼠标再单击创建第二个节点。5.单击鼠标右键，结束画线工作。使用Line1.继续前面的练习，在菜单栏选取File/Open，然后从本的配套光盘中打开文件Samples\ch06\ch06_01.max。这是一个只包含系统设置，没有场景信息的文件。2.在顶视口单击鼠标右键激活它。3.单击视图导航控制区域的Max/MinToggle按钮，切换到满屏显示。4.在创建命令面板中单击Shapes按钮，然后在命令面板的ObjectType卷展栏单击Line按钮。5.在Create面板中仔细观察CreationMethod卷展栏的设置，见图6.6。这些设置决定样条线段之间的过渡是光滑的还是不光滑的。InitialType设置是Corner，表示用单击的方法创建节点的时候，相邻的线段之间是不光滑的。6.在顶视口采用单击的方法创建3个节点，见图6.7。创建完3个节点后单击鼠标右键结束创建操作。从图6.7中可以看出，在两个线段之间，也就是节点2处有一个拐角。图6.6图6.77.在Create面板的CreationMethod卷展栏，将InitialType设置为Smooth。8.采用与第6步相同的方法在顶视口创建一个样条线，见图6.8。从图6.8中可以看出选择Smooth后创建了一个光滑的样条线。DragType设置决定拖曳鼠标时创建的节点类型。不管是否拖曳鼠标，Corner类型使每节点1节点2节点3线段11线段213dsmax教学计划方案徐庆华第5页共31页个节点都有一个拐角。Smooth类型在节点处产生一个不可调整的光滑过渡。Bezier类型在节点处产生一个可以调整的光滑过渡。如果将DragType设置为Bezier，那么从单击点处拖曳的距离将决定曲线的曲率和通过节点处的切线方向。9在CreationMethod卷展栏，将InitialType设置为Corner，将DragType设置为Bezier。10.在顶视口再创建一条曲线。这次采用单击并拖曳的方法创建第2点。这次创建的图形应该类似于图6.9中下面的图。图6.8图6.9使用Rectangle工具1.在菜单栏选取File/Reset，复位3dsmax。2.单击创建命令面板的Shapes按钮。3.在命令面板的ObjectType卷展栏单击Rectangle按钮。4.在顶视口单击并拖曳创建一个矩形。5.在Create面板的Parameters卷展栏，将Length设置为100，将Width设置为200，将CornerRadius设置为20。这时的矩形见图6.10。Rectangle是只包含一条样条线的二维图形，它有8个节点和8个线段。6.选择矩形，然后打开Modify命令面板。矩形的参数在Modify面板的Parameters卷展栏中，见图6.11。用户可以改变这些参数。图6.10图6.11使用Text工具1.在菜单栏中选取File/Reset，复位3dsmax。3dsmax教学计划方案徐庆华第6页共31页2.在创建命令面板中单击Shapes按钮。3.在命令面板的ObjectType卷展栏单击Text按钮。这时在Create面板的Parameters卷展栏显示默认的文字（Text）设置，见图6.12。从图6.12中可以看出，默认的字体是Arial，大小是100个单位，文字内容是MAXText。4.在Create面板的Parameters卷展栏，采用单击并拖曳的方法选取MAXText，使其突出显示。5.采用中文输入方法键入文字“动画”，见图6.13。图6.12图6.136.在顶视口单击创建文字，见图6.14。这个文字对象由多个相互独立的样条线组成。7.确认文字仍然被选择，到Modify面板。8.在Modify面板的Parameters卷展栏将字体改为隶，将Size改为80，见图6.15。图6.14图6.15视口的文字自动更新，以反映对参数所做的修改，见图6.16。与矩形一样，文字也是参数化的，这就意味着可以在Modify面板中通过改变参数控制文字的外观。6.2.2在创建中使用StartNewShape选项前面已经提到，一个二维图形可以包含多个样条线。当StartNewShape选项被打开后，3dsmax将新创建的每个样条线作为一个新的图形。例如，如果在StartNewShape选项被打3dsmax教学计划方案徐庆华第7页共31页开的情况下创建了三条线，那么每条线都是一个独立的对象。如果关闭了StartNewShape选项，后面创建的对象将被增加到原来的图形中。下面我们就举例来说明这个问题。1.在菜单栏选取File/Reset，复位3dsmax。2.在Create命令面板的Shapes中，关闭ObjectType卷展栏下面的StartNewShape按钮。3.在ObjectType卷展栏中单击Line按钮。4.在顶视口通过单击的方法创建两条直线，见图6.17。图6.16图6.175.单击主工具栏的SelectandMove按钮。6.在顶视口移动二维图形。由于这两条线是同一个二维图形的一部分，因此它们一起移动。6.2.3渲染样条线1.启动3dsmax，或者在菜单栏选取File/Reset，复位3dsmax。2.在菜单栏选取File/Open，然后从本的配套光盘中打开文件Samples\ch06\ch06_02.max。该文件包含了默认的文字对象，见图6.18。图6.183.在顶视口单击鼠标右键，激活它。4.单击主工具栏的RenderScene按钮。5.在RenderScene对话框Common面板中CommonParameters卷展栏的OutputSize区域，选取320x240。然后单击Render按钮。文字没有被渲染，在渲染窗口中没有任何东西。6.关闭渲染窗口和RenderScene对话框。7.确认仍然选择了文字对象，到Modify面板，打开Rendering卷展栏。在Rendering卷展栏中显示了Viewport和Renderer选项。可以在这里为视口或者渲染设置Thickness、Sides和Angle的数值。8.在Rendering卷展栏中选取Renderer选项，然后选择Renderable复选框，见图6.19。9.确认仍然激活了顶视口，单击主工具栏的QuickRender按钮。文字被渲染了，渲染结果见图6.20。3dsmax教学计划方案徐庆华第8页共31页图6.19图6.2010.关闭渲染窗口。11.在Rendering卷展栏将Thickness改为4。12.确认仍然激活了顶视口，单击主工具栏的QuickRender按钮。渲染后文字的线条变粗了。13.关闭渲染窗口。14.在Rendering卷展栏选取DisplayRenderMesh复选框，见图6.21。在视口中文字按网格的方式来显示，见图6.22。现在的网格使用的是Renderer的设置，Thic