理论教育 将二维图形转为三维模型,建筑环境计算机制图四合一教程

将二维图形转为三维模型,建筑环境计算机制图四合一教程

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:样条图形可以通过修改器中的Extrude(拉伸)、Lathe(旋转)和Bevel等命令转为三维模型。图3-31是将一个大矩形和四个小矩形画在一个图上布尔差后拉伸为墙的模型。如果画错了就需要旋转模型,增加麻烦。如勾选了封口,封闭图形旋转出的三维体端部则是封闭的。图3-32为由图形旋转为花瓶、柱、台阶模型的示例。开敞或封闭的图形皆可作为径或形。图3-36是以样条图形为径,以圆、方、椭圆为形放样生成的三维模型。

将二维图形转为三维模型,建筑环境计算机制图四合一教程

样条图形可以通过修改器中的Extrude(拉伸)、Lathe(旋转)和Bevel(倒角也叫偏移拉伸)等命令转为三维模型。图3-28~图3-30是以上三个修改器的卷展栏。

1. 拉伸(Extrude)

拉伸也叫挤出。选样条图形后由下拉菜单修改器/网格编辑/拉伸(Modifiers/Mesh Editing/Extrude),或点击命令面板上的修改按钮后在修改器中选拉伸,拉伸就会进入面板上的修改栏中,在其参数卷展栏输入数值,即可实现拉伸。

图3-28 拉伸卷展栏

图3-29 旋转卷展栏

图3-30 偏移拉伸卷展栏

(1)开敞图形的拉伸:在参数卷展栏的数量(Amount)栏中输入高度(正值或负值)便拉伸为面。面有正、背之分,看面的正面可见到面的形与色,而其背面则为透明,不可见。

(2)封闭图形的拉伸:在参数卷展栏的数量(Amount)栏中输入高度,如同时勾选了封口始端(Cap Start)和封口末端(Cap End)会拉伸为有底面和顶面的封闭体形。否则,便无底面和顶面。如高度数值为0,且勾选了封口始端或封口末端,就只有底面或顶面,若同时勾选了封口始端和封口末端就会有一正一反两个面。

拉伸在建模中应用广泛,如墙体、门窗、楼地板、楼梯、平屋顶的屋面板等皆可以由拉伸来建模。图3-31为由图形拉伸为模型的示例。

图3-31 图形拉伸为模型示例

图3-31(a)是拉伸三个楼梯段后组合而成的三折式楼梯。扶手的线可由捕捉楼梯踏步端点画出再上移到扶手的高度。栏杆可由一根栏杆用沿线阵列的方法排列在扶手下面。图3-31(b)是将一个大矩形和四个小矩形画在一个图上布尔差后拉伸为墙的模型。图3-31(c)窗的框和扇可用拉伸和布尔差来做,矩形的面可作为玻璃。图3-31(d)是图3-27中(e)图右边图形的拉伸。图3-31(b)与图3-31(d)是不同方向的拉伸,为了使拉出的墙立在地上要注意被拉伸的图形应画在什么视口中,图3-31(d)是画在顶视口中的上下拉伸,图3-31(b)是画在前视口中的前后拉伸,画在左视口中的图形将是左右拉伸。如果画错了就需要旋转模型,增加麻烦。

2. 旋转(Lathe)

旋转也叫车削。选样条图形后由下拉菜单修改器/网格编辑/车削(Modifiers/Mesh Editing/Lathe),或点击命令面板上的修改按钮后在修改器中选车削,车削就会进入面板上的修改栏中,设定参数即可旋转样条图形为面或体。

图形可绕自身的X、Y、Z三轴中的任一根轴旋转,默认是绕Y轴旋转。旋转角度可以设定。卷展栏中的对齐可使旋转轴的位置对齐最小、中心和最大(Min、Center、Max),即轴移至旋转对象的最小值边、对象的中心、最大值边。如点车削的“+”号后选用轴(Axis),则可将旋转轴移至旋转对象的任何位置。如勾选了封口,封闭图形旋转出的三维体端部则是封闭的(小于360°转角时可以看出)。

