rhino level 2 v4 cn · · 2014-05-22附注： robert mcneel & associates 3 1 简介本...

R40TML2-11-2006

Rhinoceros®

NURBS modeling for Windows

训练手册Level 2

Version 4.0

Rhinoceros Level 2 训练手册 v4.0Revised 12-13-2006, KC© Robert McNeel & Associates 2006All Rights Reserved.Printed in U.S.A.Permission to make digital or hard copies of part or all of this work for personal or classroom use is granted without fee provided that copiesare not made or distributed for profit or commercial advantage. To copy otherwise, to republish, to post on servers, or to redistribute to listsrequires prior specific permission. Request permission to republish from: Publications, Robert McNeel & Associates, 3670 Woodland ParkAvenue North, Seattle, WA 98103; FAX (206) 545-7321; e-mail [email protected].

Robert McNeel & Associates iii

目录

第一章：简介 .............................................................................1

简介 ...........................................................................................3

课程目标 3

第二章：自定义工作环境 ..........................................................7

自定义 Rhino ............................................................................9

工具列配置 9

指令别名 20

快捷键 22

插件程序 23

指令码 23

模板文件 26

第三章：进阶建模技巧 ............................................................31

NURBS 的基本结构 .................................................................33

建立曲线 ..................................................................................39

曲线的阶数 39

曲线与曲面的连续性 42

曲线连续性与曲率图形 45

曲面连续性 ..............................................................................65

分析曲面连续性 65

有计算连续性功能的建立曲面指令 75

更多的曲面建立技巧 91

进阶曲面建立技巧 .................................................................109

圆顶按钮 109

渐消面 122

整平曲线控制曲面形状 132

使用背景图 ............................................................................139

建模的方法 ............................................................................147

使用 2D 图形 ..........................................................................169

在模型的某一部分使用 2D 图形 169

从 2D 图形建立模型 181

曲面分析 ................................................................................189

塑形 .......................................................................................197

疑难排解 ................................................................................205

常用方法 205

转换 NRUBS 物件为网格 ......................................................209

第四章：渲染.........................................................................217

在 Rhino里渲染 ....................................................................219

使用 Flamingo 渲染 ..............................................................223

加入灯光 227

贴图与凹凸贴图 235

Decals (贴纸 ) 238

Robert McNeel & Associates v

范例索引

范例 1 — 轨迹球鼠标 (热身)..........................................5

范例 2 — 自定义 Rhino的操作界面 ............................... 10

范例 3 — 基本结构 ................................................... 33

范例 4 — 已修剪的 NURBS曲面................................... 36

范例 5 — 曲线阶数 ................................................... 40

范例 6 — 曲线连续性 ................................................. 51

范例 7 — 相切连续 ................................................... 54

范例 8 — 曲率连续 ................................................... 60

范例 9 — 曲面连续性 ................................................. 66

范例 10 — 与连续性有关的指令 .................................... 75

范例 11 — 嵌面选项.................................................. 82

范例 12 — 放样 ....................................................... 83

范例 13 — 混接 ....................................................... 85

范例 14 — 混接选项.................................................. 87

范例 15 — 圆角和混接 ............................................... 91

范例 16 — 不等半径混接 ............................................ 95

范例 17 — 以嵌面填补圆角缺口 .................................... 97

范例 18 — 圆滑的转角 ............................................... 99

范例 19 — 平滑的圆顶按钮 ....................................... 110

范例 20 — 建立渐消面 (1)........................................ 122

范例 21 — 建立渐消面 (2)........................................ 128

范例 22 — 听筒 ..................................................... 139

范例 23 — 切割 ..................................................... 147

范例 24 — 导入 Adobe Illustrator文件 ....................... 169

范例 25 — 建立清洁剂瓶子 ....................................... 181

范例 26 — 曲面分析................................................ 189

范例 27 — 仪表板 .................................................. 198

范例 28 — 疑难排解................................................ 208

范例 29 — 转换网格 ................................................ 210

范例 30 — Rhino渲染............................................. 219

范例 31 — Flamingo渲染 ........................................ 223

第一章：简介

附注：

Robert McNeel & Associates 3

111 简介

本书是 Rhino的 Level 2训练课程的教材，本课程是设计给未来将使用或是提供技术支持 Rhino的使用者。

在本课程中您可以学到许多进阶的建模技巧，帮助您更了解 Rhino 及如何在不同的情形下应用 Rhino的建模工具。

您将会以渐增的速度学习相关技巧，为了得到最好的成效，在课程每告一段落时，请实际于 Rhino 中操作练习，并参阅

Rhino 的使用手册和说明文件以得到更多的相关信息。

为期：

三天

参与本课程的条件：

完成 Level I训练课程，且具备三个月的 Rhino使用经验。

课程目标

从 Level 2课程您可以学到如何：

自定义工具列及工具列集

编写简单的指令宏

使用进阶物件锁点

距离限制、角度限制与物件锁点的配合使用

使用编辑控制点的方式建立或修改将用于建立曲面的参考曲线

使用曲率图形评估曲线

附注：


许多的曲面建立技巧

重建曲面和曲线

控制曲面之间的曲率连续性

建立、改变、保存、复原自定义的工作平面

使用自定义的工作平面建立曲面或物件

群组物件

使用着色技术将物件的评估与分析可视化

在物件周围或曲面上建立文字物件

将平面曲线对应至曲面

从 2D 参考图或是扫描影像建立 3D模型

整理导入的文件和导出干净的文件

使用渲染工具

附注：


范例 1 — 轨迹球鼠标 (热身)

1 开始一个新模型，另存为 Trackball.3dm。

2 请自行建立这个轨迹球鼠标模型。

下图的尺寸标注单位为毫米，这些尺寸标注只是参考用，并不需要非常准确。

第二章：自定义工作环境

附注：


222 自定义 Rhino

工具列配置

工具列配置可以用于管理工具列，工具列包含的是一些指令的按钮集合。工具列配置保存于工具列集合文件 (.tb) 中，

您可以打开或保存工具列集合文件。在 Rhino 安装后第一次执行时所使用的是预设的工具列配置。除非.tb 文件是只读

的，否则关闭 Rhino 时会自动保存目前的工具列配置状态。您可以自定义自己的工具列配置，以便在往后的作业中使

用。

您可以同时打开一个以上的工具列集，可让您在不同的作业中更有弹性地显示工具列。

您可以很容易地使用 Rhino 的自定义工具建立、修改工具列或按钮，更有弹性地将数个指令结合成一个指令宏，完成更

复杂的指令作业。除了自定义工具列以外，您更可以建立指令别名或快捷键在 Rhino里完成许多指令作业。

附注：


范例 2 — 自定义 Rhino的操作界面

在这个范例中我们将会建立在本课程中所会用到的按钮、工具列、指令宏、别名和快捷键。

建立自定义的工具列集：

1 打开模型文件 ZoomLights.3dm。

2 从工具菜单选择工具列配置。

3 选择 default 工具列集。

4 从工具列对话框的文件菜单选择另存为。

5 在文件名字段输入 Level 2 Training，按保存。

目前的 default 工具列集会以新的名称另存一个复本。工具列集文件的扩展名为 .tb，您将会在这个工具列集中自

定义您的工作环境。

在工具列对话框中，会列出所有被打开的工具列集，并列出被选取的工具列集所包含的工具列清单。您可以从复选框看

出每一个工具列目前的状态，被勾选代表该工具列目前是处于打开状态。

编辑工具列配置

附注：


建立新的工具列：

1 在工具列对话框的工具列菜单选择新增。

2 在工具列属性对话框中，命名这个工具列为缩放视图，然后按确定。

在 Rhino视窗中会出现一个只有单一按钮的工具列。

3 关闭工具列对话框。

您也可以在浮动工具列的标题列按右键，弹出工具列选项和指令清单。

附注：


编辑新建立的按钮:1 在新建立的工具列的空白按钮上按 Shift+鼠标右键。

在编辑工具列按钮对话框中有设定鼠标左键和右键的指令字段与工具提示字段。

2 在编辑工具列按钮对话框，工具提示下的左字段输入缩放至除了灯光以外的所有物件的最大范围。

3 在右字段中输入缩放至除了灯光以外的所有物件的最大范围 (全部工作视窗 )。

4 在鼠标左键指令字段输入 ! _SelNone _SelLight _Invert _Zoom _Selected _SelNone

5 在鼠标右键指令字段输入 ! _SelNone _SelLight _Invert _Zoom _All _Selected _SelNone

改变按钮图标：

1 在编辑工具列按钮对话框中，按编辑位图按钮。

位图编辑器是一个简易的绘图程序，用于编辑按钮图标。您可以使用它的截取功能截取屏幕上与按钮相同大小的

图案，也可以从文件导入图案。

如果导入的图案太大，只有图案中间的部分会被导入。

附注：


2 从文件菜单选择导入位图，选取 ZoomNoLights.bmp。

您可以导入相同像素任的何类型的位图文件，建立自己的按钮图标。

3 在编辑位图对话框中对图案做一些改变，按确定。

双击标准调色盘下方的颜色方块可以打开选取颜色对话框，会有更多的颜色可以选择。

4 按编辑位图对话框中的确定。

附注：


在按钮图标加入透明信道 (Alpha Channel)：

请注意目前按钮图标的背景颜色或其它按钮不一样，我们将会以透明通道改变图标的背景颜色，使图示的背景颜

色与Windows的 3D物件及其它按钮的颜色一致。

1 按住 Shift，并在 ZoomNoLights 按钮上按鼠标右键。

2 在编辑工具列按钮对话框中，按编辑位图按钮。

3 将鼠标右键的透明通道数值 255 改变为 1。

使鼠标右键的颜色变为透明色。

4 选择填色工具，在按钮图标的背景区域按鼠标右键。

现在按钮的背景颜色与Windows的 3D物件一致了。

5 在编辑工具列按钮对话框中，按确定。

附注：


使用新建立的按钮：

1 按 ZoomNoLights 按钮。

2 您可以使用这个按钮启动两种视图缩放功能。

这两种视图缩放功能在缩放至模型的最大范围时都会忽略灯光。

按钮里的指令规则

在某些对话框中，您可以使用以下的规则输入指令或是指令宏：

空格符会被视为按下 Enter。Rhino 的所有指令名称都不包含空格符 (例如：SelLight)，但指令与指令之

间必需以空格符隔开。

如果您的指令宏需要呼叫名称有空格符的文件、工具列、图层、物件名称或路径，需名称头尾加上双引号。

! 跟随着一个空格符会被视为 Cancel指令，通常最好在按钮的指令宏前加上 !。按下按钮时取消正在执行中

的任何指令作业。

视图控制指令 (例如：Zoom) 可以在指令执行中使用而不会取消正在执行中的指令作业。例如，您可以在选

取 Loft指令的参考曲线的同时缩放或平移视图。在指令名称前加上 ' (单引号 ) 代表的是跟着的是一个可以嵌

套的指令 (可以插入在其它作业中的指令，而不会中断该指令的作业)。

_ (底线 ) 以英文名称执行指令。

Rhino有许多种语言的版本，非英文的版本可能会将指令、提示、指令选项、对话框、菜单 ...等，翻译成其

它语言，在这些版本的 Rhino里可能无法以英文名称执行指令。为了要让以英文指令名称编写的指令码可以

在不同语言版本的 Rhino里执行，必需强制 Rhino使用英文的指令名称。在指令前加上底线就等于告诉

Rhino 底线后跟着的是英文的指令名称，而忽略 Rhino所使用的语言。(在中文版的 Rhino里，指令必须以

英文输入，指令选项可以使用英文或中文，以英文输入选项时必需在选项名称前加底线。)

- (连字号 ) 抑制弹出某些指令的对话框。

几乎 Rhino的所有指令都可以在指令行以指令宏执行 (即使是预设会弹出对话框的指令 )。在指令名称前加上

连字号 (-) 可以抑制弹出指令的对话框而改用指令行的指令选项执行。

更复杂的指令码可以由 Rhino

Script 插件程序来执行，但大部分

的指令码都可以在基本的指令和指

令宏的规则下做到。以下是几个编

写指令码时常用的指令：

这些规则也适用于以

ReadCommandFile 指令执行

保存于文字文件中的指令码或从剪

贴板粘贴指令码到指令行的情形。 SelLast SelPrev SelName Group SetGroupName SelGroup, Invert SelAll SelNone ReadCommandFile SetWorkingDirectory

附注：


在指令宏中加入 Pause 可让指令等待使用者输入数值或以鼠标光标输入，然后再续继执行指令的其它步

骤。像 Rebuild 这种使用对话框的指令，并不接受以指令宏输入数值到对话框中的字段，请改用它的可指令

码化版本的指令 -Rebuild (在指令名称前冠上连字号 )，避免弹出对话框，而完全由指令宏控制该指令。

将工具列与按钮连结：

1 以 Shift+鼠标右键按下标准工具列上的缩放至最大范围按钮。

2 在连结的工具列的名称清单中选择缩放视图，按确定。

缩放至最大范围按钮的右下角会多出一个小白色三角形，代表有一个工具列与这个按钮连结。

3 按住缩放至最大范围按钮可以弹出您之前建立的只有一个按钮的工具列。

如果您关闭了您建立的缩放视图工具列，可以从这个有工具列连结的按钮再次打开这个工具列。

4 试着使用这个有工具列连结的按钮。

缩放至最大范围

附注：


复制一个工具列的按钮至另一个工具列：

1 移动鼠标光标到标准工具列最右边的说明按钮上，按住 Ctrl。

工具提示会提示以鼠标左键拖曳可以复制这个按钮到其它工具列，以鼠标右键拖曳除了可以将按钮复制到其它工

具列以外，还会将按钮所在的工具列连结到复制的按钮上。

2 在同一个工作列上复制这个按钮。

3 在弹出的对话框按是。

4 在复制的按钮上按 Shift+鼠标右键，编辑按钮的属性。

5 在编辑工具列按钮对话框中，连结的工具列的名称清单中选择主要 1。

6 删除鼠标左键和右键指令字段中的指令。

7 在工具提示的左字段输入主要 1 工具列。

8 在按钮文字字段输入主要 1。

附注：


9 选择只显示文字。

10 按确定关闭对话框回到 Rhino的主视窗。

11 将主要 1 工具列拖曳离开视窗边缘，并将它关闭。

12 按住您刚才建立的按钮。可以弹出主要 1 工具列，使工作视窗的工作空间比主要 1 工具列固定在视窗边缘时来得

大一些。

13 弹出主要 1 工具列，并将它与连结的按钮分离，使它保持在打开状态 (浮动 )。

附注：


在现有的按钮加入指令：

1 并在主要 1 工具列的复制按钮上按 Shift+鼠标右键。

2 在编辑工具列按钮对话框的鼠标右键指令字段输入 ! _Copy _Pause _InPlace 。

3 在编辑工具列按钮对话框的工具提示的右字段，输入原地复制。

现在这个按钮可以让您在原地复制物件。在往后的课程中，我们会数次使用到这个按钮。

4 在文件中任意选取一个物件，在复制按钮上按鼠标右键。

5 移动选取的物件，便可以看到复制的物件。

复制

附注：


指令别名

设定在按钮里的指令和指令宏也同样可以设定在指令别名中。在 Rhino 里，指令别名是一项可提高效率的功能。指令别

名可以在任何指令可以执行的时候启动，通常在输入指令别名后需要按 Enter、空白健或鼠标右键，以启动指令别名的

功能。

建立指令别名：

1 打开模型文件 Aliases.3dm。

2 从工具菜单选择选项。

3 在 Rhino 选项对话框的别名页面，新增指令别名、指令串或指令宏。

在别名页面下，左栏是别名、右栏是指令串或指令宏。在此您可以套用与按钮

指令设定同样的规则。别名或按钮的指令宏可包含其它别名。

4 按下新增建立一个新别名。

选项

命名指令别名时，可以使用键

盘上位置相近的键或是重复

两、三次同样的键以方便使

用。

附注：


我们将会建立一个以使用中工作平面 X 轴或 Y 轴为镜像轴，垂直或水平镜像选取的物件。这个功能在建立以工作

平面 X轴或 Y轴为中心线而且两侧对称的物件时非常方便。

5 在别名字段输入 MV，在指令宏字段输入 _Mirror _Pause 0 1,0,0。

6 按新增建立另一个新别名。

7 在别名字段输入 MH，在指令宏字段输入 _Mirror _Pause 0 0,1,0。

8 选取一些物件来试试这两个新建立的别名，在指令行输入 MH 或MV，按 Enter 启动这两个别名。

如果在别名启动前没有预先选取物件，别名的指令宏中的 Pause 会提示您选取物件。选取物件后再按一次

Enter 代表物件已经选取完毕，并开始做镜像。

导入指令别名：

1 从工具菜单中选择指令集，再选择导入指令别名。

2 在打开文字文件对话框中选取 Aliases.txt。

在别名文本文件中含有别名的定义。

附注：


快捷键

使用在按钮指令设定中的指令、指令串、指令宏都可以使用在键盘快捷键的设定。快捷键可由键盘的功能键或 Ctrl、

Alt、Shift与字母的组合键启动指令或是指令宏。

建立快捷键：


2 在 Rhino 选项对话框的键盘页面中，您可以加入指令串或是指令宏。

部分的快捷键已经指派给某些指令。在此您可以套用按钮指令具集设定的

规则。

3 按 F4 右侧的字段定义快捷键。

4 在字段中输入 _DisableOsnap _Toggle。

附注：


这个快捷键可以让您快速地切换物件锁点的打开 /关闭状态。

5 关闭对话框，试试这个快捷键。

插件程序

插件程序是可用来扩展 Rhino功能的程序。

Rhino 内建了许多插件程序，您也可以从 Rhino 的网站下载其它插件程序。

加载插件程序：


2 在 Rhino 选项对话框的插件程序管理员页面按安装。

3 在加载插件程序对话框中，浏览至 Plug-ins 数据夹，打开一个 *.rhp 文件。

指令码

Rhino 可以执行以 VBScript编写的指令码。

VBScript 是一种由 Microsoft 所发展、支持的程序语言，您必需具备程序设计能力才能编写 Rhino 使用的指令码。幸

运的是，VBScript 比起其它程序语言要来的简单，Rhino 也提供您初学 Script 的教学说明文件。

在本课程中，我们并不会涉及如何编写指令码，但我们会学习如何执行指令码与将指令码应用在按钮上。

插件程序管理员

附注：


随后的指令码可以列出目前模型的信息。

加载指令码：

1 从工具菜单选择 RhinoScript，再选择加载。

2 在加载指令码文件对话框按新增。

3 在打开对话框中选择 CurrentModelInfo.rvb，按打开。

4 在加载指令码文件对话框中选择 CurrentModelInfo.rvb，按载入。

5 保存目前的模型 (只有在模型保存后才有模型信息)。

6 从工具菜单选择 RhinoScript，再选择执行。

7 在执行指令码子程序对话框中选取 CurrentModelInfo，按确定。

附注：


编辑指令码文件：

1 从工具菜单选择 RhinoScript，再选择编辑。

2 从 EditScript 视窗的文件菜单选择打开。

3 在打开对话框中选择 CurrentModelInfo.rvb，按打开。

在本课程中我们将不会编辑指令码文件，这个例子只是用来让您知道需要编辑指令码文件时该如何做。

4 关闭 EditScript 视窗。

建立一个可以加载或执行指令码的按钮：


2 在工具列对话框勾选文件工具列，关闭对话框。

3 在文件工具列的标题列按鼠标右键，从弹出的菜单选择新增按钮。

4 并在文件工具列中新增的空白按钮上按 Shift+鼠标右键编辑这个按钮。.

