3.1 曲面建模概述 曲面建模，也叫作NURBS建模，是一种基于几何基本体和绘制曲线的3D建 模方式。其中，NURBS是英文Non-Uniform Rational B-Spline（非均匀有理B样条 线）的缩写。通过Maya 2020的“曲线/曲面”工具架中的工具集合，用户有两种 方式可以创建曲面模型。一是通过创建曲线的方式来构建曲面的基本轮廓，并配 以相应的命令来生成模型；二是通过创建曲面基本体的方式来绘制简单的三维对 象，然后再使用相应的工具修改其形状来获得想要的几何形体。 由于 NURBS 用于构建曲面的曲线具有自动平滑特性，因此它对于构建各种 有机 3D 形状十分有用。NURBS 曲面模型广泛运用于动画、游戏、科学可视化和 工业设计领域。使用曲面建模可以制作出任何形状的、精度非常高的三维模型， 这一优势使得曲面建模慢慢成为了一个广泛应用于工业建模领域的标准。这一建 模方式同时也非常容易学习及使用，用户通过较少的控制点即可得到复杂的流线 型几何形体。 3.2 曲线工具 Maya 2020提供了多种曲线工具为用户使用，一些常用的跟曲线有关的工具可 以在“曲线/曲面”工具架上找到，如图3-1所示。 1 图3-1 3.2.1 NURBS圆形 在“曲线/曲面”工具架中，单击“NURBS圆形”图标，即可在场景中生成一 个圆形图形，如图3-2所示。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap15.tifSnap15 图3-2 第3章 曲面建模 第3章 曲面建模 35 默认状态下，Maya软件是关闭用户“交互式创建”命令的，如需开启此命令，需要执行“创 建”|“NURBS基本体”|“交互式创建”命令，如图3-3所示。这样就可以在场景中以绘制的方式来创建 “NURBS圆形”图形了。 在“属性编辑器”面板中，进入makeNurbCircle1选项卡，在“圆形历史”卷展栏中，可以看到 “NURBS圆形”图形的相关参数，如图3-4所示。 Snap17 Snap18 图3-3 图3-4 常用参数解析 ●扫描：用于设置NURBS圆形的弧长范围，最大值为360，为一个圆形；较小的值则可以得到一 段圆弧，图3-5所示为此值分别是180和270所得到的图形对比。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap19.tifSnap19 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap20.tifSnap20 图3-5 ●半径：用于设置NURBS圆形的半径大小。 ●次数：用于设置NURBS圆形的显示方式，有“线性”和“立方”两种选项可选。图3-6所示为 “次数”分别是“线性”和“立方”这两种不同方式的图形结果对比。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap21.tifSnap21 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap22.tifSnap22 图3-6 Snap28 图3-11 常用参数解析 ●侧面长度1/侧面长度2：分别用来调整NURBS方形的长度和宽度。 3.2.3 EP曲线工具 在“曲线/曲面”工具架中，单击“EP曲线工具”图标，即可在场景中以鼠标单击创建编辑点的方 式来绘制曲线，如图3-12所示，绘制完成后，需要按下回车键来结束曲线绘制操作。 绘制完成后，在曲线上右击并在弹出的命令中选择“控制顶点”或“编辑点”层级，可以进行曲线 的修改操作，如图3-13所示。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap29.tifSnap29 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap30.tifSnap30 图3-12 图3-13 在“控制顶点”层级中，可以通过更改曲线的控制顶点位置来改变曲线的弧度，如图3-14所示。在 “编辑点”层级中，可以通过更改曲线的编辑点位置来改变曲线的形状，如图3-15所示。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap31.tifSnap31 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap32.tifSnap32 图3-14 图3-15 3.3.1 NURBS球体 在“曲线”|“曲面”工具架中，单击“NURBS球体”图标，即可在场景中生成一个球形曲面模 型，如图3-43所示。 在“属性编辑器”面板中，选择makeNurbSphere1选项卡，展开“球体历史”卷展栏，可以看到 “NURBS球体”模型的参数，如图3-44所示。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap18.tifSnap18 Snap19 图3-43 图3-44 常用参数解析 ●开始扫描：设置球体曲面模型的起始扫描度数，默认值为0。 ●结束扫描：设置球体曲面模型的结束扫描度数，默认值为360。 ●半径：设置球体模型的半径大小。 ●次数：有“Linear（线性）”和“Cubic（立方）”两种方式可选，用来控制球体的显示结果， 图3-45所示分别为“次数”选择“线性”和“立方”两种方式的NURBS球体的显示结果。 4 3 图3-45 ●分段数：设置球体模型的竖向分段，图3-46所示为“分段数”分别是8和16的模型布线结果对比。 5 6 图3-46 常用参数解析 ●U向面片数：控制NURBS立方体U向的分段数，图3-52所示为该值分别是1和5的模型显示结果 对比。 ●V向面片数：用来控制NURBS立方体V向的分段数，图3-53所示为该值分别是1和5的模型显示 结果对比。 ●宽度：控制NURBS立方体的整体比例大小。 ●长度比/高度比：调整NURBS立方体的长度和高度。