3DSMAX建模技術在陶瓷茶具造型中的應用分析

文 / 鄧石蘭

韓山師范學院 521041

現代茶具設計效果圖一

引 言

隨著計算機硬件技術及3DSMAX三維建模技術的日益成熟，計算機已成為推動產品開發生產的有效動力，計算機輔助產品設計已廣泛的應用于工業產品造型中，陶瓷設計做為工業設計的一部分，在傳統的手工設計方法很難滿足現代日用陶瓷設計的今天，陶瓷設計與計算機結合已成為發展的必然。

造型是進行產品設計的最初基本形態，也是整個產品設計最初階段的一個綜合構思，一個完美的造型是決定其產品的市場競爭力的重要因素。在整個“疲軟”的陶瓷市場當中，優良的陶瓷產品造型設計又必然能推動整個陶瓷市場的發展。本文從茶具這一造型角度出發，在3DSMAX建模技術找到其適合的命令方法。

一、建模的基礎技術

在3DMAX中提供了多種建模的方式，除了內置的幾何模型之外還包括基礎建模及高級建模兩部分。任何的模型建立都可以從二維或三維的角度入手，基礎建模可理解為二維起建立的造型技術方法，利用樣條曲線和圖形創建二維圖形。是用兩個坐標（如XY）表示的圖形對象。創建方法：利用圖形面板創建簡單的二維形體，調整修改面板參數創建較為復雜的二維形體；對二維形體進行擠壓、旋轉、放樣創建三維造型。高級建模可理解為三維起建立的造型技術方法，利用基礎模型、面片、網格、細化及變形來創建三維物體。用XYZ表示的物體對象。 創建方法：利用內置的標準幾何體、擴展幾何創建基本造型；利用復合物體進行復合造型；還可用多邊形網格、面片、NURBS創建復雜造型。

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、蓋等細部。壺身有口、延（唇墻）、嘴、流、腹、肩、把（柄、扳）、過濾等部分；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，在建模的時候也要具體分析采用適合的建模方法，同一個造型也可由不同的建模方法完成,在大型的系統設計中建模的方法也會綜合利用。下面將常用于陶瓷茶具造型建模方式加以分析。

二、基礎建模技術分析

1.車削建模

車削建模適用于以中軸線對稱的形體，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。創建方法：先繪制出對稱物體的剖面曲線，繪制該曲線的一半，繪制時可用曲線編輯器對曲線進行修改或進行布爾運算。在確定旋轉的軸向和角度后使截面曲線沿中心軸旋轉，從而生成一個對稱的三維模型，完成后可加入一些修改命令產生豐富的形體。

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。創建方式：先繪制模型的截面曲線，利用曲線編輯器對圖形進行修改或布爾運算。在確定拉伸高度后，使截面圖形沿其法線方向進行擠壓，從而生成了一個三維形體模型。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。它是有兩個或兩個以上二維圖形組合形成的三維圖形，即通過一個路徑對各個截面進行組合來創建三維模型，可以理解為將許多二維的造型通過一條路經不斷的精密有序的排列形成一個三維立體。以創立一個橫截面為圓形的茶壺把為例，先繪制曲線作為路徑，曲線編輯器對曲線進行修改，再繪制一個截面圓形，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。之后可再進入修改面板對截面及路徑調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常使用。

三、高級建模技術分析

3DS MAX有三種高級建模技術：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，做為產品類的建模方式多邊形建模更為常用，在此做為重點介紹。

多邊形建模是最傳統與最經典的建模方式，比較容易理解，在建模的過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命令：可編輯網格（Editable Mesh）和可編輯多邊形（Editable Poly）。兩者在面板參數上類似，只是在多邊形的界定意義上不同。可編輯網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。兩者對網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上的提升，它的很多功能都超越了編輯網格成為多邊形建模的主要工具，所以在模型的進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體建模方法，在創立模型的思路上有兩種類型：1.第一種有點類似與素描起稿的方法，將所以形體復雜的物體都歸結于簡單的幾何造型：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行“雕刻”，所使用的“雕刻”工具相同。多邊形建模中最基礎、使用最頻繁的“雕刻”工具為:插入與擠壓工具。在面子層級下可以對幾何造型進行形體的塑造。以圓柱體為例，設置較少的邊數，塌陷為可編輯多邊形后，在圓柱的上半部分選擇面通過插入面后擠出，可使用擠出命令多次，調節擠出高度值，得到正負值高度的擠壓完成壺嘴大體的模。當物體的大致外形調準以后，就要對細節部分進行刻畫，模型的精準度再進入點、線、面子層下調節。點子層級下常用的命令有點的移除、焊接、目標焊接。目標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對點的焊接。為了表現更多的細節將會用線對面進一步的切割，切分命令可以使用這個命令直接對面進行切分，面會自動被劃分開，快速切割命令可對整個形體直接的橫向或縱向的切割，它的另外一個功能在于如果要得到一個線條較明朗的造型，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，由于陶瓷類產品的工藝特性，陶瓷表面上所覆蓋的釉層不會使得邊緣變得特別尖銳，即使是有棱角的造型在轉交出也會出現一個弧度。這個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更高。整個茶具的造型建模過程就是在一個基本型體建立之后用線對面的切割，后插入擠出面，點的調整貫穿整個過程，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里最重要的網格物體修改工具之一，它的特點是通過對控制點的調節使網格物體變得平滑的變形。根據控制點的不同有FFD2×2×2、FFD3×3×3、FFD4×4×4，也可自行調節控制點的參數，形狀的不同又可分為長方形、圓柱形兩種形式。在建立茶具的模型后，當發現形體于設計的造型不符合時，可添加這一修改器進行調正，拖動控制點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.布爾運算

布爾運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建上運用，創建方式是通過對兩個閉合的形體進行并集、交集、差集運算而產生新的物體形態，相當于數學中的并、交、差運算。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，由材質完成。它是通過3D場景中模擬粗糙表面的技術，將帶有深度變化的凹凸材質貼圖賦予3D物體，經過光線渲染處理后，這個物體的表面就會呈現出凹凸不平的感覺。對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，凹凸的效果則根據圖像的黑白色調產生，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修改器再進行參數修改完成。

4.殼修改器

殼修改器是在現有的表面的相反方向添加一組面，通常用于為對象添加厚度，并且無論曲面在原始對象中的任何地方消失，邊將連接內部和外部曲線。簡單的理解就是將一個物體挖空，以圓柱為例，將塌陷為多邊形物體，刪除橫截面成為一個開放的物體，增加殼命令就能出現一個空心的圓柱或成為一個造型簡單的杯子，這個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

實體建模技術主要是通過塑造表面構建基本模型，最后增加平滑網格修改器完成。所以在模型的初始建立時候應從一個簡化的模型開始，然后再細化，如果一開始設置的點面過多，模型就變得復雜不容易修改，平滑命令后發現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產品，流線型、規則是其重要特征。

中式茶具效果圖二

結 語

3DSMAX建模的過程中參數的不斷變化也為模型帶了很多的不可預見性，啟發設計師的靈感并不斷的改善設計方案至完美。3DSMAX里建模方式多樣，命令繁多，只有長期的實踐操作才能夠做到融會貫通，但是歸根結底，軟件只能是作為我們更準確的表達設計的虛擬媒介，好的設計需要設計師以市場為導向，不停的思考探索而得。

現代茶具設計效果圖二

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