5 在编辑工具列按钮对话框，工具提示的左字段输入目前的模型信息。

6 在工具提示的右字段输入加载目前的模型信息。

7 在鼠标左键指令字段输入 ! -RunScript (CurrentModelInfo)。

8 在鼠标右键指令字段中输入 ! -LoadScript “CurrentModelInfo.rvb”。

9 在编辑工具列按钮对话框按编辑位图。

有时候您可能会得到一个警告

讯息 " 找不到指令码文件CurrentModelInfo.rvb"发生这种情形时，您必需提供

这个指令码文件所在数据夹的

完整路径。

另一个方法是在 Rhino 选项的

文件页面的搜寻路径字段中加

入文件路径。

附注：


10 从编辑位图对话框的文件菜单选择导入位图，打开 CurrentModelInfo.bmp，按确定。

11 在编辑位图对话框中，按确定。

12 试试这个新建的按钮。

模板文件

模板文件是一般的 Rhino 模型文件，用于保存一些基本的设定。模板文件包含所有保存于 Rhino 的 3DM 文件中的信

息，例如：物件、网格线、工作视窗配置、图层、单位、公差、渲染、尺寸标注、附注...等设定。

您可以使用与 Rhino 一起安装到计算机中的预设模板文件，也可以使用自己建立的模板文件。您可以设定具有不同特性

的模板文件，用以配合建立特定类别模型时的需要。

不同的预设模板文件之间的差别在于工作视窗配置与单位设定不同。除此之外，文件中并不包含几何图形，而且其它的

预设设定都是一样的。在建立不同的模型时可能需要对其它的设定做改变，您可以将不同的设定保存在模板文件中，这

些设定包括：渲染网格、角度公差、已命名的图层、灯光、开始一个新模型时预先建立的几何物件及附注。

如果您在自己建立的模板文件里加入附注，附注会显示在打开文件对话框。

New 指令可以从模板文件 (非必要的) 建立新模型，除非您设定从其它模板文件或模型文件开始一个新模型。否则，

Rhino 总是会使用预设的模板文件。

SaveAsTemplate 指令可以建立新的模板文件。

要改变 Rhino 启动时所使用的预设模板文件，请打开，选取您想要使用的模板文件，并勾选当 Rhino 启动时使用这个

文件。

建立模板文件：

1 开始一个新模型。

2 选取小模型 – 英寸.3dm 为新模型的模板文件。

3 从渲染菜单选择目前的渲染器，再选择 Rhino 渲染。

4 从文件菜单选择属性。

附注：


5 在文件属性对话框的网格线页面下，设定锁定间距为 0.1、副网格线，每隔为 0.1、主网格线，每隔为 10 及网

格线范围为 10。

6 在网格页面改变设定为平滑、较慢。

附注：


7 在 Rhino 渲染页面勾选使用关闭图层上的灯光。

8 打开图层对话框，重新命名图层 05 为 Lights、图层 04 为 Curves 及图层 03 为 Surfaces。

将 Lights 图层设为目前的图层。

删除预设图层、图层 01 与图层 02。

关闭对话框。

附注：


9 建立两个聚光灯，使这两个聚光灯朝着工作平面原点，与 X轴的夹角大约为 45度，与工作平面夹角大约 45度。

10 设定 Curves 图层为唯一可见的图层。从编辑菜单选择图层，再选择只打开一个图层。然后选取 Curves 图层。

11 从文件菜单选择附注。

输入关于这个模板文件的详细信息。

12 从文件菜单选择另存为模板，浏览至模板文件数据夹。

将模板文件命名为小模型 – 0.1 英寸 - 0.001.3dm。

往后每当您开始一个新模型时都会使用这个文件和文件中的设定。您应该要给相同类型的模型设定一个共享的模

板文件，以节省每次打开时重新设定的时间。

只打开一个图层

附注：


设定预设的模板文件：

1 从文件菜单选择打开。

2 选取您想用来做为预设使用的模板文件。

3 在打开模板文件对话框勾选当 Rhino 启动时使用这个文件。

第三章：进阶建模技巧

附注：


333 NURBS 的基本结构

NURBS 曲面总是有一个矩形的基本结构，曲面上的点和参数被归类为两个方向，这两个方向是呈网状交错。通常您在

建立或操作曲面时并不容易看出这样的结构。但请记住，了解这种结构有助于您决定使用何种方法建立或编辑几何物

件。

范例 3 — 基本结构

在这个范例中，我们会说明 NURBS 基本结构的组成与讨论在建立或编辑几何物件时需要注意的某些特殊情形。

1 打开模型文件 Topology.3dm。

在目前的图层中有许多曲面和曲线。

2 打开左边矩形平面的控制点。

这个矩形平面共有四个控制点，分别位于矩形的每一个角 — 这是一个未修剪过的矩形平面，也是 NURBS曲面的

矩形基本结构。

3 打开另一个形状变化较大的曲面的控制点。

虽然这个曲面有较多的控制点，但您可以清楚地看到这些控制点仍是以矩形的样子排列。

4 选取圆柱曲面。

这个圆柱曲面实际上还是有一个矩形的边界。

打开控制点

附注：


5 使用 ShowEdges 指令 (分析菜单：边缘工具 > 显示边缘) 突显这个圆柱曲面的边缘。

请注意在圆柱曲面的侧面有一个接缝被突显出来，这个

接缝实际上是矩形的两个边缘，矩形的另外的两个边缘

是圆柱曲面上方和下方的圆形边缘 (共有四个边缘)，这

个圆柱曲面可以符合 NURBS 曲面有四个边缘的基本结

构。

6 选取球体。

这个球体就像是一个完全封闭而且平滑的物件，但它同样有一个矩形的边界。

7 使用 ShowEdges 指令突显这个球体曲面的边缘。

请注意在球体上有一个接缝被突显出来，这个

接缝实际上是矩形的两个边缘，矩形的另外两

个边缘则汇集到球体的两个极点。虽然有两个

边缘变成一个点，但这个球体曲面还是符合

NURBS 曲面有四个边缘的基本结构。

当一个未被修剪的边缘汇集成一个点时，这个

点称为汇集点。

8 当球体还在选取状态下时，按 F11 再按 F10。

前两个曲面的控制点会被关闭 (F11)，球体的控制点会被打开 (F10)。

9 以目标缩放 (查看菜单 : 缩放 > 目标缩放 ) 放大球体的两个极点之一。

10 选取球体极点上的控制点，执行 Smooth 指令 (变动菜单：使平滑)。

显示边缘

汇集点是一种特殊的情形，通

常最好不要让控制点相互重叠

在一起。

如果一个边缘汇集成一点或边

缘上的控制点有相互重叠的情

形可能会造成某些指令作业失

败。除此之外，也可能在某些

后端软件中造成问题。

目标缩放 (右键 )

附注：


11 在平滑对话框取消使 Z 平滑，按确定。

球体的极点处会产生一个洞，球体的这个极点已经不再是汇集点。

ShowEdges 指令会突显这个洞的边缘。

12 按Home 复原视图缩放。

这是最快的复原视图改变的方法。

选取控制点：

1 打开选取点工具列。

2 任意选取球体上的一个控制点。

3 按工具列上的选取 U 方向按钮。

选取了一整排的控制点。

4 在工作视窗中没有物件的位置按鼠标左键，取消控制点的选取状态，再选取球体上的另一个控制点。

5 按工具列上的选取 V 方向按钮。

选取了矩形结构另一个方向的一整排控制点，在 NURBS 曲面上总是存在着 U与 V 两个方向。

使平滑

选取 U方向

选取 V方向

附注：


6 您可以自行试试这个工具列上的其它按钮。

范例 4 — 已修剪的 NURBS曲面

1 打开模型文件 Trimmed NURBS.3dm。

文件中的曲面是从一个很大的曲面修剪而来，在这个曲面被取消修剪后仍然具有 NURBS 曲面有四个边缘的基本

结构。

2 选取曲面，打开控制点。

修剪后留下的曲面或是被修剪掉的曲面的控制点都可以被移动。在移动被修剪掉的曲面的控制点时，也可能会使修剪后留下的曲

面的修剪边缘也跟着移动，NURBS 曲面的修剪曲线总是会服贴在曲面上。

消曲面的修剪状态：

1 执行Untrim 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 取消修剪)。

2 选取曲面的边缘。

曲面的修剪边界会被移除，使曲面复原到修剪前的原始曲面。

取消修剪

附注：


3 使用Undo 指令复原回到取消修剪前的曲面。

从已修剪曲面分离出修剪曲线：

1 执行Untrim 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 分离修剪)，设定指令选项保留修剪物件=是。

2 选取曲面的边缘。

曲面会复原到修剪前的原始曲面，修剪边界会转换成为

曲线，但曲线和曲面之间不再有任何关系。

3 复原回到取消修剪前的曲面。

缩回已修剪曲面：

1 执行 ShrinkTrimmedSrf 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 缩回已修剪曲面)。

2 选取曲面，按 Enter 结束指令。

原始的未修剪曲面会被一个面积比已修剪曲面大一点曲

面取代。虽然您在已修剪曲面外观上看不出有任何变

化，但实际上这个已修剪曲面的原始曲面已经改变了。

分离修剪 (右键 )

复原

缩回已修剪曲面

附注：


444 建立曲线

在这一节我们会从复习一些建立 NURBS 曲线的概念和技巧开始，这可以让往后的课程学习过程变的较为容易理解。曲

线建立技巧对于建立曲面有极为重大的影响，因为曲面是由参考曲线而建立的，所以曲线的质量会影响到由这些曲线所

建立的曲面的质量。

曲线的阶数

曲线的阶数关系到一个控制点对于一条曲线的引响范围。

越高阶数的曲线的控制点对曲线形状的引响力越弱，但引响范围越广。

在下图的例子中，五条曲线上同样有六个控制点，但每条曲线的阶数都不一样。您可以从 Curve 指令的阶数选项设定

建立的曲线的阶数。

附注：


范例 5 — 曲线阶数

1 打开模型文件 Curve Degree.3dm。

2 使用 Curve 指令 (曲线菜单：自由造型 > 控制点 )，设定阶数为 1。打开点物件锁点，锁定于每一个点建立曲

线。

3 使用 Curve 指令分别改变阶数为 2、3、4、5，使用点物件锁点锁定每一个点建立另外四条曲线。

控制点曲线

附注：


4 以 CurvatureGraphOn 指令 (分析菜单：曲线 > 打开曲率图形 ) 打开其中一条曲线的曲率图形。曲率图形显

示的是曲线的曲率变化，曲率是曲率圆半径的倒数 (1/r)，曲线曲率圆半径越小的点的曲率越大。

5 移动某些控制点并观察曲率图形的变化。在您移动控制点的时候，注意曲率图形指示线的长度变化。

6 在每一条曲线重复以上的步骤。您可以使用曲率图形对话框的按钮打开 /关闭曲线的曲率图形。

打开曲率图形

附注：


曲线与曲面的连续性

曲面是参考曲线而建立的，必需有高质量的曲线才能建立高质量的曲面。多花些时间了解曲线与曲线之间连续性的概念

对以后在建立曲面时会有非常大的帮助。

以常见的曲线和曲面建立的要求来讲，我们可以将连续性分成四个等级：

不连续

两条曲线的端点或两个曲面的边缘未相接，所以物件之间并没有连续性可言，也不能组合在一起。

位置连续 (G0)

两条曲线端点相接形成锐角或两个曲面边缘相接形成锐边。

位置连续性是指两条曲线在相接的共享点处形成一个锐角。在 Rhino 里，您可以将这两条曲线组合成为一条多重曲线，在这条多重曲线上会有一个锐角点，而且这条多重曲线仍然可以被炸开成为两条个别的曲线。同样的，两个曲面在相接的共享边缘会形成一个锐边。在实际作业上，只要两条曲线端点或是两个曲面的边缘相接就可以形成 G0连续。

越高阶的曲线的内部连续性会越好。

以 ChangeDegree 指令提高曲线阶数并不一定会使曲线内部的连续性变好，但降低曲线阶数一定会使曲线内部的连续性变差。

以 Rebuild 指令重建曲线必定会改变曲线的内部连续性。

1 阶曲线因为没有曲率 (曲率=0)，所以没有曲率图形。

2 阶曲线内部的连续性 (跨距之间的连续性 ) 为相切连续 — 曲率图形上的落差代表的就是这个含意。请注意，落差是出现在曲率图形上而不是分析的曲线上。

3 阶曲线内部的连续性为曲率连续 — 曲率图形上不会有落差的情形，但会出现尖锐的波峰和波谷。同样的，分析的曲线在这些位置并不会出现锐角。曲率图形虽然突然改变方向，但曲率并没有不连续。

4 阶曲线内部的连续性为曲率变化率连续 — 曲率图形没有尖锐的波峰和波谷。

5 阶曲线内部的连续性为曲率变化率的变化率。曲率图形没有明显的特征，但越高阶的曲线的曲率图形会越平滑。

附注：


相切连续 (G1)

两条曲线在相接端点的切线方向一致或两个曲面在相接边缘的切线方向一致，在两条曲线或两个曲面之间没有锐

角或锐边。

切线是曲线上任一点的方向。两条曲线是否形成相切连续是由两条曲线端点的切线方向决定。形成相切连续时，

两条曲线在端点的切线方向是一致的。或是说，当两条曲线在相接点的切线位于同一直在线时，这两条曲线会被

视为以相切连续相接。两条曲线形成相切时在相接点不会有锐角存在。曲线端点的切线方向是由曲线端点的前两

个控制点所控制，这两个控制点之间的联机 (直线 ) 就是曲线端点的切线方向。为了要让两条曲线以相切连续相

接，这两条曲线端点的控制点必需位于同样的位置 (G0)，而且两条曲线的第二个控制点必需位于一条通过相接点

的直线上，所以共有四个控制点 (两条曲线各提供两个控制点 ) 位于同一条虚拟的直线上。

附注：


曲率连续 (G2)