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap23.tifSnap23 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap24.tifSnap24 图3-52 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap23.tifSnap23 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap25.tifSnap25 图3-53 3.3.3 NURBS圆柱体 在“曲线/曲面”工具架中，单击“NURBS 圆柱体”图标，即可在场景中生成一个圆柱形的 曲面模型，如图3-54所示。 在“大纲视图”中，观察NURBS圆柱体， 可以看到NURBS圆柱体实际上是由3个曲面对象 组合而成，如图3-55所示。 在makeNurbCylinder1选项卡中，展开“圆 柱体历史”卷展栏，即可看到NURBS圆柱体的 属性，如图3-56所示。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap26.tifSnap26 图3-54 3.3.4 NURBS圆锥体 在“曲线/曲面”工具架中，单击“NURBS圆锥体”图 标，即可在场景中生成一个圆锥形的曲面模型，如图3-59 所示。 对于NURBS圆锥体，其“属性编辑器”中的参 数与NURBS圆柱体很相似，故在这里不再另行 讲解。 3.3.5 曲面修改工具 在“曲线/曲面”工具架上，可以找到常用的曲面修改工具，如图3-60所示。 Snap20 图3-60 常用工具解析 ●1 旋转：根据选择的曲线来旋转生成一个曲面模型。 ●2 放样：根据选择的多条曲线来放样生成曲面模型。 ●3 平面：根据闭合的曲面来生成曲面模型。 ●4 挤出：根据选择的曲线来挤出模型。 ●5 双轨成形1工具：让一条轮廓线沿着两条曲线进行扫描从而生成曲面模型。 ●6 倒角：根据一条曲线生成带有倒角的曲面模型。 ●7 在曲面上投影曲线：将曲线投影到曲面上，从而生成曲面曲线。 ●8 曲面相交：在曲面的交界处产生一条相交曲线。 ●9 修剪工具：根据曲面上的曲线来对曲面进行修剪操作。 ●10 取消修剪工具：取消对曲面的修剪操作。 ●11 附加曲面：将两个曲面模型附加为一个曲面模型。 ●12 分离曲面：根据曲面模型上所选择的等参线来分离曲面模型。 ●13 开放/闭合曲面：将曲面在U向/V向进行打开或者封闭操作。 ●14 插入等参线：在曲面的任意位置插入新的等参线。 ●15 延伸曲面：根据选择的曲面来延伸曲面模型。 ●16 重建曲面：在曲面上重新构造等参线以生成布线均匀的曲面模型。 ●17 雕刻几何体工具：使用笔刷绘制的方式来在曲面模型上进行雕刻操作。 ●18 曲面编辑工具：使用操纵器来更改曲面上的点。 实例操作：使用“附加曲面”工具制作葫芦模型 本例我们将使用“附件曲面”工具来制作一个葫芦摆件的曲面模型，图3-61所示为本实例的最终完 成效果。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap29.tifSnap29 图3-59 技巧 与 提示 07 将这两个模型的X轴和Z轴分别进行对齐后，再使用移动工具调整一下topCap1模型Y轴的位置，如 图3-68所示。 Snap38 Snap39 图3-67 图3-68 08 在“属性编辑器”面板中，展开“圆柱体历史”卷展栏， 调整“分段数”的值为8，如图3-69所示。使得topCap1模型 的布线结果与下方的NURBS球体一致，如图3-70所示。 09 选择场景中的两个NURBS球体，单击“曲线/曲面”工具架 上的“附加曲面”图标，制作出葫芦的基本形体，如图3-71 所示。 10 选择NURBS圆柱体的顶面和葫芦形状的曲面，再次进行 “附加曲面”操作，即可得到葫芦的完整模型，如图3-72 所示。 Snap41 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap42.tifSnap42 图3-70 图3-71 11 本实例的最终模型效果如图3-73所示。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap43.tifSnap43 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap45.tifSnap45 图3-72 图3-73 Snap40 图3-69 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap51.tifSnap51 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap52.tifSnap52 图3-79 图3-80 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap53.tifSnap53 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap54.tifSnap54 图3-81 图3-82 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap55.tifSnap55 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap56.tifSnap56 图3-83 图3-84 10 生成的曲面模型，其形状仍然受之前所创建的圆形位置影响，可以调整这些圆形的大小及位置来改 变花瓶的形状，如图3-85所示。 11 本实例的最终模型完成效果如图3-86所示。 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap57.tifSnap57 C:\Users\apple\Desktop\2020\Snap58.tifSnap58 图3-85 图3-86