图3-32为由图形旋转为花瓶、柱、台阶模型的示例。在前视图中画出花瓶、柱子一半的轮廓,绕所定圆心处的Y轴旋转360°就是花瓶和柱。在前视图中画出踏步一侧的轮廓,绕所定圆心处的Y轴旋转180°即成半圆形台阶。

3. 偏移拉伸(Modifier List/ Bevel)

偏移拉伸也叫倒角。选开敞或封闭的图形(可同时选多个)后, 在修改器中选倒角(Bevel),在其倒角值(Bevel Values)卷展栏上输入值可实现偏移拉伸。在级别1(Bevel1)中输入高度正值可向上拉伸,高度负值可向下拉伸,输入正偏移值可在拉伸的同时向外扩展,输入负偏移值可在拉伸的同时向内收缩。如勾选下面的级别2、级别3,可连续在第一次偏移拉伸后再连续进行两次偏移拉伸。在起始轮廓(Start Outline)栏内输入正或负值可放大或缩小整个的偏移拉伸体(但高度不变)。

图3-32 图形旋转为模型示例

在其参数中的封口选项,决定拉伸封闭图形生成的体是否有顶、底面。在曲面选项中,线性侧面(Linear)保持偏移拉伸的轮廓为直线,曲线侧面(Curved)可使轮廓为曲线,分段(Segment)数值定每个高度的分段,径向的划分由图形的插值/步数(Interpolation/Steps)数值定(一般曲线二点间数值为6,直线优化后的数值为1),高度如不分段,直线轮廓不能成为曲线。如选用级间平滑(Smooth Across)可使曲线更平滑。

文字也可倒角,但要勾选避免线相交(Keep Lines From),分离(Separation)值可为0.01,否则文字上会有许多毛刺。

图3-33为方、圆、多边形、椭圆图形和文字偏移拉伸示例。

图3-33 偏移拉伸示例

4. 放样(Loft)

(1)一径一形放样:只要有两个图形,一个为形另一个为径即可实现放样。开敞或封闭的图形皆可作为径或形。由几何体/复合对象/放样(Geometry / Compound Objects/ Loft)可打开放样的卷展栏,如图3-34和图3-35所示。

先选一图形作为径,在创建方法(Create Method)卷展栏下点击获取图形(Get Shape)后选一形,形的基准点将沿着径放样,而形的XY面与径保持垂直,放样的结果是生成一个放样新对象(面或体),其名称和颜色与径或形都不同。如要将形反向放样,可在选形时按住Ctrl 键。若作为形与径的图形不变,但先选形,在创建方法卷展栏上击获取路径(Get Path)后选径,生成的放样对象与前相同,只是放样对象的位置与前不同,放样总是在先选的径或形的地方。封闭的形作出的放样对象如选用表皮参数卷展栏(Skin)中的封口选项,放样对象便有底有面。生成放样时,如勾选的选项是移动,后选的形或径将跑到放样上;如勾选的是复制或实例,原来的形或径将仍在原处。勾选实例时,放样后在子层次修改原处的形或径,放样体也跟着被修改。

图3-36是以样条图形为径,以圆、方、椭圆为形放样生成的三维模型。(www.daowen.com)

图3-34 放样卷展栏

图3-35 放样变形卷展栏

图3-36 一径一形放样示例

(2)一径多形放样:用多形放样是使每个形在径的某个位置上放样,从而可使在同一径上有多种形的变化。如先选一径,在点击获取图形后选一形,则从径的起点到终点都按所选的形放样。若在径的参数卷展栏中路径的数值为100时,点击获取图形后再选另一个形,则放出的样的形式便是由径的起点的形连续变化过渡到终点的形。在一径上输入不同的径长百分数后,点击获取图形,分别选用不同的形,则放样上将是多个形的连续变化。如果要使放样上形的变化分段而不连续,可在径上某段处用一个形,然后在某段过一点长度的径上点击获取图形后选另一个形,这样放样就会在该处突变而不连续。图3-37是一径多形生成的连续变形和不连续变形的放样,其径有直线、曲线,形有方、圆、多边形。

图3-37 一径多形放样示例

(3)放样的修改:

1)在子层次修改:在放样卷展栏中勾选实例时,点选形或径放样后,形或径仍在原处。选此形或径在子层次修改就会使放样随之被修改。

2)由放样卷展栏修改:选放样后点击命令面板上的修改,放样便进入修改栏,点击放样左边的“+”号拉出图形和路径,点击图形后,点击图形命令卷展栏上的比较(Compare)出话框如图3-38左,框中的“+”字符号是径,击左上角的手形钮后,光标在放样对象上找形,当光标上出现“+”号时点击一下,话框中便出现形,同时可看出形与径的位置关系。再在放样对象上用点选来选形,选到形后,在图形命令卷展栏上就可用对齐栏下的按钮调整形与径的位置关系,或者也可用移动、转动在放样对象上的形的位置的方法来调整。

图3-38是放样修改图形的卷展栏及比较话框,图3-39是放样修改示例。

图3-38 放样修改图形的卷展栏及比较话框

图3-39 放样修改示例

图3-39左下图是以大的圆弧线为径,小的圆弧线为形的放样。为了使曲面由侧面转为顶面,是在Loft对象上选到小圆弧线的形后用转动形的方法修改,结果变为如图3-39的左上图。图3-39右边是以直线为径,以方、圆为形的放样体。其左的放样体有扭转现象。由放样/图形/比较(Loft /Shape/Compare),在话框中可看到方、圆二形的起点没有共同对齐径,在放样体上选方形或圆形后旋转使二形的起点的连线与径相交,即可消除扭转现象。图3-38左是已经修改了形的起点位置的图,图3-39最右边是已经纠正了扭转的放样体。

(4)放样变形:由图3-35可看到当修改放样体时有一个变形(Defomation)卷展栏,下面有5个子项可以使放样体改变形状。

1)比例(Scale):点击比例可打开话框如图3-40所示。

图3-40 放样比例变形话框

在图3-40的话框中,上排的第2、3、4 按钮是控制在话框中是显示X轴或Y轴或XY轴。如按下第2个X轴按钮就会在垂直标尺的100处出现一根红线。按下第8个按钮可以在水平标尺0~100的X轴上用点击的方法加插入点。按下第6个按钮可移动任何一个插入点。当放样体的径是Y轴向时,移动X轴上点,放样体就会在X轴向变形。插入点向垂直标尺0的方向移动,放样体就向内收缩,反之就向外突出。图3-40话框下左面的两个图是径为Y轴向的直线,形为矩形的放样体图形。在放样变形话框X轴上有一个在中间的插入点,向下移动后便成为现在的形状。当径在放样体中间时,放样体在两边对称收缩,如将径修改到放样体的一侧时,则放样体为向一侧收缩。

图3-40话框下右面的两个图是径为X轴向的直线,而形也是矩形的放样体。在图3-40话框中按下第3个按钮Y轴,在水平标尺0~100的Y轴上用点击的方法加插入点。在只有一个位于径长的一半处的插入点向下移动的情况下便成为右面图的形状(上图是径在放样体的顶部,下图是径在放样体的中部)。

在插入点处右键出菜单,点的特性可在角点与 Bizer-平滑、Bizer-角点间切换,即插入点处的变形可为直线形或曲线形也可在点的两侧调为不同的曲线形。

窗帘用放样建模时,可用比例变形将窗帘拉起。图3-41是应用的示例。

2)适配(Fit):如在一个视口中画了模型的顶、前、侧三个视图(每个视图都是用一根连续的线绘成),以一根平行于视图最长边的直线为径,再选一视图为形放样。选放样体后点击命令面板上的修改,然后在其变形卷展栏点击适配(Fit)出话框,如图3-42所示。工具条中第一个按钮要关闭,按下第二个X轴按钮,再按工具条上有手形标记的按钮,接着在窗口中点击除了已作为放样的形的视图外的两个视图中的一个,接着在话框中按下第三个Y轴按钮,再在窗口中点击另一个视图,放样的适配变形便完成。

图3-41 放样比例变形示例

图3-42 放样适配变形话框

图3-43所示小船和电视机模型就是长方形放样体经适配变形做出的。图3-43上面分别是小船和电视机的三个视图,下面是完成的模型。从图中可看出做径的直线是平行于模型的最长边,形是侧视图,其放样体是能将整个模型装在里面的长方体。

放样变形卷展栏中的其他变形,由于在以后讲述的修改器中可方便地实现,故从略。

图3-43 放样适配变形示例

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