两条曲线的相接端点或两个曲面的相接边缘除了切线方向一致以外，曲率圆半径大小也必需一致。

曲率连续除了必需符合 G0 与 G1 的条件以外，还要达到两条曲线相接端点的曲率圆半径大小一致的要求。曲率连

续是您可以控制的最平滑的状态，但两条曲线以比曲率连续更平滑的连续性相接的可能性是存在的。

比 G2 更高等级的连续性是存

在的，例如：G3 连续除了符

合 G2 连续的要求以外，两条

曲线的相接点或两个曲面的相

接边缘的曲率变化率也必需相

同。G4 则是曲率变化率的变

化率也相同。Rhino 可以建立

以 G3 和 G4 连续性相接的曲

线和曲面，但并没有可以检查

或验证高于 G2 以上连续性的

工具。

附注：


曲线连续性与曲率图形

Rhino 有两个分析指令可以用图形区别相切连续与曲率连续。在稍后的范例中我们会使用 CurvatureGraph 与

Curvature 指令进一步了解相切连续与曲率连续。

以曲率图形显示连续性：

1 打开模型文件 Curvature_Tangency.3dm。

这个模型中共有五组曲线，a 与 c 两组曲线的端点是以相切 (G1) 连续相接，b 与 d 两组曲线的端点是以曲率 (G2) 连续相

接，剩下的一组曲线是以位置 (G0) 连续相接。

附注：


2 按 Ctrl+A 选取所有曲线，打开这些曲线的曲率图形 (分析菜单 > 曲线 > 曲率图形打开 )。

设定对话框中的显示缩放比为 100。

显示缩放比设定为 100 时，曲线的曲率图形高度等于模型单位的曲率数值。

附注：


3 首先，请注意上方的两组曲线 (a与 b)。

这两组曲线都含有两条直线和一条曲线，在直线上并没有显示曲率图形 — 直线没有曲率 (曲率=0)。

以 G1 与两条直线相接的曲线是一个圆弧，它的曲率图形

的高度固定不变，因为圆弧是半径固定的曲线。

以 G2 与两条直线连接的曲线的曲率图形高度在端点处

从 0 开始增加，到达另一个端点时又下降为 0。

左上图中显示的是曲率不连续的情形 — 曲率图形突然出现落差代表曲线在落差点两侧的曲率不同。

虽然曲率图形有落差，但圆弧曲线与两条直线之间还是平滑地相接，两条直线是圆弧在两个端点处的切线。

右上图以 G2 相接的曲线中，直线一样没有曲率图形，但中间的曲线以不同于 G1 的情形与两条直线相接。这条

曲线在与第一条直线的相接端点的曲率图形高度为 0，然后逐渐提高高度，到达与第二条直线的相接端点又下降

为 0。因为曲率图形的高度并不是固定的，所以这条曲线的曲率圆半径也不是固定的。直线的曲率图形高度为

0，而与直线相接的曲线的曲率图形高度也是从 0 开始增加，所以两条直线与曲线之间的曲率并没有出现落差。

右上图的例子中，以 G2 相接的曲线不只相接端点的切线方向一致，而且曲率相等。曲率没有落差的情形会被视

为 G2或曲率连续。

附注：


4 再看看 c与 d 两组曲线。

这两种情形也是 G1和 G2连续，但因为这两组曲线之中并没有直线，所以曲率图形会出现在所有的曲线上。

同样的，在以 G1 相接的曲线在相接端点的曲率图形会

出现落差。这组曲线中间的曲线并不是曲率半径固定的

圆弧，它的曲率图形在中段较为突出。

以 G2 相接的曲线上，中间的曲线在与其它两条曲线的

相接端点的曲率图形高度相同，曲率图形并没有落差，

曲率图形外侧的曲线相接在一起。

以曲率圆验证曲线之间的连续性：

1 执行 Curvature指令 (分析菜单 > 曲率圆) 选取 c 组位于中间的曲线。

显示的圆是曲线上鼠标标记所在位置的曲率圆，状态列也会显示曲率圆的半径数值 — 这个圆是由曲线上鼠标标记

的位置量测得到的圆心与半径画出的。

2 沿着曲线移动鼠标标记。

请注意，曲线上曲率圆最小的点也是曲率图形最高的点，因为曲率是曲率圆半径的倒数。

附注：


3 按指令行的标示曲率测量点选项，将它设定为是。

移动鼠标标记到曲线端点，按鼠标左键，画出曲线端点的曲率圆。

4 结束指令，并重新执行指令，选取与上一条曲线相接的另一条曲线，在相接端点按鼠标左键。

画出曲线端点的曲率圆。

两个曲率圆的大小差异非常明显，同样代表两条曲线在相接点的曲率不连续。

附注：


5 重复以上的步骤，画出 d 组两条曲线相接点的曲率圆。

请注意，这次两条曲线在相接点画出的两个圆的大小相同，表示这两条曲线以曲率连续相接。

6 最后，打开 c与 d 两组曲线中位于中间的曲线的控制点。选取两条曲线最中间的控制点并移动看看。

请注意，不论曲率图形如何改变，中间的曲线与两侧曲线之间的连续性并不会改变。

以 G1 连接的曲线的曲率图形仍然有落差，但落差的大

小会随着控制点的移动而改变。

以 G2 连接的曲线的曲率图形虽然会出现锐角，但使终

相接在一起。

附注：


7 我们现在来看看以 G0 相接的曲线的曲率图形。

请注意曲率图形上的缺口，这个缺口代表两条曲线在相

接点形成锐角，两条曲线以 G0 (位置连续 ) 相接。

以 G0 相接的两条曲线在相接点的曲率圆除了大小不同

以外，两个曲率圆未相切而且有交点，代表两条曲线在

相接点的切线方向不同。

范例 6 — 曲线连续性

1 打开模型文件 Curve Continuity.3dm。

两条曲线很明显地没有达到相切连续，您可以使用GCon 指令验证。

2 执行GCon 指令 (分析菜单：曲线 > 几何连续性 )。两条曲线的几何连续性

附注：


3 选取两条曲线的相接点附近 (1 与 2)。

Rhino 会在指令行中告诉您这两条曲线的

端点并未相接：

曲线端点距离 = 0.0304413

曲率半径差异值 = 126.531

曲率方向差异角度 = 10.2772

相切差异角度 = 10.2772

两条曲线端点间的距离大于公差。

使两条曲线形成位置连续：

1 打开两条曲线的控制点，并将相接点在视图中放大。

2 打开点物件锁点，将一条曲线端点的控制点拉到另外一条曲线端点的控制点。

附注：


3 再次执行GCon 指令。指令行上的讯息与之前不同：曲线端点距离 = 0



相切差异角度 = 10.3069

两条曲线形成 G0。

4 复原以上的步骤。

以Match 指令衔接两条曲线形成位置连续：

Rhino的Match 指令里有一个选项可以对曲线自动做这样的调整。

1 试着这样做，执行Match 指令 (曲线菜单：曲线编辑工具 > 衔接 )。

2 选取一条曲线的相接端点。

3 选取一另条曲线的相接端点。

预设的情形下，选取的第一条曲线会改变形状与另一条曲线衔接。您也可以在衔接曲线对话框勾选互相衔接，使

两条曲线在衔接时做平均的改变。

4 在衔接曲线对话框中选取位置与互相衔接。

衔接曲线

附注：


5 再次执行GCon 指令。指令行中的讯息为：曲线端点距离 = 0



相切差异角度 = 10.2647

两条曲线形成 G0。

范例 7 — 相切连续

前面我们曾经提到如何安排控制点才能满足两条曲线形成相切连续 (G1) 的要求 — 两条曲线末端控制点必需位置相

同，而且两条曲线的末端控制点和第二个控制点必需落于同一直在线。虽然 Match 指令可以自动完成这样的要求，但

使用 Rhino 的其它指令以手动的方式移动控制点要达到 G1 的要求并不困难。

我们将会用到 Move、SetPt、Rotate、Zoom Target、PointsOn (F10)、PointsOff (F11)和 End、

Point、Along、Between 物件锁点及 Tab 限制，以不同的方法使两条曲线达成相切连续。

我们将会先建立一些在此范例中会用到的指令别名。

建立 Along 和 Between 的指令别名：

Along 与 Between 是单次性的物件锁点，您可以在工具菜单中的物件锁点下找到这两种物件锁点。物件锁点只能在

指令启动后提示指定点的时候使用，我们会建立这两种物件锁点的指令别名。

1 在 Rhino 选项对话框的别名页面按新增，在别名字段输入 a，在指令宏字段输入 Along。

2 在别名字段输入 b，在指令宏字段中输入 Between。

3 关闭 Rhino 选项对话框。

轨迹直线上

两点间

附注：


使用 Rotate 指令和 Tab 限制调整控制点改变连续性：

1 打开两条曲线的控制点。

2 选取控制点 (1) — 从曲线端点算起的第二个控制点。

3 执行 Rotate 指令 (变动菜单：旋转)。

4 锁定两条曲线的相接点 (0)为旋转中心点，锁定选取的控制点为第一个参考点。

附注：


5 移动光标到另一条曲线的控制点 (2)，但不要按鼠标左键。在画面上显示点物件锁点提示时，表示鼠标标记已经锁

定在这个控制点上，按 Tab — 不要按鼠标左键。

6 移动鼠标光标到另一条曲线上，标记的移动方向会被限制在旋转中心点和第二条曲线的第二个控制点 (在您按下

Tab 键时标记锁定的点 ) 之间的直线方向上。您现在可以在第二条曲线的对面按鼠标左键，放置选取的控制点。

旋转时，Tab 方向限制会使用旋转中心点而不是旋转的

第一个参考点做为方向限制直线的通过点。

旋转的终点会精确地位于旋转中心点和第二条曲线的第

二个控制点所形成的直线方向上。

Tab方向限制

按下 Tab 后，Tab 方向限制会

限制鼠标标记的移动方向。

Tab 方向限制可以在拖曳物

件、建立曲线或直线时使用。

在 Rhino 要求指定一点的时候

按 Tab 可以启动方向限制，鼠

标标记会被限制在上一个指定

点与按下 Tab 时鼠标标记所在

的位置形成的直线方向上。

方向限制启动后再按一次 Tab

可以取消限制，再按一次 Tab

可以设定新的限制方向。

附注：


使用两点间物件锁点调整控制点改变连续性：

1 使用OneLayerOn 指令打开 Curves 3d 图层，其它图层会全部关闭。

2 以 GCon 指令检查两条曲线的连续性。

3 打开两条曲线的控制点。

4 框选两条曲线相接点的控制点 (1)。

5 以Move指令 (变形：移动 ) 移动选取的两个控制点。

6 锁定同样的点 (1)，按鼠标左键。

7 输入 b，按 Enter，启动两点间物件锁点。

8 锁定一条曲线的第二个控制点 (2)，按鼠标左键。

只开启一个图层

移动

附注：


9 锁定另一条曲线的第二个控制点 (2)，按鼠标左键。

两条曲线的相接点会被移动到两条曲线的第二个控制点间的中点，对齐四个控制点。

10 检查两条曲线的连续性。

使用轨迹直线物件锁点调整控制点改变连续性：

1 复原之前的指令作业。

2 选取一条曲线的第二个控制点 (2或 3)。

3 以Move指令 (变形：移动 ) 移动选取的控制点。

4 锁定选取的点做为移动的起点。

5 输入 a，按 Enter，启动轨迹直线物件锁点。

6 锁定另一条曲线的第二个控制点，按鼠标左键。

附注：


7 锁定两条曲线的相接点 (1)，按鼠标左键。

被移动的控制点会被限制在通过最后两个锁定点的直线方向上。移动鼠标光标决定移动的终点，按鼠标左键，使四

个控制点对齐在一直在线。

8 检查两条曲线之间的连续性。

编辑曲线而不破坏曲线之间的相切连续：

1 框选两条曲线的相接点或任一条曲线的第二个控制点。

打开点物件锁点，拖曳选取的控制点到形成相切的四个控制点中其它的控制点。当您在编辑两条以 G1 连续相

接的曲线时，只要形成 G1 的

四个控制点移动后仍然落于原

来四个控制点所在的直线上

时，可以维持 G1 连续不被破

坏。

您可以使用 Tab 方向限制编辑

曲线在相接点附近的形状而不

会破坏原来的 G1连续。

这个技巧只有在 G1 连续已经

形成的情形下才有作用。

附注：


2 当屏幕上出现点物件锁点提示时，不要放开鼠标左键，按 Tab，启动 Tab 方向限制。

因为选取的控制点的移动被限制在 Tab 方向限制直线上，所以拖曳控制点时并不破坏两条曲线的相切连续。在任

何位置放开鼠标左键，放置移动的控制点。

3 在任何位置放开鼠标左键，放置被移动的控制点。

范例 8 — 曲率连续

调整控制点让两条曲线形成曲率连续比相切连续更为复杂。曲线端点的曲率是由端点的前三个控制点的位置所决定，而

这三个控制点之间的关系并不像相切连续那样简单。

要让两条现有的曲线形成曲率连续最实用的方法是使用 Match 指令。

衔接两条曲线：

1 打开 3D curve 图层，并将它设为目前的图层。

2 关闭 2D curve 图层。

衔接曲线

附注：


3 以Match 指令 (曲线菜单：曲线编辑工具 > 衔接 ) 衔接红色曲线 (1)与洋红色曲线 (2)。

以曲率选项衔接时，曲线的第三个控制点会移动到使两条曲线形成曲率连续某一个位置，

这个位置是由 Rhino计算得到的。

曲线形状改变非常大，以手动移动第三个控制点会破坏

两条曲线的 G2连续，但仍然保有 G1连续。

控制连续性的进阶技巧

在 Rhino 里还有两种方法可以在编辑曲线时不破坏曲线之间的曲率连续。(1)使用 EndBulge 指令编辑曲线。(2)加入

节点，可以让您更有弹性地改变曲线形状，并维持曲率连续。

将曲线衔接到直线时，曲线的

前三个控制点会落于同一直在

线。

附注：


以调整端点转折编辑曲线

1 在复制按钮上按右键，原地复制洋红色曲线，并将它锁定。

2 执行 EndBulge 指令 (编辑菜单：调整端点转折 )。

3 选取洋红色曲线。请注意，曲线上会出现比原来的曲线更多的控制点。

EndBulge 指令会将少于六个控制点的曲线转换为五阶

六个控制点的曲线。

4 选取第三个控制点，将它移动到其它的位置，按 Enter 结束指令。如果这条曲线的端点与其它曲线以 G2 连续相接，G2

连续并不会被破坏，因为这条曲线端点的曲率并不会改

变。

调整曲线端点转折

附注：


插入节点：

在曲线上加入一个或两个节点后，曲线端点处的前三个控制点会距离端点更近一点。InsertKnot 指令可以在曲

线或曲面上加入节点。

1 复原之前对控制点的调整。

2 执行 InsertKnot 指令 (编辑菜单：控制点 > 插入节点 )。

3 选取洋红色曲线。

4 在曲线的第一个和第二个控制点之间的位置加入一个节点。通常在曲线或曲面上的两个节点之间的中点处加入新节

点，会让曲线或曲面的形状比较容易控制，因为节点的

分布较为平均。

加入节点时也会加入控制点。

节点与控制点不同，新加入的控制点并不会和新加入的

节点位于同样的位置上。

5 在洋红色曲线上加入节点后衔接两条曲线。

曲线加入节点的位置距离端点远近会影响曲线在衔接时形状改变的范围。

插入节点

自动选项会自动在每一个现有

的节点之间的跨距中点插入一

个节点。

如果您只想在某些跨距之间插

入节点，必需在曲线上要加入

节点的位置个别插入节点。

插入节点时，现有的节点会以

白色的点显示。

附注：


555 曲面连续性

曲线连续性的特性也可以适用在曲面。曲面连续性不像曲线连续性只需要考虑到端点、第二和第三个控制点的位置，而

是要考虑曲面边缘上一整排控制点及第二和第三排控制点。检查曲面连续性的工具也比检查曲线连续性的 GCon 指令

要复杂。

分析曲面连续性

Rhino 利用 OpenGL 的显示功能，使用假色检查曲面的曲率和曲面之间的连续性。这些工具放在分析菜单中的曲面子

菜单下，其中的斑马纹分析最能够直接显示曲面之间的 G0~G2连续性，斑马纹分析会在曲面上模拟条纹背景的反射。

附注：这些曲面检测工具并不一定要使用到 OpenGL 加速显示卡，但 OpenGL 加速显示卡可以让这些工具的显示效率更好。

附注：


范例 9 — 曲面连续性

1 打开模型文件 Surface Continuity.3dm。

2 打开模型中两个曲面的控制点。

3 执行MatchSrf 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 衔接 )。

4 选取红色曲面靠近白色曲面的边缘。

5 选取白色曲面靠近红色曲面的边缘。衔接曲面

衔接的被调整曲面的结构线在

衔接后与目的曲面边缘垂直。

附注：


6 在衔接曲面对话框选取位置为希望达到的连续性。

请确定互相衔接、精确衔接、以最接近点衔接边缘和维持另一端未被勾选。

按确定。互相衔接

两个曲面形状会做对等的改变。

精确衔接

如果衔接后的曲面边缘需要紧密的相接，可以使用这个选项，使衔接误

差小于特定公差。

以最接近点衔接边缘

被调整的曲面边缘会以最近点衔接到目的曲面边缘，而不会以整个目的

曲面的边缘做为衔接边缘。

维持另一端

这个选项会在曲面上加入节点，使被调整的曲面的另一端的连续性在衔

接时不会被改变。

红色曲面的边缘会被拉到白色曲面的边缘做衔接。

结构线方向调整

决定衔接时被调整的曲面如何和

目的曲面做衔接。

自动

当目的边缘为未修剪边缘时使用

与目标结构线方向一致。当目的

边缘为已修剪边缘时使用与目标

边缘垂直。

维持结构线方向

尽量维持曲面在衔接前的结构线

方向。

与目标结构线方向一致

衔接的被调整曲面的结构线在衔

接后与目的曲面的结构线平行。

与目标边缘垂直

衔接的被调整曲面的结构线在衔

接后与目的曲面边缘垂直。

附注：


以斑马纹分析曲面连续性：

1 以斑马纹分析工具检查曲面连续性 (分析菜单：曲面 >斑马纹 )。

这个指令是以与被分析的曲面形状相似的网格做为分析对像。斑马纹分析的预设网格设定可能过于粗糙，可能无法对

曲面做比较准确的分析。

2 如果斑马纹是锯齿状的而不是平滑的条纹，可以按斑马纹选项对话框的调整网格。一般来讲，用于分析的网格精细度必

需高于着色和渲染网格。

斑马纹分析

附注：


3 使用进阶控制设定分析网格的精细度。

在设定分析用的网格时，最简单的方法是将最大角度设为 0 (停用)，并让网格转换完全由起始四角网格面的最小

数目数值来控制。您可以将这个数值设定的高一点，但可能需要依据几何物件来决定设定

值的值的大小。

在这个例子中，设定为 5000 至 10000 可以产生非常精细、准确的网

格。

4 将曲面组合在一起也可以提高斑马纹分析的准确性。

曲面的组合边缘的网格转换会较精细，使曲面在组合边缘处不会出现裂缝，让斑马纹显示更连贯。这两个曲面除了边缘相接在一起以外，两个曲面上的条

纹在接缝处并没有对齐。

这种情形称为 G0连续。

附注：


以相切衔接曲面：

1 使用MatchSrf 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 衔接 )，以相切选项做衔接。

当您选取曲面边缘时会显示方向箭头，提示您被选取的是哪一个曲面的边缘，箭头所指的方向的曲面是边缘将被选

取的曲面。

2 以斑马纹分析检查曲面。两个曲面的斑马纹在接缝处相互对齐，但很明显的在相

接处形成锐角。


附注：


以曲率衔接曲面：

1 使用MatchSrf 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 衔接 )，以曲率选项做衔接。

2 以斑马纹分析检查曲面。两个曲面的斑马纹在接缝处相互对齐，而且平滑地相

接。


附注：在以上的范例中先以位置，再以相切，最后再以曲率做衔接所产生的结果会与直接以曲率做衔接不同。因为每一次衔接都会

改变曲面边缘附近的形状，使得下一次再做衔接时的曲面已经不再是原来的曲面。

加入节点控制曲面衔接

与衔接曲线一样，曲面在衔接时要达到被要求的连续性时也可能造成曲面变形范围过大，我们可以在曲面上加入节点，

使曲面的第二、三排控制点更接近衔接边缘，限制在衔接作业时曲面变形的范围。

曲面也可以使用 EndBulge 指令做调整。

附注：


在曲面上加入节点：

1 复原上一个指令作业。

2 使用 InsertKnot 指令在红色曲面两端靠近边缘处各加入一条结构线。

当这个指令使用在曲面上时会有更多的选项可以选择。您可以选择在 U 方向或 V 方向，或同时加入两个方向的结

构线，或使用对称选项在曲面上对称地加入结构线。

3 使用MatchSrf 指令将红色曲面衔接到白色曲面。

附注：


调整曲面的边缘转折：

EndBulge 指令可以让您改变曲面的形状但不改变曲面边缘处的相切方向或曲率，您可以在一个曲面已经与另一个曲面

以相切或曲率连续相接时使用这个指令改变曲面的形状而不破坏曲面之间的连续性。

EndBulge 指令可以让您移动曲面边缘指定范围内的控制点，这些控制点的移动会被限制在不会改变曲面边缘相切方向

或曲率的路径上。

曲面边缘转折可以调整整个曲面的边缘或指定的某段边缘。在稍后的例子中，您将会调整曲面边缘上某一个点的边缘转

折，调整边缘转折的影响力会往调整点两侧衰减，在曲面边缘端点或是指定范围终点的影响力会降为 0。调整曲面边缘

转折的范围起点或终点也可以是调整点，限制调整边缘转折时的影响力于调整点的一侧。

1 执行 EndBulge 指令 (编辑菜单：调整端点转折 )。

2 选取红色曲面的边缘。

3 在曲面边缘指定一点，这个点是实际控制边缘转折的点。您可以使用物件锁点或参考几何图形精确地指定调整

点。

附注：


4 在曲面边缘上指定一点为调整范围的起点，指定另一点为调整范围的终点。

指定调整范围时，将鼠标光标沿着曲面边缘移动，指定调整范围的起点与终点。如果您想要调整的是整个曲面的边

缘，可以直接按 Enter。

5 选取一个点。

6 移动这个点到新位置，按鼠标左键。Rhino 在调整点处会显示三个点，您只可以调整其中的

两个点。请注意，在移动第二个点的时候，第三个点也

会跟着移动，这是为了要维持两个曲面的曲率连续。

如果您不需要维持曲面边缘的 G2 连续，可以将连续性

选项设为相切，关闭一个调整控制点，在调整后的曲面

边缘只能维持 G1连续。

7 按 Enter 结束指令。

附注：


有计算连续性功能的建立曲面指令

Rhino 有许多指令可以参考其它曲面的边缘建立曲面，建立的曲面可以和相邻的曲面形成 G1 至 G4 连续，这些指令包

括：

NetworkSrf (G0至 G2)

Sweep2 (G0至 G2)

Patch (G0至 G1)

Loft (Go至 G1)

BlendSrf (G0至 G4)

在稍后的范例中您会学到这些指令的操作方法。

范例 10 — 与连续性有关的指令

以网线建立曲面：

1 打开模型文件 Continuity Commands.3dm。

在 Surfaces 图层中有两个被组合在一起的已修剪曲面，而且留下一个缺口。您现在要以一个曲面封闭这个缺

口，并使建立的曲面和周围的曲面之间形成特定的连续性。

2 打开 Network 图层。您可以看到曲面缺口上已经架着许多交错的曲线，这些

曲线是曲面建立时要逼近的目标。

附注：


3 使用NetworkSrf 指令 (曲面菜单：曲线网线 ) 以这些曲线和曲面边缘建立一个未修剪的曲面将缺口封闭。

在NetworkSrf 指令的对话框可以设定被选取的曲面边缘与建立的曲面要达到的连续性。

请注意，您最多可以选取四个曲面边缘，您也可以设定公差或设定建立的曲面与参

考曲线之间的误差值。边缘曲线公差的默认值是模型的绝对公差，而内部曲线公差

的默认值是边缘曲线公差的 10。

4 设定内部曲线公差为 0.01，并设定所有边缘的连续性为曲率。

建立的曲面会在四个边缘与周围的曲面形成曲率连续。

5 使用斑马纹分析曲面。

从网线建立曲面

附注：


以双轨扫掠建立曲面：

1 使用OneLayerOn 指令单独打开 Surfaces 图层，在状态列上的图层面板按鼠标左键，将 Sweep2 图层设为

目前的图层。

2 执行 Sweep2 指令 (曲面菜单：双轨扫掠 )，选取两个较长的曲面边缘做为双轨扫略的路径。

3 选取两个较短的曲面边缘与所有的断面曲线。

双轨扫掠

附注：


4 设定两个路径曲线选项为曲率。

因为两条路径是曲面边缘，路径上会出现标示。而且双轨扫掠对话框中设定扫掠曲

面连续性的路径曲线选项会变为可作用状态。

5 使用斑马纹分析建立的未修剪曲面。

附注：


建立嵌面：

如果边界曲线是封闭的，Patch 指令可以建立已修剪曲面。如果封闭的边界曲线是曲面边缘，Patch 指令可以

建立和周围曲面形成 G1连续的曲面。

1 打开 Surfaces 和 Patch 图层。

关闭其它图层。

2 执行 Patch 指令 (曲面菜单：嵌面)。

3 选取曲面边缘与内部曲线，按 Enter。

4 在嵌面曲面选项对话框做以下的设定：

设定取样点间距为 1.0。

设定硬度为 1。

设定曲面的 U和 V 方向跨距数为 10。

勾选调整切线方向与自动修剪，按确定。

建立的曲面并不是非常平滑，在对话框中有些设定可以调整建立嵌面的精确度，

我们将会试着改变一些设定再重新建立嵌面。

嵌面

附注：


5 复原之前的作业，重新执行 Patch 指令，选取同样的曲面边缘与内部曲线。

6 在嵌面曲面选项对话框设定曲面的 U 和 V 方向跨距数为 17，按确定。

建立的曲面会有较多的结构线，但还是不够平滑。

7 复原之前的作业。

8 再次执行 Patch指令，选取同样的曲面缘与内部曲线。

9 在嵌面曲面选项对话框设定取样点间距为 0.01，按确定。

建立的曲面会变的较平滑。

附注：


10 组合所有曲面。

11 使用 ShowEdges 指令 (分析菜单：边缘工具 > 显示边缘) 显示外露边缘。

如果建立的嵌面和原来的多重曲面之间有外露边缘，您可能需要再对嵌面曲面选项做调整。


附注：


范例 11 — 嵌面选项

以曲面边缘与点建立嵌面：

点物件可以像是曲线或曲面边缘一样做为嵌面的输入物件。在这个范例里，我们会使用点和曲面边缘来说明硬度设定如

何作用。

1 打开 Surfaces 和 Patch Stiffness 图层。

关闭其它图层。

2 执行 Patch 指令 (曲面菜单：嵌面) 选取两个点物件及曲面上方边缘为输入物件，按 Enter。

3 勾选调整切线方向，并设定两个方向的曲面跨距数为 10。

4 您可以在 Front 工作视窗中使用线框模式看清楚这两个点物件的位置。

5 设定硬度为 0.1，按预览。

较小的硬度值可以让嵌面更逼近两个点物件，而且与曲面边缘维持相切，但可能会造成嵌面剧烈起伏或出现皱褶。

附注：


6 设定硬度为 5，再按预览。

较大的硬度值会让嵌面变的比较僵硬、比较不能逼近输入的参考物件，但比较不容易剧烈起伏或出现皱褶，建立较

平滑、质量较好的曲面。使用较大的硬度值也会让嵌面越容易脱离参考物件。

范例 12 — 放样

建立放样曲面：

Loft 指令也有计算曲面连续性的选项。

1 打开模型文件 Loft.3dm。

2 执行 Loft 指令 (曲面菜单：放样 )。

3 依序选取下方的曲面边缘、下方的曲线、上方的曲线及上方的曲面边缘。

选取曲线时，必需选取曲线的同一侧，避免放样曲面发

生扭转。

4 按 Enter 完成。

放样

附注：


5 在放样选项对话框的型式下拉选单选取标准。

选取与起始端边缘相切、与结束端边缘相切及不要简化。

建立的放样曲面会与原来的曲面形成 G1连续。


附注：


范例 13 — 混接

建立混接曲面：

下一个与曲面连续性有关的指令是 BlendSrf。

1 打开模型文件 Blend.3dm。

2 执行 BlendSrf 指令 (曲面菜单：混接曲面 )，在指令行选项设定连续性 =曲率。

3 选取上方多重曲面左侧的一段边缘。

请注意，并不是多重曲面左侧的整个边缘都会被

选取，而是只有您选取的一小段边缘会被选取。

全部选项可以选取所有与选取的边缘以相同或高于连锁

连续性选项设定的连续性相连的边缘，而下一个选项只

会选取下一个以相连的边缘。

4 继续选取多重曲面左侧的所有边缘。

请注意，如果您将连锁连续性选项设为相切或曲率，不

论是全部或下一个选项都不会选取左侧最下方的一小段

边缘。因为这段小边缘并不是以 G1 或以上的连续性与

其它边缘连接。

您必手动选取这段小边缘，或将连锁连续性选项设为位

置。

混接曲面

附注：


5 在选取了上方多重曲面左侧的所有边缘以后，按 Enter。

6 选取下方曲面的左侧边缘，按 Enter。

此时会弹出一个有两个滑杆及一些选项的对话框。在这个对话框中，您可以移动滑杆或输入

数值调整混接曲面的边缘转折。调整曲面边缘转折会影响整个混接曲面。请确定未勾选一样

的高度形状选项。

7 在这个步骤中，您可以在两侧边缘上指定对应点加入更多的断面。

您可使用指令行中的加入断面选项加入任何数量的断面，但这个例子并不需要加入其它断面，可以直接使用默认

值。

因为选取了上方多重曲面下方的一小段边缘，这段小边缘和其它边缘以锐角连接，导致建立的混接曲面是一个多

重曲面。

附注：


8 按 Enter 建立混接曲面。

混接曲面会被强制通过加入的断面，所以加入的断面在

某种程度上可以控制建立的混接曲面。

混接曲面的连续性选项有 G0 (位置)、G1 (相切)、G2

(曲率)、G3或 G4 可供选择。

范例 14 — 混接选项

使用混接选项建立混接曲面：

在稍后的范例中，我们第一个建立的混接曲面会产生自交的情形，我们会使用混接选项来修正这个问题。

1 打开模型文件 BlendSrf Options.3dm。

2 执行 BlendSrf 指令 (曲面菜单：混接曲面)，选取标示为 0 的曲面边缘及另一个曲面与它相对的边缘。

附注：


3 请确定未勾选对话框中的一样的高度形状选项，而且两个端点转折滑杆设定为 1.0，按确定。

4 在 Top 工作视窗中放大您刚才建立的曲面。

在半透明模式工作视窗中放大混接曲面，观察混接曲面的中段部分。请注意，混接曲面中段部分的结构线相互交

错，使曲面上产生挤压或皱褶，造成曲面自交的情形。

曲面混接选项

建立混接曲面时，您可以使用调整混接转折、一样的高度形状、平面断面避免混接曲面发生自交或产生皱褶。

1 执行 BlendSrf 指令，选取标示为 1 的两个曲面相对的边缘。

调整混接转折滑杆，使混接转折的数值小于 1，介于 0.2与 0.3 之间的数值最为恰当。

在曲面边缘两端的混接断面与您额外加入的断面会随着调整混接转折而更新预览。请注意，建立的混接曲面中段

不再有自交的情形。

附注：



将混接转折设定为 0.5，并勾选一样的高度形状选项。

一样的高度形状选项可以避免混接曲面因为混接边缘之间的距离变化而缩放混接曲面的高度。混接曲面中段的高

度会与两端的高度一致，避免混接曲面在中段过于突出而造成自交。


4 以一般的方式选取两个曲面边缘。

使用与上一次混接相同的混接转折数值。

附注：


5 按指令行的平面断面选项。

指令会要求您在工作视窗中指定两个点定义一个平面，混接曲面的所有断面结构线会与这个平面平行。

在 Top 工作视窗中任意指定一点，打开正交，往 Top 工作视窗工作平面的 Y轴方向指定第二点。

建立的混接曲面的断面结构线会与平面断面选项定义的平面平行。因为混接曲面的结构线与 Y 轴平行，所以在混

接曲面中段的结构线不再有自交的情形。

附注：


更多的曲面建立技巧

您可以使用许多方法建立圆滑的曲面。在这个范例中，我们将会讨论各种以 NetworkSrf、Loft、Sweep1、

Sweep2、Blend、Fillet、Patch 指令平滑地填补曲面缺口的方法。

圆角与圆角交会

虽然 Rhino 有自动建立圆角的功能，但有许多情形需要以手动建立圆角。这个段落我们会讨论以不同的半径建立数个圆

角时，在圆角交会处的处理、不等半径圆角、混接与圆角曲面的连续性。

范例 15 — 圆角和混接

以网线曲面处理三个不同半径的圆角交会：

1 打开模型文件 Corner Fillet.3dm。

附注：


2 执行 ExtractSrf 指令 (实体菜单：抽离曲面)，选取三个圆角曲面与前方的平面，按 Enter 结束指令。

3 使用 Blend 指令 (曲线菜单：混接曲线 ) 以两个半径较小的圆角曲面边缘建立两条混接曲线。

附注：混接曲线并不会准确地落在圆角曲面上，混接曲线并不是像圆角曲面的断面一样是圆弧，所以在修剪或分割圆角曲面之前，

必需将混接曲线拉回到圆角曲面上。

抽离曲面

附注：


4 使用 Pull 指令 (曲线菜单：从物件建立曲线 > 拉回) 将右边的混接曲线拉回到圆角曲面上。

5 使用 Trim 指令，以左边的混接曲线与拉回的曲线分别修剪前方的平面与右边的圆角曲面。

6 使用NetworkSrf 指令 (曲面菜单：网线 ) 填补缺口。

7 选取缺口周围的曲面边缘。

附注：


8 按 Enter。

9 在以网线建立曲面对话框中，将四个边缘的连续性都设为相切。

圆角曲面和其它曲面是以相切 (G1) 连续相接。以网线建立曲面也可以将边

缘连续性设为相切 (G1)，如果您将边缘连续性设为曲率，会强迫建立的曲

面边缘与周围的曲面以 G2 连续相接，因为原来圆角曲面与其它曲面之间的

连续性并不会被改变，结果会造成以网线建立的曲面上有明显的波纹或皱

褶。

10 将全部的曲面组合成为多重曲面，并检查是否有留下外露边缘。

附注：


范例 16 — 不等半径混接

建立不等半径圆角：

1 打开模型文件 Sandal Sole.3dm。

2 使用 Circle 指令的环绕曲线选项在鞋底边缘的曲线上建立数个不同半径的圆。

3 使用 SelLayer 指令(编辑菜单：选取物件 > 以图层 )选取鞋底边缘的曲线与所有的圆。

4 执行 Sweep1 指令 (曲面菜单：单轨扫掠 ) 在鞋底边缘建立不等半径的圆管。

5 在单轨扫掠选项对话框中，选取不要简化与封闭扫掠，按确定。

圆：环绕曲线

以图层选取

单轨扫掠

附注：


6 解除锁定 Shoe Bottom 图层。

7 以单轨扫掠建立的圆管曲面修剪鞋底的侧面和底面。

8 关闭 Curve 图层，将 Fillet 图层设为目前的图层。

附注：建立混接曲面前，您可能需要合并 (分析菜单：边缘工具 > 合并边缘) 被修剪曲面的边缘，在合并一个曲面的边缘时可以

隐藏另外一曲面，以方便作业。

9 使用 BlendSrf 指令 (曲面菜单：混接曲面) 建立不等半径的圆角。

两个用来建立混接曲面的边缘都是封闭循环的边缘，如果您选取的不是整个边缘，可以使用指令行的全部选项，选取

完整的边缘。您可以在 BlendSrf 指令的作业过程中加入其它断面，对混接曲面做更大的控制。

合并边缘 (右键 )

混接曲面

附注：


10 组合全部的曲面。

范例 17 — 以嵌面填补圆角缺口

以一个嵌面填补六向圆角交会的缺口：

1 打开模型文件 Fillet Edge.3dm。

附注：


2 使用 FilletEdge 指令 (实体菜单：边缘圆角 > 边继圆角 ) 半径 =1，一次将所有组合边缘做圆角。

3 使用 Patch 指令 (曲面菜单：嵌面 ) 填补中间的缺口。

4 选取缺口的六个边缘建立嵌面。

5 在嵌面曲面选项对话框中，勾选调整切线方向与自动修剪，设定曲面的 U和 V 方向跨距数为 15，硬度为 2。

当要填补的缺口有超过四个边

缘时必需使用 Patch 指令，

NetworkSrf 指令只能填补四

个边缘的缺口。

嵌面

附注：


范例 18 — 圆滑的转角

建立一个类似立方体但有弧度的曲面 (一)：

您可以使用许多方法建立像下图一样上方有弧度的曲面，通常用来建立这样的曲面的参考线中会有圆角曲线。

在这个范例中，我们会使用两种方法以同样的参考曲线建立这个曲面。

1 打开模型文件 Soft Corners.3dm。

附注：


2 使用 Join 指令 (编辑菜单：组合) 组合圆滑立方体底面边缘的所有圆弧曲线。

3 将 03 Sweeps 图层设为目前的图层。

4 使用 Sweep1 指令 (曲面菜单：单轨扫掠 ) 建立第一个曲面。

5 使用 Sweep1 指令 (曲面菜单：单轨扫掠 ) 建立第二个曲面。

6 选取刚才建立的曲面上方边缘做为路径，再依序选取所有断面曲线，按 Enter。

单轨扫掠

附注：


7 在单轨扫掠选项对话框中，设定型式为对齐曲面，按确定。

这样做可以确保目前建立的曲面与第一个建立的曲面之间形成相切连续。

8 使用 Patch 指令 (曲面菜单：嵌面 ) 填补中间的缺口。嵌面

附注：


建立一个类似立方体但有弧度的曲面 (二)：

在这个范例中，您将会从建立新曲线开始。

1 将 02 Separate Curves 图层设为目前的图层，关闭 03 Sweeps 与Original 图层。

2 使用 Extend 指令的圆弧选项 (曲线菜单：延伸曲线 > 以圆弧 )，将曲线像下图一样延伸。

3 按 Enter 使用动态延伸。

4 选取每一个圆弧的端点，移动鼠标光标决定延伸的终点，按鼠标左键。

每一个圆弧的两端都要以原来的半径做延伸。

因为这个物件是对称的，只要延伸一侧的圆弧即可，建立曲面后再做镜像。

5 将位于模型底面边缘曲线中点处的圆弧旋转到端点处。

像上图一样，使用底面边缘曲线的圆心做为旋转中心点，分别将两个延伸过的圆弧旋到底面边缘曲线的端点。

附注：


6 修剪两个直立的延伸圆弧，使两个圆弧的高度一致。

在 Front 或 Right 工作视窗中，锁定较短的圆弧上方端点画出一条水平线，这条水平线与延伸后较长的圆弧在视

图上必需有交集。在圆弧的下方端点以同样的方法画出另一条水平线。

使用水平线修剪两个圆弧后删除水平线。

在稍后的步骤中，以这两个圆弧建立的曲面会有相同的高度，两个曲面才可以互相修剪。

7 旋转用来建立这个物件上方曲面的两个圆弧其中之一。

锁定另一个圆弧的圆心做为旋转中心点。

附注：


以两个圆弧的交点做为旋转的第一参考点。

将选取的圆弧旋转到另一个圆弧的端点，这样做可以确保圆弧旋转后仍然与另一个圆弧保持垂直。

8 将 04 Surfaces 图层设为目前的图层。

9 使用 Sweep1 指令 (曲面菜单：单轨扫掠 ) 建立两个直立的曲面。

建立的单轨扫掠曲面的两端边缘会与路径垂直。

单轨扫掠

附注：


10 使用您在本课程首日建立的 MH 和MV 指令别名，以工作平面 X和 Y轴做为镜像轴，镜像两个曲面。

11 使用 Sweep1 指令建立物件上方的曲面。

12 使用 Trim 指令 (编辑菜单：修剪) 以建立的曲面相互修剪。

附注：


13 使用 Join 指令 (编辑菜单：组合) 组合全部的曲面。

14 使用 FilletEdge 指令 (实体菜单：边缘圆角 > 边缘圆角) 以半径 15mm 在四个直立的边缘建立圆角。

15 使用 FilletEdge 指令 (实体菜单：边缘圆角 > 边缘圆角) 以半径 10mm 在上方曲面的边缘建立圆角。

附注：


16 使用 CutPlane 指令 (曲面菜单：平面 > 切割用平面) 建立一个通过 Z轴原点的切割用平面。

17 修剪多重曲面在切割用平面之下的部。

建立的曲面结构非常简单平滑，而且没有锐边。

附注：


666 进阶曲面建立技巧

在建立曲面时您可能会遇到许多复杂或需要技巧的问题。稍后我们将会学习建立某些类型的曲面，同时又能保持曲面结

构简洁的技巧。本章节的范例除了会示范一些特别的曲面建立技巧以外，也会让您了解在 Rhino 里您可以创造性地结合

各种工具的运用，解决建立曲面时遇到的难题。

在这个章节您会学到如何建立平滑的圆顶按钮、渐消面与如何整平曲面的技巧。

圆顶按钮

这个范例建立曲面的目标是手机上的圆顶按钮，按钮的圆顶曲面除了要与周围的曲面平滑相接以外还要保有自己的圆顶

造型。您可以使用许多方法建立这样的曲面，本范例会示范其中的三种方法。

附注：


范例 19 — 平滑的圆顶按钮

1 打开模型文件 Button Domes.3dm。

这个范例的关键在于定义一个与曲面上某个区域最接近的自定义工作平面。定义这个工作平面后，您可以使用许

多方法来建立需要的曲面。

定义工作平面的方法有许多种，在这个范例中我们会讨论三种方法：通过三个点的工作平面、与曲线垂直的工作

平面、配合物件的工作平面。

2 使用OneLayerOn 指令打开 Surfaces to Match 图层，您所看到的曲面上的洞是要放置按钮的位置。

以三点定位自定义工作平面：

1 执行 CPlane 指令，使用三点选项 (查看菜单：设定工作平面 > 三点定位)。

2 在 Perspective 工作视窗中，使用最近点物件锁点，于曲面上洞的边缘上指定三个点。

在 Perspective 工作视窗中，使用最近点物件锁点，于曲面上洞的边缘上指定三个点。

3 旋转 Perspective 视图，可以看到工作平面网格线与曲面上的洞对齐。

设定工作平面：三点定位

附注：


自定义与曲线垂直的工作平面：

先画出曲面的法线，再设定工作平面与这条曲面法线垂直。这个方法可以画出与曲面上任何指定点相切的工作平

面。

1 执行 CPlane 指令，使用上一个选项 (工作视窗菜单：设定工作平面 > 复原工作平面改变 ) 复原工作平面改变。

2 执行 Line 指令，使用法线选项 (曲线菜单：直线 > 曲面法线 )，在接近曲面上洞的中心点画出一条曲面法线。

请注意，您除了可以在可见的曲面上画出法线以外，也可以在曲面被修剪掉的部分画出法线。

3 执行 CPlane 指令，使用曲线选项 (查看菜单：设定工作平面 > 与曲线垂直 )。

4 选取刚才画出的曲面法线。

5 以端点物件锁点将工作平面原点放置于靠近曲面的法线端点。

设定工作平面与曲面法线垂直。

设定工作平面：上一个

直线：曲面法线

设定工作平面：与曲线垂直

附注：


配合数个点自定义工作平面：

使用 PlaneThroughPt 指令建立一个矩形平面，使平面通过数个从物件上抽离的点物件，这个矩形平面会尽可能

地逼近所有的点物件。CPlane 指令的物件选项会将工作平面原点放置于矩形平面的中心点，这是建立这个模型

中的按钮一个不错的方法。您可以使用许多方法抽离点物件，例如从按钮曲面边缘或从洞的边缘抽离点物件。

1 执行 CPlane 指令，使用上一个选项 (工作视窗菜单：设定工作平面 > 复原工作平面改变 ) 复原工作平面改变。

2 打开 Surfaces 图层。

3 使用DupEdge 指令 (曲线菜单：从物件建立曲线 > 复制边缘) 复制按钮曲面的上方边缘。

4 将复制出来的曲线往垂直的方向复制两次。

这些曲线的垂直位置可以决定按钮圆顶曲面的形状。

复制边缘

附注：


5 使用Divide 指令 (曲线菜单：点物件 > 曲线分段 > 线段数目 ) 在曲线上建立 50 个点。

6 使用 SelLast 指令选取所有刚才建立的点。

7 使用 PlaneThroughPt 指令 (曲面菜单：平面 > 通过数个点 ) 建立通过选取点的平面。

建立的矩形平面会尽可能地逼近所有被选取的点。

依线段数目分段曲线 (右键 )

附注：


8 按 Delete 删除仍然处于选取状态下的点物件。

9 使用 CPlane 指令的物件选项 (查看菜单：设定工作平面 > 至物件) 将工作平面放置到矩形平面上。

10 从查看菜单选择设定工作平面，再选择已命名工作平面。在已命名工作平面对话框中按保存，命名并保存自定义

的工作平面。

11 在保存工作平面对话框中输入 Button Top，按确定。

设定工作平面：至物件

保存工作平面

附注：


以放样建立按钮：

1 使用 Loft 指令建立按钮的圆顶。

2 选取三条曲线。

3 输入 P，按 Enter。

4 请确定使用中的工作视窗是自定义工作平面所在的工作视窗，输入 0，按 Enter。

放样的终点位在刚才建立的矩形平面的中心点，也就是自定义工作平面的原点。

5 按 Enter。

6 在放样选项对话框的型式下拉选单中选择松弛。

使用松弛选项时，输入的曲线的控制点会成为放样曲面的控制点。使用一般选项时，输入的曲线会成为放样曲面的结构线。

附注：


7 打开放样曲面的控制点。

8 选取最靠近中心点的一整圈控制点。

选取其中一个控制点，再使用 SelV 或 SelU 指令选取一整圈的控制点。

9 使用 SetPt 指令 (变动菜单：设定点 )，设定所有选取的控制点在 Z轴的高度对齐按钮中心点。

记住，这里的 Z轴是指目前工作平面的 Z轴。

10 在设定点对话框中，只选取设定 Z 与以工作平面坐标对齐。

11 输入 0，按 Enter。

将选取的一圈控制点与按钮中心点对齐可以使按钮圆顶更平滑。

12 在 Perspective 工作视窗中，从工作视窗菜单选择设定工作平面，再选择世界 Top。

设定点

设定工作平面：世界 Top

附注：


以嵌面建立这个按钮：

1 使用DupEdge 指令复制圆柱曲面上方的边缘。

2 将复制的曲线在世界 Z轴的方向往上移动一小段距离。

3 使用Divide 指令像之前一样在这条曲线上建立 50 个分段点。

4 像之前的范例一样，使用 PlaneThroughPt 指令建立一个通过这些点的矩形平面，然后删除所有的点。

5 使用 CPlane 指令的物件选项设定工作平面到刚才建立的矩形平面上。

6 以自定义的工作平面原点为圆心，画出一个椭圆形。

附注：


7 使用 Patch 指令，选取圆柱曲面上方的边缘和刚才建立的椭圆形。

椭圆的大小与高度会影响建立的曲面的形状。

8 组合两个曲面，并使用 FilletEdge 指令建立边缘圆角。

9 复原到建立嵌面的前一个步骤，将椭圆形往下移动，再一次建立嵌面。

嵌面

附注：


10 在嵌面曲面选项对话框中勾选调整切线方向。

建立的曲面与圆柱曲面相切，而且按钮中心会往下凹。

沿着路径旋转建立按钮：

1 使用DupEdge 指令复制圆柱曲面上方的边缘。

2 将复制的曲线在世界 Z轴的方向往上移动一小段距离。

3 使用Divide 与 PlaneThroughPt 指令，像之前的范例一样，将工作平面设定到曲线上。

4 使用 Line 指令的垂直选项，从工作平面原点往下画出一条适当长度的直线。

附注：


5 使用 Extend 指令 (曲线菜单：延伸曲线 > 以直线 ) 将圆柱曲面接缝往上延伸超过矩形平面。

6 使用 Intersect 指令 (曲线菜单：从物件建立曲线 > 交集) 找出圆柱曲面接缝延伸线和矩形平面的交点。

7 使用 Curve 指令，以按钮中心的直线上方端点为起点，上一个步骤建立的点为曲线的第二个控制点，圆柱曲面接

缝上方端点为曲线的终点，画出按钮的轮廓曲线。

附注：


8 执行 RailRevolve 指令 (曲面菜单：沿着路径旋转)。

9 输入 S，按 Enter，设定调整高度 =是。

10 选取轮廓曲线 (1)、圆柱曲面上方边缘 (2) 为路径曲线、按钮中心的直线的两个端点 (3与 4) 为旋转轴的起点和

终点。

11 RailRevolve 指令在建立曲面时并不会计算曲面之间的连续性，所以您必需使用 MatchSrf 指令将新建立的曲

面与按钮的圆柱曲面做衔接，使两个曲面形成相切连续。

沿着路径旋转

衔接曲面

附注：


您也可以在画出按钮轮廓曲线的时候不考虑画出的曲线与圆柱曲面接缝是否相切，以沿着路径旋转建立曲面后再以

fillet指令在两个曲面之间建立圆角。

渐消面

通常需要建立渐消面的情形是两个曲面在相接边缘的一端为某个角度，在另一端变化为相切以上连续，稍后的范例会举

出两种可能的情形。

范例 20 — 建立渐消面 (1)

这个范例的关键在于两个曲面边缘的两端以不同的连续性衔接。我们会以 10 度的角度衔接两个曲面边缘的一端，

而另一端以相切连续衔接。要完成这样的曲面必需建立一个角度正确的替代曲面 (Dummy)，将上方曲面的下方

边缘与替代曲面衔接，在替代曲面被删除或隐藏后，留下来的两个曲面间会形成一条逐渐消失的锐边。

1 打开模型文件 Crease 01.3dm。

2 打开 Curve 与 Loft 图层。

附注：


3 将 Loft 图层设为目前的图层。

4 使用 Loft 指令以模型中的三条曲线建立放样曲面。

Loft 指令会记忆本次 Rhino 打开后最后一次执行 Loft

指令的设定值，所以您必需确定放样型式设定为标准与

不要简化。

5 我们会以这三条曲线建立一个曲面，这个曲面在中间会有一条锐边。使用中间的曲线将曲面分割成两个曲面。

6 使用 ShrinkTrimmedSrf 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 缩回已修剪曲面) 缩回两个曲面。

如果被缩回的曲面是以它的结构线修剪或分割时，缩回

后的边缘会成为未修剪的边缘，因为修剪的边缘与原生

的曲面边缘完全一样。

以放样的曲线修剪曲面其实就等于以结构线修剪曲面。

要分割的曲面是单一曲面时，您也可以使用 Split 指令

的结构线选项分割曲面。

放样

缩回已修剪曲面

附注：


7 隐藏下方的曲面。

建立替代曲面：

我们会将上方的曲面与新建立的替代曲面做衔接。

替代曲面是由一条或以上的不同角度的直线线段沿着上方曲面的下方边缘建立的。

要建立一条与相切方向差距某个角度的直线线段最简单的方法是使用变形工具放置相切直线线段，再旋转某个角度。

1 将 Dummy Curve 图层设为目为的图层。

2 在 Top 工作视窗中建立一条 20 单位长的直线。

3 执行OrientCrvToEdge 指令 (变动菜单：定位 > 曲线至边缘)。

4 选取刚才建立的直线。

5 选取曲面下方边缘。

6 锁定边缘的一个端点，按鼠标左键，放置第一条直线。

7 锁定边缘的另一个端点，按鼠标左键，放置第二条直线。

8 按 Enter 结束指令。

定位后的直线应该与上图一样。

定位曲线至边缘

附注：


9 在 Perspective 工作视窗中，从工作视窗菜单选择设定工作平面 > 与曲线垂直，设定工作平面与曲面下方边缘

垂直，锁定前方直线上方的端点，按鼠标左键。

10 执行 Rotate 指令，以自定义工作平面原点为旋转中心点，将前方的直线线段旋转 10度。

直线旋转后应该与上图一样。

11 将 Dummy Surface 图层设为目前的图层。

12 使用 Sweep1 指令 (曲面菜单：单轨扫掠 ) 建立替代曲面。

单轨扫掠

附注：


13以上方曲面的下方边缘为扫掠路径，两条直线线段 (1与 2)为断面曲线。

请确定您选取的扫掠路径为曲面边缘，而不是之前建立

放样曲面时的参考线。

14 在单轨扫掠选项对话框的型式下拉选单中选取对齐曲面。

这个选项可维持断面曲线相对于曲面边缘的角度定位，使一条与曲面相切的断面曲线 (1)沿着曲面边缘扫掠时，除

非有另一条角度定位不同的断面曲线 (2)存在，否则整个扫掠曲面都会和边缘路径的曲面维持相切连续。当有两条

角度定位不同的断面曲线时，扫掠曲面相对于曲面边缘的角度定位会由一条断面曲线渐变到另一条断面曲线。

附注：


衔接上方的曲面与替代曲面：

1 使用MatchSrf 指令将上方的曲面与替代曲面做衔接。

2 选取上方曲面的下方边缘。

3 选取替代曲面的上方边缘。

4 在衔接曲面对话框中，选取相切，并勾选以最接近点衔接边缘。

使衔接时曲面变形程度降到最小。

附注：


5 显示之前被隐藏的下方曲面(红色)，并隐藏替代曲面(蓝色)。

6 组合上方和下方的两个曲面。

多重曲面上的锐边从明显的一端逐渐消失于另一端。如果您需要对锐边两侧曲面的角度做更多的控制，可以放置更多的断面曲

线来建立替代曲面。

因为两个曲面都是未修剪的曲面，您可以再将两个曲面合并成一个单一曲面。

范例 21 — 建立渐消面 (2)

这个范例里的渐消锐边和曲面之间的关系较为复杂。虽然与前一个范例类似，但上方的曲面是以双轨扫掠建立的

曲面。

以修剪过的曲面边缘建立渐消面：

1 打开模型文件 Crease 02.3dm。

2 使用 Line 指令 (曲线菜单：直线 > 单一直线 ) 在目前的工作视窗中任意建立一条直线。

我们会使用这条直线建立替代曲面 (Dummy)。

附注：


3 使用OrientCrvToEdge 指令 (变动菜单：定位 > 曲线至边缘) 将上一个步骤建立的直线移动到下方曲面的上

方边缘。

4 在曲面边缘的两端与中段附近各放置一条直线。

如果直线被定位到相邻直的边缘上，可以将直线放在曲

面上方边缘非常接近端点的位置，稍后再将直线移动到

曲面上方边缘的端点上。

定位到曲面边缘的直线会和曲面相切。

5 移动所有定位好的直线，以每一条直线的上方端点为移动的起点，下方的端点为移动的终点。

附注：


6 使用 CPlane 指令 (查看菜单：设定工作平面 > 与曲线垂直 ) 设定工作平面到曲面上方边缘的左侧端点，使工作

平面与端点上的直线对齐。

7 使用 Rotate 指令 (变动菜单：旋转) 将直线旋转-15度(逆时钟方向)。

8 在曲面边缘中段的直线重复上一个步骤。

附注：


建立替代曲面：

1 使用 Sweep1 指令建立替代曲面。

2 选取下方曲面的上方边缘为单轨扫掠路径，三条直线为断面曲线，使用对齐曲面型式建立单轨扫掠曲面。

3 隐藏原来的曲面。

4 使用 Sweep2 指令建立上方的曲面。

选取替代曲面上方边缘及对面较长的曲线为双轨扫掠的

两条路径。

选取路径两端的曲线为断面曲线。

5 在双轨扫掠选项对话框中，选择相切为路径 A的连续性。

6 隐藏或删除替代曲面。

7 使用显示或显示选择的物件 (编辑菜单：可见性 > 显示选取的物件) 显示原来下方的曲面。

附注：


8 组合上方和下方的两个曲面。

整平曲线控制曲面形状

整平是简化曲线、改善曲率图形，并尽量维持曲线原来的形状的一种技巧。整平曲线的技巧在处理由实际模型量

测而来的数字数据、曲面交线、抽离的结构线或从两个视图建立的曲线时非常重要。

一般来讲，单一跨距的曲线有最好的整平度。单一跨距的曲线是一条控制点数比阶数大一的曲线，例如：有四个

控制点的三阶曲线、有六个控制点的五阶曲线或有八个控制点的七阶曲线。

以整平过的曲线建立曲面：

1 打开模型文件 Fair Curves.3dm。

放样

附注：


2 选取全部的曲线，执行 Loft 指令 (曲面菜单：放样 ) 建立曲面。

建立的曲面非常复杂，曲面上有太多的结构线，这是因为这些曲线的节点结构有非常大的差异。

3 选取放样曲面，执行 CurvatureAnalysis 指令 (分析菜单 > 曲面 > 曲率分析)。

这个指令会使用与 Zebra指令同样的分析网格在曲面上显示所谓的 “假色”。

在曲率对话框中设定的曲率范围会以渐层颜色对应到曲面上，让您可以分析曲面上率曲不良或平面的区域。

从型式下拉选单中选择平均，这个型式在找出曲率不连续的时候非常有用 — 例如平面或是下陷区域。

选择自动范围，并调整分析网格的初期四角网格面的最小数目为 5000 以上，确保对应到曲面上的颜色有良好的

渐层变化。

注意曲面上有不规则的条状区域或混乱的渐层色块代表曲面的曲率变化不稳定。

附注：


4 复原放样曲面。

5 将 Tangency Direction 图层设为目前的图层，并打开原来曲线的控制点。

6 为了保持原来的曲线端点的切线方向，请先以曲线端点及第二个控制点画出一条适当长度的直线。

锁定第二个控制点，使用 Tab 方向限制延伸出一条直线。

您也可以使用 Line 指令的与曲线相切选项来画出这条曲线。以端点物件锁点放置直线的起点于曲线端点后，按

F，再按 Enter，使用从第一点选项，从曲线端点画出一条切线。

画出的切线长度并不重要，只要有足够的长度即可。

附注：


7 将 Rebuilt Curves 图层设为目前的图层，并锁定 Tangency Direction 图层。

8 使用 Rebuild 指令 (编辑菜单：重建) 重建曲线。

附注：虽然 Loft 指令也有重建选项，但在建立放样曲面前重建曲线让您可以控制曲线阶数和控制点数。

9 在重建曲线对话框中，设定阶数为 5、控制点数为 6。取消删除输入物件，并勾选在目前的图层上建立新曲线。

按预览，注意重建的曲线和原来的曲线之间的偏差距离。

附注：曲线在重建后会变成单一跨距 (One Span) 的曲线，单一跨距的曲线是贝兹曲线。一条控制点数为阶数 +1 的曲线称为单

一跨距曲线。虽然高质量的曲面不一定要使用单一跨距的曲线来建立，但以单一跨距的曲线建立的曲面形状会比较容易控

制。

10 锁定 Original Curves 图层。

11 选取一条曲线，打开控制点与曲率图形。

重建曲线

附注：


12 以调整控制点的方式整平这条曲线，直到这条曲线的形状与原来的曲线尽可能的吻合。

移动重建曲线端点处的第二个控制点到先前画出的切线上，使用最近点锁点沿着切线拖曳控制点。

13 检查曲率图形，确定曲线曲率变化的平顺度。

调整重建曲线的控制点使它的形状与锁定的曲线吻合而且有平顺的曲率图形时，整平曲线的目的就达到了。

14 以同样的方法整平其它曲线。

附注：


15 放样整平后的曲线。

建立的曲面结构线非常简洁，质量很好，形状也和原来的曲面非常接近。

16 使用 CurvatureAnalysis 指令分析这个曲面。

注意曲面上变化平顺的假色渐层，代表这个曲面有很好的曲率平顺度。

附注：


777 使用背景图

这个范例将会示范以位图做为底图一步一步建立一个听筒的外壳。这个范例会着重于如何参考背景图建立曲线与在建立

曲面前整平曲线的技巧。

我们会从放置扫描而来的草图于三个不同的工作视窗开始。将三张手绘草图分别放置于不同的工作视窗，并适度缩放，

使三张草图的大小相互配合。

如果这些草图事先被对齐、裁剪成同样的像素长度，在对齐各个工作视窗底图时会比较容易。当位图比较偏亮时，您可

以稍微降低图片的对比度，让您在 Rhino里描绘底图时可以有比较多的颜色可以选择，看清楚您所画出的曲线。

范例 22 — 听筒

1 打开模型文件 Handset.3dm。


3 在工具列对话框中勾选背景图，打开背景图工具列，关闭对话框。

稍后的步骤中会使用这个工具列上的按钮。

您也可以从工作视窗上方的标准工具列中的工作视窗配置延伸工具列中找到背景图工具列。

附注：


放置背景图：

我们会先画出一条直线做为放置背景图的参考。

1 在 Top 工作视窗中，从工作平面原点往两侧画出一条长度为 150 mm 的水平线。

2 按 F7 关闭您正要放置背景图的工作视窗的工作平面网格线。

关闭工作平面网格线可以让您比较容易看清楚背景图，本范例的插图中显示网格线只是做为参考之用。

3 在 Front 工作视窗中，使用 BackgroundBitmap 指令的放置选项 (查看菜单：背景图 > 放置) 放置

HandsetElevation.bmp。放置背景图

附注：


4 使用 BackgroundBitmap 指令的对齐选项 (查看菜单：背景图 > 对齐) 将听筒两端与刚才画出的直线对齐，

指令行的提示会告诉您该怎么做。

您必需先在背景图上指定两个点 — 在这个步骤中，您可以放大视图精确地在背景图上指定点，指定的两个点是

在听筒头尾的端点。

接下来，您必需在工作视窗中再指定两个点，对应刚才在背景图上指定的两个点。锁定 150 mm 直线的两侧端

点放置这两个对应点。

5 将 Right 工作视窗设为 Bottom 视图。

6 使用同样的方法在 Bottom 工作视窗中放置并对齐HandsetBottom.bmp。

对齐背景图

附注：


建立外壳：

1 在 Front 和 Bottom 工作视窗中，描绘听筒外壳的轮廓线。因为 Bottom 视图中的听筒是两侧对称的，所以您

只需要画出一侧的曲线即可。

在 Front 视图中听筒外壳上、下轮廓线必需向右延伸超过草图最右侧，延伸长度大约与 Bottom 视图中的曲线一

致。您可以在 Bottom与 Front视图中画出超过所需长度的曲线，再用一个切割用平面修剪所有的曲线。

您现在可以在 Front 视图中画出听筒外壳分割上、下两半部的分模线，这条曲线是 Bottom 视图中上、下轮廓在

前视图中的样子，这条曲线的延伸长度必需和其它曲线一致。

2 在 Bottom 视图中，选取分模线和轮廓曲线。

以自由造型曲线描绘背景图时最好

用的工具是控制点曲线。

使用控制点曲线描绘可以让您以最

少的控制点数画出需要的曲线造

型，千万不可陷入想要出百分之百

精准地放置控制点的陷阱。在经过

一些练习后，您可以使用正确的控

制点数与放置控制点于大约正确的

位置上画出曲线，曲线画出后再以

编辑控制点的方式调整曲线到您最

终想要的形状。

在这个范例里，以五个或最多六个

控制点的三阶曲线就可以精确地画

出 2D 曲线的形状。

注意第二个控制点放置的位置，使

两条曲线在起点处形成相切连续。

附注：


3 使用 Crv2View 指令 (曲线菜单：从两个视图的曲线 ) 从选取的两条曲线建立另外一条曲线。

建立一条 3D 曲线。

4 隐藏或锁定原来的两条曲线。

现在模型中有三条曲线。

附注：


5 打开这些曲线的控制点。

注意这些曲线的控制点数与间距，这是一个需要在建立

曲面前对曲线做整平的例子，经过整平的曲线可以建立

质量较好的曲面。

6 使用与上一个范例同样的技巧整平这些曲线。

附注：


7 镜像 3D 曲线到另一侧。

如果已在指令别名中事先设定了 ! Mirror 0 1,0,0 和! Mirror 0 0,1,0 两个宏，您可以很快地以镜像建立在 X

或 Y轴两侧对称物件。

8 放样整平过的曲线。

注意这个曲面的质量及曲面上非常简洁的结构线。

附注：


888 建模的方法

新使用者在学习建模时通常会问到 "我要从哪里开始 ?"，在这个章节里我们会讨论建模过程中会用到的许多方法。

在开始建模前您必需考虑：反射、流体、空气动力或编辑控制点在完成的模型上是否重要。如果这些性质对模型很重

要，您可以从三阶或五阶曲线构成的几何物件开始建模，如果这些性质并不重要，可以结合使用一阶、二阶、三阶或五

阶的曲线。

您可以从一个简单的造型开始，再逐步加入细节的部分。给模型不同的部分建立专属的图层有助于建模时查看模型的各

部分与模型各部分之间的配合。

我们会评估不同的模型，试着判断这些模型上哪些曲面最为重要与该用什么指令来建模。

范例 23 — 切割

这个范例会示范如何在现存有弧度的曲面上切出一个可以平滑、无缝混接的曲面的方法。新建立的曲面和现有的

曲面并之间并没有特别的关系，所以这个方法也可以适用在其它个案中。

附注：


1 打开模型文件 Scoop.3dm。

2 将 Cut-out Curves 图层设为目前的图层，打开 Original Surface 图层，关闭 Completed Scoop 图层。

3 在 Top 工作视窗中，选取曲线。

4 执行 Project 指令 (曲线菜单：从物件建立曲线 > 投影)。

5 选取曲面。

将曲线投影到曲面上。

6 执行 ExtendCrvOnSrf 指令 (曲线菜单：延伸 > 曲面上的曲线 )。

7 选取曲面上外侧的曲线。

这个范例提供您每一个步骤所

完成的模型文件。这些模型文

件里也有各个阶段操作步骤的

说明。

这个范例在每个阶段都会注明

与其相对应的模型文件，有需

要时您可以打开这些文件来练

习。

投影

延伸曲面上的曲线

附注：


8 选取曲面。

曲线的端点会延伸到曲面边缘。

9 使用 Trim 指令 (编辑菜单：修剪) 将曲线相互修剪。

10 组合三条较短的曲线为一条多重曲线。

11 原地复制曲面，并将复制的曲面隐藏。

必要时可以打开范例文件

Scoop 001.3dm。

附注：


12 修剪在组合后的多重曲线外侧的曲面。

只留下一小块梯形的曲面。这个曲面是一个替代曲面，给其它曲面衔接之用，衔接完成后即可删除。

13 使用 ShrinkTrimmedSrf 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 缩回已修剪曲面) 缩回曲面，结构线会以缩回后

的曲面大小重新调整。

画出建立进气口底部曲面的曲线：

下一个步骤我们将会建立切割曲面形成的缺口下方的曲面。曲面缺口有一端是圆弧状的，我们会先建立一个四个

边的曲面，再将这个曲面的一端修剪成圆弧状边缘。以这个方法建立的曲面会比直接建立一个有圆弧边缘的曲面

要简洁，而且容易控制。


Scoop 002.3dm。

附注：


在这个部分，我们将会画出一条有最少控制点数的曲线，这条曲线会成为进气口底部曲面的边缘。在建立这条曲

线时，请从不同的工作视窗观察曲线的形状。使用六个控制点的五阶曲线建立一条非常平滑的曲线，并使用曲率

图形检查这条曲线，确保这条曲线有良好的整平度。

1 使用 Curve 指令在 Front 工作视窗中画出曲线的第一个控制点。打开状态列上的平面模式，使画出的曲线位于

同一平面上。

在任何工作视窗使用端点物件锁点放置曲线的第一个控

制点于梯形替代曲面的角上。

切换到 Front 工作视窗继续画出这条曲线。画出的曲线

起点大约与替代曲面相切，曲线的终点必需位于较低的

位置，这条曲线是进气口底部曲面的侧视轮廓。

2 在 Top 工作视窗编辑控制点调整曲线到正确的形状。

在 Top 工作视窗中您只能将控制点往 Y轴的方向移动 (可以使用正交辅助 )，这样做的目的是为了让曲线在正视图

中的形状维持不变。

调整这条曲线使它与原来外侧的曲线形状相符，并往右延伸超过原来曲线右侧的圆弧。

附注：


3 使用Match指令 (曲线菜单：曲线编辑工具 > 衔接 ) 将这条曲线与替代曲面的边缘以曲率连续衔接。

必要时可以再对曲线做调整，如有移动曲线起点的前三

个控制点，在曲线调整后必需再做一次衔接。

4 复制这条曲线到进气口的另一侧。

附注：


5 调整复制出的曲线的控制点得到您想要的形状，再将曲线与替代曲面边缘衔接。

如果衔接让曲线形状变化太大，可以在曲线上加入一个控制点后再做衔接。您可能需要使用 EndBulge 指令或更

进一步地调整控制点。

建立进气口底部的曲面：

您可以使用不同的技巧建立这个曲面，但双轨扫掠会是最直接的选择，以新建立的两条曲线为路径，替代曲面的

边缘为断面建立双轨扫掠曲面。双轨扫掠的优点是如果进气口底部曲面形状有需要做变化时，可以加入其它的断

面曲线。因为双轨扫掠的两条路径与替代曲面是以 G2 连接 (在之前的步骤以衔接形成)，所以建立的双轨扫掠曲

面会以接近 G2 的连续性与替代曲面连接。必要时可以使用 MatchSrf 指令改善曲面的连续性。这是一个非常好

的方法，您可以现在就试着做做看。

附注：


另一个方法是使用最后建立的两条曲线做放样，建立的曲面需要再与替代曲面做衔接，我们正好可以藉这个机会

来看看MatchSrf 指令的一些选项设定。

1 使用 Loft 指令 (曲面菜单：放样 ) 在两条曲线之间建立曲面。

建立的放样曲面的断面是直的，所以在放样曲面与替代曲面的连接边缘会有小缝隙。

2 使用MatchSrf 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 衔接 ) 将放样曲面与替代曲面以曲率连续衔接。

使用预览按钮看看曲面衔接后的情形。

您可能会注意到衔接后的曲面结构线与替代曲面边缘垂

直，造成曲面形状有过大的变化

附注：


这种情形可以将结构线方向调整设为维持结构线方向，再按预览看看结果有什么不同。

再次衔接后的曲面变形程度会比较小。

建立进气口两侧的曲面：

我们将会以 10 度的拔模角度挤出投影曲线做为进气口两侧的曲面，以放样曲面与挤出的曲面相互修剪。

1 选取投影曲线。

2 使用 ExtrudeCrv 指令 (曲面菜单：挤出曲线 > 成锥形 ) 挤出投影曲线。

3 按拔模角度选项。


5 拉出曲面直到与进气口底部曲面交集 ( 不可超过太多) ，按键鼠左键。

挤出距离过远时，挤出的曲面会变成多重曲面而不是单一曲面。挤出后的曲面为多重曲面时，请再试一次并缩短

挤出距离。如果挤出的曲面超过进气口底部曲面一定会变成多重曲面，您可以试着挤出较短的距离，再以

ExtendSrf指令将挤出的曲面延伸超过进气口底部曲面。

挤出曲面的结构线会非常复杂。


Scoop 003.3dm。

直线挤出

附注：


6 使用 FitSrf 指令简化曲面。

0.001 的整修公差及删除输入值 =是重新修剪=是 U 方向阶数 =3 V 方向阶数 =3 应该可以有不错的效果。

建立圆角曲面：

现在您可以在曲面之间建立圆角曲面。

1 显示原来的主要曲面。

2 使用 FilletSrf 指令 (曲面菜单：曲面圆角) 在进气口底部和两侧曲面之间建立圆角曲面。


4 按延伸选项，设定为否。

5 按修剪选项，设定为是。

6 选取进气口底部曲面。

7 选取进气口壁曲面。

曲面圆角

附注：


8 以同样的方法在原来的曲面与进气口壁曲面之间建立圆角曲面。

两个圆角曲面之间会产生交集，我们将会在交集处修剪

两个圆角曲面。

修剪两个圆角曲面：

两个圆角曲面都与进气口壁曲面呈相切连续，所以两个圆角曲面的交集处也是相切连续。

如果我们以一个平面去修剪两个圆角曲面，两个圆角曲面的修剪边缘也会是相切连续。修剪这两个圆角曲面有助

于主要曲面和进气口曲面之间的混接。

建立修剪平面 — 您必需先建立一个环绕曲线的圆，再用这个圆建立一个平面。您可以将圆角曲面以外的所有物件

隐藏起来以方便作业。

1 选取两个圆角曲面，按可见性工具列上的隐藏未选取的物件按钮，隐藏圆角曲面以外的物件。

2 使用 Circle 指令的环绕曲线选项，只启用交点物件锁点。

环绕曲线选项会自动暂时启用最近点物件锁点，您必需将圆心放置于曲面边缘上建立一个圆。

请注意，当您移动光标接进圆角曲面边缘时标记会锁定在曲面边缘上，提示您可以将圆心放置于曲面边缘上。在

两个边缘交集点很难判断圆心会被放置在哪一个边缘，因为交集点同时有两个边缘通过。这种情形可以使用曲线

上物件锁点，强制锁定某一个边缘建立环绕该边缘的圆。

3 使用曲线上物件锁点 (工具菜单：物件锁点 > 物件上 > 曲线上)。


Scoop 004.3dm。

附注：


4 选取下方圆角曲面的上方边缘。

当您以交点物件锁点锁定两个圆角曲面边缘的交集点时，可以很确定建立的圆是环绕哪一个边缘。

5 建立一个超出两个圆角曲面的圆。

6 使用 PlanarSrf 指令 (曲面菜单：平面曲线 ) 在两个圆角曲面边缘的交集点建立一个圆形的平面。

圆：环绕曲线

附注：


7 在另一侧圆角曲面边缘的交集点以同样的方法建立另一个圆形平面。

8 以这两个平面修剪圆角曲面。

修剪进气口壁曲面：

您可以使用两个修剪过的圆角曲面修剪进气口壁曲面。

1 使用显示选取的物件显示进气口壁曲面。

2 像下图一样使用两个圆角曲面修剪进气口壁曲面。

通常使用曲线修剪曲面会比使

用曲面修剪曲面来得快，尤其

是修剪曲面与被修剪曲面相切

的情形下，就像本范例中的两

个相切的圆角曲面一样。

如果使用圆角曲面修剪进气口

壁曲面时作业失败，可以复制

两个圆角曲面与进气口壁曲面

交集的边缘曲线做为修剪曲

线。

附注：


修剪主要曲面和进气口底部曲面：

下一步将会以圆角曲面边缘的延伸曲线修剪主要曲面与进气口底部曲面。下方圆角曲面的内侧边缘与上方圆角曲

面的外侧边缘需要延伸超过进气口底部曲面的前方边缘，延伸后的曲线会被分别投影到两个曲面上做为修剪曲

线。

1 在 Top 工作视窗中，执行 Extend 指令，使用类型 =平滑选项，延伸下方圆角曲面的内侧边缘两端超过进气口

底部曲面的前方边缘。

2 使用延伸后的曲线在 Top 工作视窗中修剪进气口底部曲面在延伸曲线外侧的部分。


Scoop 005.3dm。

附注：


3 再次使用 Extend 指令，延伸上方圆角曲面的外侧边缘两端超过进气口底部曲面的前方边缘。

请注意，在 Perspective 工作视窗中延伸后的曲线端点会往上翘。

4 如果主要曲面目前被隐藏，可以使用 ShowSelected 指令将它解除隐藏。

5 在 Top 工作视窗中将延伸曲线投影到主要曲面上。

6 使用 ShowSelected 指令显示之前投影到主要曲面上的一小段直线，并将它投影到目前的主要曲面上。

7 以两条投影曲线相互修剪，建立一条封闭的多重曲线。

附注：


8 使用这条封闭的多重曲线在主要曲面上修剪出一个缺口。

设定建立曲面的曲线

现在我们可以开始建立填补缺口的曲面。您可以看到曲面上有两个有四个边缘的缺口，我们可以使用缺口边缘建

立双轨扫掠曲面或是以网线建立曲面。因为这两个缺口各有一端是由两个圆角边缘所组成，我们必需以这两个圆

角边缘建立曲线做为建立曲面的参考线。复制两个缺口的四条圆角边缘曲线，组合成两条 S 形的曲线。缺口的前

端是主要曲面的修剪边缘，我们必需分割这个一整条的边缘为三个边缘，配合两个缺口的宽度。

1 使用DupEdge 指令复制两个圆角曲面的修剪边缘曲线。

2 组合这四条曲线为两条多重曲线


Scoop 006.3dm。

附注：


3 使用 SplitEdge 指令 (分析菜单：边缘工具 > 分割边缘) 以端点物件锁点锁定进气口底部曲面的前方边缘端

点，分割主要曲面缺口前方的边缘。

4 使用 SplitEdge 指令，锁定圆角曲面边缘端点分割缺口两侧的边缘。

这样做会让 NetworkSrf更快地分析如何建立曲面。

分割边缘

附注：


5 执行 Sweep2 指令，使用路径连续性 =相切或NetworkSrf 指令建立最后两个曲面。

建立的曲面一端是您之前复制圆角曲面修剪边缘的 S 型

曲线，而另一端是从缺口前方边缘分割而来的一小段边

缘。

6 组合所有的曲面，在进气口后方切出一个洞。

7 以镜像与修剪建立另一侧的进气口。必要时可以打开范例文件

Scoop 007.3dm。

附注：


建立更多的断面曲线：

在较大的缺口上建立更多的断面曲线有助于建立曲面。使用 Blend指令在缺口较长边缘 1/3或 2/3 的位置建立混

接曲线，使用这些曲线建立网线曲面。

1 打开点物件锁点。

2 执行 Blend 指令 (曲线菜单：混接曲线 )。

3 在指令行设定连续性 =相切，再按垂直选项。

4 选取曲面缺口较长的一段边缘，沿着边缘移动标记到大约 1/3 的位置指定混接曲线的起点。

5 再一次使用垂直选项，在相对的边缘上指定混接曲线终点。

混接曲线

附注：


6 将鼠标光标沿着混接曲线起点的边缘移动，直到点物件锁点锁定一个点，标记会跳到目前选取的边缘上，并显示

轨迹线，按鼠标左键指定这个点为混接曲线终点。

建立跨越曲面缺口的混接曲线。

7 使用同样的方法在这两个边缘 2/3 的位置再建立一条混接曲线。

记得使用混接曲线的垂直选项。

附注：


8 使用NetworkSrf 指令建立填补缺口的曲面，记得要选取新建立的两条混接曲线。

附注：


999 使用 2D 图形

在模型的某一部分使用 2D 图形

您可能会被要求以 2D 图形做为 Rhino模型的一部分，要完成这样的工作需要将 2D 图形移动到模型上。

稍后的范例我们将会使用一个以 Adobe Illustrator 建立的商标曲线。

范例 24 — 导入 Adobe Illustrator文件

在这个范例我们会建立一个自定义的工作平面，导入 Illustrator文件，放置商标曲线到曲面上。

1 打开模型文件 Air Cleaner.3dm。

导入文件：

1 执行 Import 指令 (文件菜单：导入 )。

附注：


2 改变文件类型为 PDF文件 (*.pdf; *.ai, *.eps)，将 AirOne_Logo.ai 导入到模型中。

3 在 AI 导入选项对话框中按确定。

导入的商标曲线会处于选取状态下，并放置在 Top 工作平面上及 Default 图层中。

4 在导入的曲线还在选取状态下时，使用 Group 指令群组所有导入的曲线，以便在往后的作业中可以一次选取所

有的曲线，避免在移动商标曲线时遗漏了某些曲线。

5 执行 Layer 指令。

6 关闭 Logo 图层。

7 在 Logo 图层上按鼠标右键，选择复制物件至图层，将商标曲线复制到 Logo 图层。

在之后的范例中我们会再用到这个复制的商标曲线。

8 关闭除了 Default 与 Top Surface 图层以外的所有图层。

附注：


建立自定义的工作平面：

我们必需使用 CPlane 指令将工作平面设定在模型的平面上，新设定的工作平面 X、Y 轴的方向会对应到目标曲

面的 U、V方向，工作平面 Z轴的方向会对应到曲面的法在线。Dir 指令可以显示及改变曲面的 U、V的方向。

1 选取物件上椭圆形的平面，从分析菜单选择方向。

您可以看到这个曲面的 U、V与法线方向，知道这个椭圆形平面的 U、V与法线方向非常重要。

白色箭头是曲面的法线方向，当您在选取的曲面上移动

鼠标光标时，光标会出现红色和绿色箭头。

红色代表曲面的 U方向，绿色代表曲面的 V方向。

2 指令行有各种可以改变曲面方向的选项，您可以按这些选项改变曲面的方向，曲面方向的图示会根据您的改改变

新。

在改变选项后，按 Enter。

您必需将曲面的 U、V与法线方向改变成与左图一样。

这样做可以让新的工作平面根据您的设定对应到椭圆形

平面上，也可以预测商标曲线套用到椭圆形平面上的位

置与方向。

方向

附注：


3 在 Perspective 工作视窗中执行 CPlane 指令，使用物件选项 (查看菜单：设定工作平面 > 至物件) 或 (工作

视窗菜单：设定工作平面 > 至物件) 设定工作平面到椭圆形平面上。

自定义工作平面的 X 与 Y 轴平行于您之前于椭圆形平面

上设定的 U和 V方向。

4 您可以使用 NamedCPlane 指令保存新设定的工作平面 (工作视窗菜单：设定工作平面 > 已命名工作平面) 以

便往后可以很容易地取回这个工作平面。

将商标曲线对应到新的工作平面上：

我们将使用的指令会以物件相对于某个工作平面的位置移动到椭圆形平面上。

1 在 Top 工作视窗中选取商标曲线，请确定 Top 工作视窗是使用中的工作视窗，执行 RemapCPlane 指令 (变动

菜单：定位 > 重新对应至工作平面)。

这个指令是以使用中与目标工作视窗的工作平面为依据移动物件，所以选对工作视窗非常重要。

重新对应至工作平面

附注：


2 在包含自定义工作平面的 Perspective 工作视窗按鼠标左键。

您可以使用复制=是选项复制物件到其它工作平面上，并保留原来的物件。

复制=是时，每点选一个工作视窗就会复制一个物件，直到按下 Enter 或 Esc 结束指令为止。

商标曲线会以相对于使用中工作视窗工作平面的位置对应到 Perspective 工作视窗的自定义工作平面。

3 以旋转、移动或缩放改变商标曲线的位置。

您可以使用 Plan 指令将视图正对 Perspective 工作视窗中的自定义工作平面，便于调整商标曲线的位置，工

作视窗会以平行投影正对自定义的工作平面。

附注：


4 执行 ExtrudeCrv 指令 (实体菜单：挤出平面曲线 > 直线 )，并使用两侧选项建立实体文字，挤出的距离为

2mm。

5 使用 BooleanDifference 指令 (实体菜单：差集) 在椭圆形平面上刻出文字。

将商标曲线放置到形状不规则的曲面上：

这部分的范例我们会将 Logo 图层中的商标曲线复本放置到曲面上，因为目标曲面并不是平面，所以必需使用其

它变形工具 (沿着曲线流动 ) 移动商标曲线，使商标曲线沿着曲面形状弯曲。

附注：


Flow 指令会将物件的控制点从一条曲线对应到另一条曲线，物件的控制点和第一条曲线的相对关系会被转换到

第二条曲线上。如果两条曲线的长度不同，物件在流动后会被延展或挤压，为了避免发生这种情形，第一条曲线

与第二条曲线的长度必需相同。

1 执行 Layer 指令，将 Cutout 图层设为目前的图层，关闭 Cutout 与 Logo 以外的所有图层。

2 我们必需先从目标曲面抽离一条结构线。使用 ExtractIsocurve 指令 (曲线菜单：从物件建立曲线 > 抽离结构

线 )，在曲面上较长的方向抽离一条大约在曲面中间位置的结构线。

我们将会使用这条曲线为目标对应商标曲线。

抽离结构线

附注：


3 选取这条曲线，执行 Length 指令 (分析菜单：长度 ) 测量这条曲线的实际长度，测量结果会显示在指令行。

4 在 Top 工作视窗中建立一条与抽离的结构线长度相同的直线。

5 在 Top 工作视窗中选取商标曲线，使用 BoundingBox 指令 (分析菜单：边框方块) 在商标曲线周围画出一个

2D矩形。

因为 Top 工作视窗的工作平面与世界平面相同，所以您可以选择工作平面或世界坐标。边框方块

附注：


6 使用中点与中心点物件锁点，以直线的中点为起点，边框方块的中心点为终点，将直线移动到矩形中心点。

利用边框方块来找出一个群组曲线的中心点是很方便的

方法。

7 选取商标曲线，执行 Flow 指令 (变动菜单：沿着曲线流动 )。

8 选取直线。

9 选取刚才抽离的曲面结构线。

商标曲线会从直线对应到曲线上。请注意，这个指令会以两条曲线被选取的端点决定对应的方向。

10 如果对应后的商标曲线大于目标曲面，必需复原指令作业，在 Top 工作视窗中缩小商标曲线，再执行一次 Flow

指令。

沿着曲线流动

使用 Flow 指令的复制选项把

原来的商标曲线留在原地是比

较好的作法。

附注：


分割曲面：

如果您在 Perspective 工作视窗中近一点观看对应后的曲线，会发现对应到曲线上的商标曲线并不是贴附在曲面

上。但因为对应后的曲线非常接近曲面，将曲线拉回到曲面上并不会造成太大的变形。

1 选取对应至抽离结构线的商标曲线，执行 Pull 指令 (曲线菜单：从物件建立曲线 > 拉回)，设定删除输入物件=

是。

2 选取曲面，按 Enter。

Pull 指令会以选取的曲面的法线方向将曲线或点拉回到曲面上。

原来的曲线 (1)以曲面的法线方向(3)被拉回到曲面上

(2)。

3 选取曲面，执行 Split 指令 (编辑菜单：分割)，选取所有被拉回到曲面上的曲线做为切割用物件。

4 这个范例的情形最好将曲面上分割出来的文字曲面缩回，因为每一个分割出来的曲面 (即使是非常小的曲面)，其

实都包含分割前的整个曲面。

将曲线拉至曲面

附注：


将商标文字做出厚度

1 选取分割出来的商标文字曲面。

不要选取文字 A、O、N 中间的曲面。

2 执行OffsetSrf 指令 (曲面菜单：偏移曲面)，使用实体选项填补原来的曲面与偏移曲面之间的空隙。

移动鼠标光标到法线箭头未朝上的曲面按鼠标左键反转法线方向，法线箭头方向代表曲面正的偏移方向。

3 设定偏移距离为 1，按 Enter 建立实体。

商标文字曲面也可以使用 ExtrudeSrf 指令挤出成实体 (实体菜单：挤出曲面 > 直线 )。

偏移成实体的商标文字。

4 偏移成实体的商标文字需要和原来的曲面组合，但是实体是封闭的曲面，无法再与其它曲面组合。

使用 ExtractSrf 指令 (实体菜单：抽离曲面) 移除商标文字实体底部的曲面并删除。

偏移曲面

附注：


5 使用 Join 指令 (编辑菜单：组合) 组合文字曲面与模型的曲面。

附注：


从 2D 图形建立模型

最困难的建模工作之一是将一组 2D 视图转换成为 3D 模型，通常这些 2D 视图可能在某些部分很精确，但在 3D 模型

上才会出现的复杂曲面在 2D视图上并无法精确的表达。

您最好能直接与设计师沟通这些复杂曲面的造型，但有时候您可能和设计师之间没有直接的沟通管道，而且在各个 2D

视图之间通常会有配合不上的问题。

如果没有实际可以供参考的模型，您必需在各个 2D 视图、草图中做取舍，找出最可能的 3D 造型。例如，您必需考虑

3D 模型的哪个部分在哪个视图中是最准确的。

稍后的范例我们会示范一些从一组 2D 视图建立吹塑模塑料瓶的方法。我们会有一组塑料瓶的三视图，这些视图并不准

确，我们要做的是尽可能建立一个最能够符合设计师所画的各个视图曲线的模型。

因为上课时间有限，我们只能示范建立这个模型的第一阶段，我们只会完成这个瓶子的曲面部分，细节部分会被忽略。

在教学模型数据夹中有一个已经完成的瓶子模型供您参考。

范例 25 — 建立清洁剂瓶子

1 打开模型文件 Detergent Bottle.3dm。

2 在 Top 工作视窗中框选左上方瓶子的上视图，包含尺寸标注。

3 使用Group 指令群组选取的物件 (编辑菜单：群组 > 群组 )。

4 重复上一个步骤群组左下方瓶子的前视图和右下方瓶子的右视图。

每一个视图的曲线当做一个群组。

附注：


定位每一个视图：

1 选取上视图群组。

2 使用 ChangeLayer 指令 (编辑菜单：图层 > 改变物件图层 ) 将上视图群组移到 2D Template Top 图层。

3 在 Top 工作视窗中使用 Move 指令，以上视图群组中圆的圆心为移动的起点，坐标 0,0 为移动的终点，移动整

个群组到工作平面原点。

4 选取前视图群组。

5 使用 ChangeLayer 指令将前视图群组移到 2D Template Front 图层。

6 在 Top 工作视窗中使用 Move 指令，以中心线与瓶底水平线交点为移动的起点，坐标 0,0 为移动的终点，移动

整个群组到工作平面原点。

7 在 Top 工作视窗中，在前视图群组仍然处于选取状态下时，执行 RemapCPlane 指令 (变动菜单：定位 > 重

新对应至工作平面)。

附注：


8 在 Front 工作视窗按鼠标左键。

将前视图群组定位到 3D 空间。

9 在 Top或 Perspective 工作视窗中选取右视图群组。

10 使用 ChangeLayer 指令将右视图群组移动到 2D Template Right 图层。

11 在 Top 工作视窗中使用 Move 指令，以中心线与瓶底水平线的交点为移动的起点，坐标 0,0 为移动的终点，移

动整个群组到工作平面原点。

12 使用 RemapCPlane 指令重新对应右视图群组到 Right 工作视窗的工作平面。

将右视图群组定位到 3D 空间。

通常 2D 曲线参考图并不能满足建立 3D 模型所需的精确度。在开始建立 3D 模型之前，请先找出 2D 曲线参考图

中的错误，并予以修正。

附注：


建立 3D 曲线：

瓶身手把的洞是在曲面建立后才切割出来的，目前我们只需要建立外侧的曲面。瓶身前视图的上方与底部的边缘

为圆角边缘，在开始建立瓶身曲面时可以被忽略，曲面建立后再使用其它方法在曲面边缘建立圆角。我们必需延

伸或重画与每一个圆弧相接的曲线，使这些曲线超过圆弧并交集形成锐角。

您可以使用许多曲面工具开始建立瓶身曲面，双轨扫掠或从网线建立曲面是最明显可以使用的方法。

从网线建立的曲面只会参考曲线的形状，与输入曲线的结构无关。曲面会以的公差逼近曲线，建立的曲面结构与

输入曲线的结构并没有关联。

其它建立曲面的指令，包括：单 (双 ) 轨扫掠、放样与以边缘曲线建立的曲面至少会有一个方向与输入曲线的结构

相同，这些指令建立的曲面会完全通过输入的断面曲线，您可以从输入曲线是如何建立的决定使用哪一个指令建

立曲面。

1 选取先前的步骤建立的群组，执行 Ungroup 指令 (编辑菜单：群组 > 解散群组 )，将所有群组解散。

2 选取三个视图中瓶子外侧的轮廓曲线，将这些曲线复制到 3D Curves 图层。

因为这个瓶子在 X 轴两侧是对称的，您只需要复制一侧

的曲线再做镜像。

附注：


3 执行OneLayerOn 指令，选取 3d Curves 图层。

4 移动定义瓶身上方边缘的曲线至直立的曲线上方端点的高度。您可以在 Perspective 工作视窗中使用 SetPt 指令

或以Move 指令配合垂直选项做这样的移动。

5 直立的曲线现在可以延伸超过圆弧曲线，而且端点可以正好落于上方与底部的曲线上。

使用 Extend 指令的类型 =平滑选项延伸这些直立的曲线，以端点锁点将直立的曲线延伸后的端点放置于上方与

底部曲线的端点上。

附注：


6 以 Extend 指令延伸曲线会增加曲线结构的复杂度。如果保持曲线结构简单非常重要，可以使用调整控制点的方

式延伸曲线。复原上一个步骤延伸的曲线，改以编辑控制点的方式将直立曲线的端点移动到上方与底部曲线端点

上。

您可以先在原地复制这些直立的曲线，做为调整曲线控制点时的参考。

7 镜像底部、上方与右视图中一侧的轮廓曲线到另一侧。

您会得到八条定义瓶身曲面的曲线。

全部的曲线都是原来 2D 视图中的曲线，但重新安排于

3D 空间中。

附注：


8 组合上方与底部的曲线为封闭曲线。这些曲线将会做为建立网线曲面或双轨扫掠曲面的输入

曲线。

以双轨扫掠建立瓶身曲面：

这些曲线是我们从 2D视图中可以找到的定义瓶身曲面的曲线，所以我们可以直接从这些曲线建立瓶身曲面。

1 将 Surfaces 图层设为目前的图层。

2 框选所有的曲线，以 Sweep2 指令建立曲面，再设定工作视窗为着色模式。

将建立的曲面移到一旁。请注意，瓶身手把部分的曲面形状并没有受到很好的控

制。

附注：


3 虽然我们可以重新调整或加入曲线让 Sweep2 产生较好的曲面，但我们要藉这个机会以同样的曲线做为网线建立

曲面，比较两个指令建立曲面的差别。

再一次选取所有曲线，使用NetworkSrf 指令建立曲面。同样的曲线使用网线建立的曲面明显比较好。

在着色工作视窗中比较可以看清楚曲面的形状。

试着完成这个瓶子：

继续建立瓶身下陷部分的曲面和把手。参考 2D 视图在有圆角的地方建立圆角。在教学模型数据夹中有一个已经完成的

瓶子模型供您参考。

附注：


111000 曲面分析

范例 26 — 曲面分析

在 Surface Analysis.3dm 文件里有一组您在上一个范例中看过的曲线，我们不再像之前的范例一样从网线建立曲面，

而是要使用曲面衔接与分析工具在瓶身两侧各建立三个曲面，您可以将建立的曲面与网线曲面做比较。

从边缘曲线建立瓶身曲面：

文件中所有直立的曲线都有同样的控制点数与结构，这些曲线是由同一条曲线复制后再调整形状建立的。瓶身上

方与底部的曲线必需被分割成数段曲线，以这些分割后的曲线与直立的曲线做为曲面的边缘，建立数个四个边缘

的曲面。

我们需要再建立一条直立的曲线，用这条曲线控制瓶身背部的曲面形状。

1 以 Split 指令的点选项在瓶身底部曲线右侧部分的节点处分割曲线。在曲线右侧节点处分割得到的两段曲线仍然保有一致的

节点参数分布。

利用节点参数分布一致的曲线做为边缘曲线建立的曲面

会有比较简洁的结构。

再以直立的曲线将同一条瓶身底部曲线分割。

节点

附注：


2. 复制瓶身背部曲线，将它放置到瓶身底部曲线在节点分割处的端点。

2 以最近点锁点将复制的曲线上方端点移动到瓶身上方曲线位于侧面曲线与背部曲线之间三分之一的位置。

调整这条曲线靠近上方端点的第二个控制点。在 Top 工作视窗中将这个控制点往上、往内移动 (如下图 )。

这条曲线可以让您对曲面形状有更好的控制 (尤其是在瓶身上方边缘)。

附注：


3 以所有直立的曲线分割瓶身上方与底部曲线。

4 为了让 EdgeSrf 指令建立最简洁的曲面，您必需重建部分分割后的曲线，让这些曲线的参数化平均，而且有同

样的结构。

以三阶四个控制点重建曲线 1、2 及 3。

您必需整平瓶身上方靠近背部的曲线 (1)，使它与镜像

的曲线及另一端相接的曲线形成相切。

附注：


5 使用 EdgeSrf 指令 (曲线菜单：边缘曲线 ) 以三组曲线建立三个曲面。

6 着色工作视窗。

建立的曲面看起来似乎不错，但如果您转动一下视图，

会发现这些曲面之间其实并没有达到相切连续。

您可以使用班马纹分析来验证。

附注：


衔接瓶身背部曲面：

1 镜像瓶身前面和背部曲面到 X轴的另外一侧。

镜像的曲面和原来的曲面之间并没有形成相切连续。

2 使用MatchSrf 指令 (曲面菜单：曲面编辑工具 > 衔接 ) 将两个镜像曲面与原来的曲面做相切衔接，并使用互相

衔接选项。

以相切连续衔接镜像曲面和原来的曲面时打开互相衔接

选项，即可让两个曲面形成曲率连续，因为两个曲面在

相接边缘处的曲率一致。

分析衔接后的曲面：

现在我们将会使用曲率分析工具分析衔接后的曲面，曲率分析工具可以标示出曲面上曲率变化较大的地方，曲率

变化较平缓的地方可能会被忽略。像在范例中这种简单的曲面上，曲率分析的色彩渐层会比较平缓、简洁。

1 隐藏所有的曲线，以便可以看清楚曲面之间的连续情形。

附注：


2 选取所有的曲面，打开曲率分析显示 (分析菜单：曲面 > 曲率分析)。

设定型式为高斯，按自动范围。请确定分析网格设定够精细，以得到较好的视觉分析效果。试着在自动范围与最

大范围之间切换。曲面衔接必需尽可能让曲率的色彩渐层有平缓的变化，

并达到曲率连续的要求。

请注意，衔接过的曲面边缘处的色彩变化平缓。

未衔接过的曲面则会在边缘处产生可见的色彩断层。

接下来我们会以复制的曲线建立另一个曲面做比较。

3 打开 Network Curves 图层，使用 NetworkSrf 指令从这个图层中的曲线建立曲面。选取新建立的曲面，将

它新增到曲率分析显示。

网线曲面 (2) 的结构线越密集，曲率分析的色彩显示越

不平顺。

因为曲面上显示的色彩是以设定的范围对应到曲面上，

自动范围预设的显示曲率范围较窄，即使是曲率变化平

缓的部分的色彩渐层也会有明显的变化，这并不代表曲

面的这个部分的曲率变化很大。

结构较简单的曲面 (1) 虽然在曲面相接边缘处的色彩渐

层并不连续，但看起来比较简洁。

自动范围会试着找出一个色彩

显示范围，忽略曲率变化较大

的部分。而最大范围是将曲率

最大的部分以红色显示，曲率

中等的部分以蓝色显示。

曲率等于 1/半径。

附注：


将瓶身前面与背部的曲面与中间的曲面衔接：

在将瓶身前面与背部的曲面与中间的曲面衔接时，必须避免破坏之前的衔接作业在曲面之间形成的连续性，我们

会以两次衔接曲面达到这个目的。

必需注意的是中间的曲面较为扁平，而前面与背部的曲面有较大的曲率变化。衔接曲面时不可以让中间的曲面做

为衔接的改变曲面，否则会造成中间曲面的形状有非常大的变化并往内凹。如果可以，尽量以前面与背部的曲面

做为衔接的改变曲面，中间的曲面做为衔接的目的曲面，避免发生这个问题。

因为背部曲面只有四排控制点，除非您打开维持另一端选项，否则将背部曲面以曲率连续衔接到中间的曲面必定

会破坏背部曲面另一边的连续性。如果您打开维持另一端选项做曲率连续衔接，背部曲面在衔接边缘处可能会形

成波浪状。

为了要避免这些可能发生的问题，我们会先将背部曲面以相切连续并关闭维持另一端衔接到中间的曲面。相切连

续衔接只会移动前两排控制点，所以我们不必担心背部曲面的另一端的连续性在衔接后被改变，只有在靠近衔接

边缘的曲面形状会被改变，然后我们会再以曲率连续并打开维持另一端选项再做一次衔接。

1 衔接曲面只会改变整个瓶子一半的形状，所以您可以删除其它复制的曲面。

2 将曲面复制到其它地方，稍后我们会再用到这些曲面。

3 将前面与后面的曲面以相切连续衔接到中间的曲面，关闭平均曲面和维持另一端及维持结构线方向。

这些设定必需依据情况不同做改变。如果您对第一次衔接的结果不满意，可以在接受衔接改变之前试着以不同的

设定再次衔接。

在衔接曲面时显示曲率分析可以观察衔接作业对曲面形状的影响。

4 接下来将前面与背部的曲面以曲率连续衔接到中间的曲面，打开平均曲面与维持另一端。

将中间的曲面衔接到前面和背部曲面：

现在我们来看看衔接不理想的情形。我们会以刚才复制出来的曲面做示范，将中间的曲面衔接到前面与背部的曲

面。

1 将中间的曲面以相切连续衔接到前面与背部的曲面，关闭维持另一端。

2 再将中间的曲面以曲率连续衔接到前面与背部的曲面，打开维持另一端。

附注：


3 选取衔接后的曲面，将他们新增到曲率分析显示。

您可以看到曲率分析色彩渐层在第一组曲面 (1) 与第二组曲面 (2) 上明显不同。

曲率分析色彩在接近衔接边缘处出现锐角。

附注：


111111 塑形

设计师可以先建立一个大概的曲面形状，再以各种变形、分析工具在 3D 空间中以创造性与直接的方法将曲面塑形。

用于建立曲面的曲线的位置不需要很精确，所有的曲线尽可能是从一条曲线复制而来再调整形状，使所有的曲线有相同

的结构，建立的放样曲面会最简洁，而且容易编辑。

稍后的范例文件中含有四条曲线。

附注：


范例 27 — 仪表板

1 打开模型文件 Dash.3dm。

2 以文件中的四条曲线建立放样取面，并使用造型下拉列表中的松弛选项。松弛选项可以建立最简单的曲面，如何

建立最简单的曲面是非常重要的技巧。

以松弛选项建立的放样曲面并不会通过位于中间的两条曲线，曲面会非常平滑简洁。

3 打开控制点。

打开建立放样曲面的曲线的控制点，这些曲线的控制点

和放样曲面的控制点的位置完全一样。

4 关闭 Curves 图层。如果您想加入其它物件，在锁

定的图层中有一个方向盘，可

以做为模型各部分比例与位置

的参考。

附注：


5 打开曲面的控制点，使用 SetPt 指令 (变动菜单：设定点 ) 将下图中的几组控制点在 X轴对齐。

6 选取最靠近方向盘上缘的两个控制点。

7 执行Weight 指令 ( 编辑菜单：控制点 > 编辑权值 )。

8 在设定控制点权值对话框中将滑杆拉到最右侧。

改变控制点的权值可提高或减少控制点对局部曲面形状的控制力。编辑控制点权值

附注：


9 在 Top或 Front 工作视窗中使用推移键移动这两个控制点。

请注意，接近权值被改变的控制点的曲面形状会比较尖锐。

如果渲染网格的形状无法配合控制点的移动而改变，请使用工作视窗菜单的更新着色网格指令。在工作视窗标题

上按鼠标右键，可以显示工作视窗菜单。RefreshShade 指令可以重新计算选取的物件的渲染网格。

附注：


10 如果您想控制曲面上范围更小的局部形状，可以使用 InsertKnot 指令 (编辑菜单：控制点 > 插入节点 ) 在曲面

V 方向最下方的两排控制点之间加入一排控制点。InsertKnot 指令可以在曲面的 U 方向、V 方向或同时

在两个方向对称地加入节点。

在这个指令执行时，曲面的结构线会被醒目提示，尽可

能地将节点插入于现有的结构线之间的中点。

11 推移下图中的控制点，使曲面稍微往内凹陷。尽可能保持整个曲面结构的简洁。

只在需要的地方加入节点，当曲面的控制点数不足以让

曲面形成您所要的形状时才在局部加入节点。

加入更多的控制点代表您在编辑或整平曲面时需要调整

更多的控制点。

附注：


建立偏移曲面：

当您对整个曲面的形状觉得满意时，可以再加入其它细节，更进一步完成这个模型。

这个曲面在经过偏移与修剪后可以形成如本章节第一张插图一样的造形。

这个曲面的两个方向都高于三阶时可以得到最好的效果，您可以在物件内容里看到这个曲面两个方向的阶数。

1 切换到 Cutting Curves 图层。

2 画出一条用来切割曲面的曲线。

3 使用Offset 指令 (曲线菜单：偏移曲线 ) 将曲线偏移 0.5 英寸建立另一条曲线。

偏移曲面的内部连续性会比原来

的曲面低一级。例如：内部连续

为 G1 的曲面在偏移后内部连续会

降为 G0，可能会在曲面上产生锐

边。虽然 Rhino 允许这样的曲面

存在，但这样的曲面在后端作业

中可能会发生问题。

因此，如果您想要对曲面做偏

移，最好以三阶或以上阶数的曲

面做偏移，这样的曲面的内部连

续是 G2 或以上，在偏移后曲面的

内部连续至少还会保有 G1。改变

2 阶曲面阶数为 3 阶未必会使曲面

的内部连续从 G1 变为 G2。曲面

偏移后再提高阶数也未必会改善

曲面的内部连续。

附注：


4 使用 Trim 指令 (编辑菜单：修剪) 修剪掉两条曲线之间的曲面。

5 使用OffsetSrf 指令 (曲面菜单：偏移复制曲面) 将前面的曲面往下偏移 0.25英寸。

6 删除原来的曲面。

附注：


7 使用 BlendSrf 指令 (曲面菜单：混接曲面) 在两个曲面之间建立混接曲面。

在这里我们示范的是快速地在曲面上建立一条装饰用的

皱褶变化。

调整 BlendSrf 的混接转折滑杆，使混接曲面的断面形

状像左图一样。

8 如果需要，您可以自行增加更多的细节。

附注：


111222 疑难排解

Rhino 的作业在某些情形下会产生"损坏的物件"，损坏的物件可能会造成其它指令作业失败、着色与渲染不良或导

出物件发生错误。

在建模过程中经常使用 Check 指令 (分析菜单：检测 > 分析) 或 SelBadObjects 指令 (分析菜单：检测 > 选取损

坏物件) 是很好的习惯。尽早发现模型中的损坏物件并修复会比在以这个损坏的物件建立其它物件后才发现容易修复。

如果建模的目是渲染或得到一个网格物件，只要这个模型不需要再进入后端作业做为实际生产之用，一些小错误是可以

被忽略的。

如果模型要以 NURBS 导出到其它像是机构或加工程序中处理，最好尽可能地去除所有的错误。

分析检测工具通常用于修复从其它程序导入的物件。

常用方法

不论是在 Rhino 或其它程序中建立的物件，分析检测作业都是一样的。在经过多次的实际操作以后，您会发现一些典型

的问题，并建立修复这些问题的作业程序。

尽管修复物件的技巧可能因文件而异，我们将会着重于修复问题文件的常用方法。

附注：


从干净的文件开始

如果可以，花点时间在导出文件的程序里整理将被导出的物件，导出 "干净 "的物件有助于提升后续作业的效率。遗憾的

是通常您可能没有机会参与物件从其它程序导出前的作业。

文件修复指引：

1 打开文件。

2 隐藏或删除多余的物件。

使用 SelDup 指令 (编辑菜单：选取物件 > 重复的物件) 找出重复的物件将其删除或是移动到 "重复"图层里，以

备在后序作业中需要使用到这些物件。

3 隐藏曲线和点物件。

使用 SelSrf 指令 (编辑菜单：选取物件 > 曲面) 选取所有单一曲面或使用 SelPolysrf 指令 (编辑菜单：选取

物件 > 多重曲面) 选取所有的多重曲面，使用 Invert 指令 (编辑菜单：选取物件 > 反选 ) 反选物件，然后将所

有选取的物件移动到另一个关闭的图层，画面中会只剩下曲面与多重曲面。

4 检查是否有损坏物件。

Check 与 SelBadObjects 指令可以判断模型中是否存在结构有问题曲面，如果有损坏的曲面被选取，可以将

它移动到 "损坏物件"图层，以便需要时可以再次使用这个物件。

如果损坏的物件是多重曲面，使用 ExtractBadSrf 指令从多重曲面上抽离损坏的曲面。

您可以修复这些损坏的曲面，然后再以 Join 指令将修复的曲面与多重曲面上没有问题的曲面再次组合在一起。

5 使用 ShadedViewport，以肉眼检查模型。

模型看起来是您所预期的样子吗?有任何可见的破面吗?有曲面延伸超过正确的位置吗?修复曲面会用到的修剪曲线

可能位于"重复"图层里。

6 检查文件属性对话框中单位页面的绝对公差设定。

绝对公差设定合理吗?自由造型曲面建模需要合理的误差允许值，相邻的曲面边缘衔接后的误差会小于绝对公差，

越小的绝对公差会使曲面结构越复杂，Rhino 的操作效率会因此下降。当生产过程后端的程序无法处理或导入小

于某值的绝对公差的物件数据时，设定绝对公差小于该数值并没有意义。

选取重复的物件

选取损坏物件

附注：


7 组合 (编辑菜单：组合) 所有的曲面。

在组合曲面时，曲面边缘之间的误差小于绝对公差时，曲面会被组合在一起。如果曲面边缘之间的误差大于绝对

公差，曲面将无法组合。组合指令并不会改变几何物件，只是将距离小于绝对公差的两个曲面边缘标示为同一个

边缘，忽略两个边缘之中的一个边缘。

检查指令行显示的结果，组合后的多重曲面数量是否是您所预期的 ?有些时候，导入 IGES 文件会产生重复的曲

面。通常会有一个正确的曲面及一个内部修剪被移除的曲面。将其它曲面与这两个曲面组合时，您无法控制哪一

个曲面会与其它曲面组合。如果您怀疑发生这种问题时，试着组合外露边缘，如果外露边缘无法组合，复原到未

组合前的状态，删除多余的曲面后再组合一次。

8 检查是否有外露边缘。

外露边缘是未与其它曲面边缘组合的边缘。在组合作业中，两个曲面边缘间的距离大于绝对公差时会留下外露边

缘。外露边缘的产生可能是因为建模时的疏忽、导入 IGES 文件时的绝对公差设定不正确或模型中存在重复的曲

面。如果您在执行 ShowEdges 指令 (分析菜单：边缘工具 > 显示边缘) 后发现模型中有太多的外露边缘时，

可以考虑将模型复原到未组合之前，放宽绝对公差后再组合一次。这种情形可能是因为模型是在比较大的绝对公

差环境中建立的，然后导入到公差比较小的作业环境所产生的。

附注：只有在建模时更细心才能改善曲面边缘之间误差过大所造成的问题。

9 组合外露边缘或重新建模。

组合外露边缘是一个好坏掺半的权衡做法，可能会在后端作业中造成问题。如果组合边缘的目的是将物件以实体

导出到实体软件中作业，或将曲面物件转换成为网格物件 (例如 STL 文件)，您可以使用 JoinEdge 指令 (分析

菜单：边缘工具 > 组合两个外露边缘) 而不会造成任何问题。如果组合边缘的物件是用来取得断面曲线或大部分

其它建立曲线的作业时，断面曲线上会出现缺口，而不是封闭的曲线，因为断面曲线跨越以大于绝对公差距离组

合的边缘，断面曲线的缺口是由两个边缘组合前的缝隙所产生的。如果曲面边缘之间的缝隙小于绝对公差设定值

的两倍，您可以安心地继续作业。如果曲面边缘之间的缝隙过大时，考虑编辑或重建曲面，缩小缝隙。Join 与

JoinEdge 指令并不会改变曲面的几何数据结构，而只是标示出距离小于绝对公差的两个边缘在组合后会被视为

一个边缘。

显示边缘

组合两个外露边缘

附注：


10 修复损坏的曲面。

最好能够一次修复一个损坏的曲面，并将修复的曲面与原来的多重曲面组合。为了用最少破坏的方法与彻底的修

复不能通过 Check 指令检查的损坏曲面，您可以使用以下的方法：

重建边缘

分离修剪曲线，重新修剪曲面

重建曲面 (曲面形状会改变 )

取代损坏的曲面 - 以周围的曲面边缘与从损坏曲面上取得的断面曲线重新建立一个曲面取代损坏的曲面。

11 检查是否有损坏物件

有些时候，通过检查的曲面在与其它曲面组合成多重曲面后会出现错误，通常这种情形是因为曲面边缘在组合后

产生微小的边缘或修剪曲线短于被修剪曲面的长度小于绝对公差。抽离相邻的曲面，检查每一个曲面，使用

MergeEdge 指令 (分析菜单：边缘工具 > 合并边缘) 去除微小的边缘后再次组合曲面。当您得到一个封闭的多

重曲面 (没有外露的边缘)，而且可以通过 Check 指令的检查时就算成功了。当您在组合与修复曲面时，不断地

以 Check 指令检查曲面是很好的习惯。

12 导出

现在模型已经被修复了，而且可以称为干净的模型，您可以将模型以 IGES、Parasolid 或 STEP 文件类型导出到

其它软件中完成后续作业。

范例 28 — 疑难排解

尝试以下步骤：

1 打开模型文件 Check 01.3dm。

这个文件中有一个损坏的物件。

2 打开模型文件 Check 02.igs。

这个文件里的模型有许多 IGES 文件常见的问题。因为未正确修剪的曲面并不会被视为损坏物件，所以在修复并

重新修剪损坏曲面之后，您必需找出其它未正确修剪的物件。

合拼边缘 (右键 )

检查物件

附注：


111333 转换 NRUBS物件为网格

虽然 Rhino是 NURBS建模程序，但也有一些工具可以建立与编辑网格物件。

处理网格时并没有统一的方法，不同的情形需要使用不同的方法，后端作业的需要是决定使用何种方法转换网格时最重

要的因素。当转换的网格是要做为渲染之用时，网格转换设定的要求可以较宽松。而转换后的网格要被用于生产 (NC

加工或快速成形) 时需要有较严格的要求。

转换网格用于渲染时，模型渲染的质量与渲染速度是考虑重点。您必需尽可能减少模型的网格面数量，而且让渲染后模

型的质量可以达到您的可视化要求。模形网格面的数量会影响渲染的效率，太少的网格面数量又不能达到您对模型最终

渲染质量的要求。通常只要模形渲染后没有太大的变形，网格转换设定就算是正确的。

转换网格用于生产时是完全不同的情形，网格是 NURBS 曲面的近似物件，您必需尽可能缩小网格与 NURBS 曲面之间

的误差，较大的误差可能会非常明显地出现在加工后的最终产品上。

原来的 NURBS曲面。当转换的网格用于生产时，如果网格转换设定不够精细，最终产品上会有明显的网格边缘。

使用与左图相同的网格转换设定产生的网格用于渲染时，渲染系统可以隐藏多边形网格边缘，将网格在视觉上"平滑化"，使网格看起较平滑，而不是真正的平滑。

附注：


范例 29 — 转换网格

1 打开模型文件Meshing.3dm。

2 将 Perspective 工作视窗改变为着色模式，观察两个曲面相接边缘的转角处。这两个曲面的相接边缘在转角处会有一些缝隙，从缝隙

中可以看到工作视窗的背景颜色。

3 改变回线框模式。

在线框显示模式中，两个曲面边缘之间并不是真的有缝隙存在。您在着色模式下看到的缝隙是因为 Rhino 使用网

格着色与渲染物件所产生的。因为网格转换设定不够精细，所以每一个网格面的边缘比较明显。

4 在文件属性对话框的网格页面选择平滑、较慢。

5 再次观察两个曲面相接边缘的转角处。转角处的曲面边缘看起来较平滑了，但仍然有缝隙存

在。

附注：


虽然您可以自定义更精细的网格转换设定进一步消除着色网格边缘上的小缝细，但因为网格转换设定会影响整个

文件里所有物件的网格转换，会造成网格转换速度变慢，降低着色与渲染效率。将相邻的曲面组合成多重曲面可

以让您不必使用更精细的网格而仍然可以消除这些缝隙。

6 将三个曲面组合成一个多重曲面。曲面在相接边缘处的网格会自动做细分，使网格边缘完

全衔接在一起，除去原来的网格缝隙。

Rhino 会储存着色时的网格，在往后需要着色模型或重新打开文件时不必再重新转换网格以节省时间，但网格的

数据量可能会非常多，文件会明显变大。

7 从文件菜单选择最小化储存。

这样做会将渲染网格的数据移除，节省文件所占的磁盘空间。

附注： NURBS 曲面转换成渲染与着色模式下所使用的网格在线框模式中是不可见、无法编辑、而且不能与 NURBS 物件分离。所

有物件的网格转换统一由文件属性对话框的网格页面的设定所控制。

最小化储存

附注：


建立网格

以Mesh 指令建立的是可见、可以编辑的网格，而且可以独立于 NURBS物件之外。

Rhino 有两种方法可以控制网格的密度：简易设定与进阶设定。简易设定的滑杆可以粗略地控制网格多边形的密度，进

阶设定里有七个设定值与四个核取选项可以控制建立网格的精细度。

NURBS 物件是以三个逐步细分的步骤转换成网格：起始四角网格、精修、调整修剪边界，这些步骤由程序自动控制，

您无法看到这些步骤的过程。

在稍后的范例中，我们会讨论进阶设定里的七个控制网格转换精细度的数值，并以图示说明这些数值在模型上造成的引

响。

密度 - 以一个方程式控制网格边缘与原来的曲面之间的距离，数值介于 0 与 1 之间，越大的数值建立的渲染网格

的网格面越多。这个设定与物件大小无关，简易设定对话框的滑杆控制这个设定。

最大角度 - 两个相邻网格面的最大角度，数值越小网格转换越慢，可以得到较精细的网格，网格数量较多。

最大长宽比 – 起始四角网格面的最大长宽比。

最小边缘长度 - 数值越大网格转换越快，网格转换较不精细，网格面数量较少，用于控制四角网格面或三角网格面

边缘的最小长度。

最大边缘长度 - 数值越小网格转换越慢、网格面数量越多、网格面大小会比较一致。勾选细分网格时，所有网格

面的边缘会被细分，直到所有的边缘都小于这个数值，这个数值也大约是起始四角网格面边缘的最大长度。

边缘到曲面的最大距离 - 数值越小网格转换越慢、网格转换越精细、网格面数量越多。这个数值会将起始四角网格

面细分使所有网格边缘中点到 NURBS 曲面的最大距离大约等于这个数值。勾选细分网格时，网格会进一步细分直

到所有网格边缘的中点到 NURBS 曲面的最大距离小于这个数值。

起始四角网格面的最小数目 - 数值越大网格转换越慢、网格转换越精细、网格面数量越多而且分布较平均。这个数

值大约是网格在还未细分之前四角网格面的最小数目，如果您设定一个数值给它，并将其它所有的数值设为 0，您

所看到的就是细分前的起始四角网格面。

附注：


以进阶控制转换网格：

1 选取要转换网格的 NURBS物件。

2 执行Mesh指令 (网格菜单：网格 > 从 NURBS物件)。

弹出网格选项对话框。

3 在网格选项对话框中按进阶控制。

弹出网格进阶选项对话框，对话框中的设定在 Rhino 结束时会储存到 Windows 登录文件。

从 NURBS物件转换网格

附注：


4 在网格进阶选项对话框中做以下的设定：

勾选细分网格。

取消不对齐接缝顶点。

取消平面最简化。

按确定。

设预设的网格转换设定建立网格。

5 隐藏原来的多重曲面，使用平坦着色模式查看网格。

您在平坦着色模式下看到的模型就是以这个密度的网格设定做快速成形或 NC 加工后模型的样子。

6 复原之前的网格转换作业，再一次执行Mesh 指令，在网格进阶选项对话框中做以下的设定：

请注意网格面的数量、形状和平坦着色

模式下网格的质量。

平坦着色模式

附注：



请注意网格面的数量、形状和平坦

着色模式下网格的质量。







第四章：渲染

附注：


111444 在 Rhino里渲染

在 Rhino里渲染模型非常容易，只要加入材质、灯光即可渲染模型。

基本的 Rhino渲染器里有许多控制选项，可以让您渲染具有特殊效果的影像。

稍后的范例我们会以没有结构线的渲染，调整颜色、透明度与环境灯光产生特别的效果。

范例 30 — Rhino渲染

1 打开模型文件 Finished Detergent Bottle.3dm。

2 从渲染菜单选择目前的渲染器，再选择 Rhino 渲染。

3 在文件属性对话框的 Rhino 渲染页面勾选使用关闭图层上的灯光。

4 选取瓶身，执行 Properties 指令，在材质页面设定瓶身的颜色，设定光泽度类型为塑料，并给予一个光泽度数

值。

5 选取瓶盖，执行 Properties 指令，在材质页面设定瓶盖的颜色，设定光泽度类型为塑料，并给予一个光泽度数

值。

附注：


6 以 Perspective 工作视窗渲染。

渲染时显示结构线：

1 执行DocumentProperties 指令。

2 在文件属性对话框的 Rhino 渲染页面下，勾选渲染曲线和结构线。

3 渲染 Perspective 工作视窗。

渲染后模型的结构线颜色为图层的颜色，因为物件的颜色是设定为

以图层。

附注：


4 执行 Properties 指令，在物件页面改变显示颜色为黑色，再一次渲染 Perspective 工作视窗。

渲染后模型的结构线变为黑色的。

渲染有结构线的透明材质：

1 执行 Properties 指令，在材质页面设定透明度为 90，渲染 Perspective 工作视窗。

渲染后模型的结构线是黑色的，瓶身材质为透明的。

附注：


2 执行 Properties 指令，在物件页面改变基本的颜色为白色，渲染 Perspective 工作视窗。

渲染后模型的结构线是白色的，瓶身材质为透明的。

3 执行 Properties 指令，在材质页面改变基本的颜色为白色，渲染 Perspective 工作视窗。

4 执行DocumentProperties 指令。

5 在文件属性对话框的 Rhino 渲染页面改变环境灯光的颜色为白色，渲染 Perspective 工作视窗。

渲染后模型的结构线是白色的，但瓶身背面的结构线颜色的色调不

一样。

6 您可以使用不同的设定做实验，渲染您所需要的效果。

7 打开 Lights 图层，调整灯光的属性，产生有更多细节变化的渲染影像。

附注：


111555 使用 Flamingo渲染

以 Flamingo 呈现 Rhino模型的渲染影像非常容易，只要加入材质、灯光、环境即可渲染模型。

使用 Flamingo 功能强大的材质编辑器混合各种颜色、反射、透明度、反光、数张位图或程序贴图产生一种材质。

稍后的范例我们会加入环境设定、材质与灯光，建立自定义的材质，编辑材质与在物件上加上贴纸，渲染场景。

范例 31 — Flamingo渲染

打开模型文件Mug.3dm。

设定 Flamingo 为目前的渲染器：

从 Rhino的渲染菜单选择目前的渲染器，再选择 Flamingo Raytrace。

设定渲染内容：

渲染内容包括：环境设定、日光、季节性植物、渲染与环境灯光设定。

附注：


1 从 Raytrace 菜单选择 Properties。

2 在文件属性对话框的 Flamingo 页面按 Environment 设定背景如何显示或加入特殊的效果，例如：无限延伸

的地平面或薄雾。

3 在 Environment 对话框中，勾选 Background Image，选取 Jeff’s Sunroom_Big.jpg 做为背景。

附注：


4 在 Background Image 页面下，改变 Projection 为 Spherical。

5 在 Environment 对话框的 Main 页面勾选 Ground Plane。

6 在 Ground Plane 页面下，按 Material，从 Flamingo 材质库中选取 Ceramic Tile > Mosaic >

Square > 1” > _Ivory,Medium Gloss，按OK 跳出所有的对话框回到 Rhino的工作视窗。

附注：


7 从 Raytrace 菜单选择 Render，渲染 Perspective 工作视窗。

指派 Flamingo 材质给图层：

1 打开图层对话框。

2 在图层对话框中按 Floss Blister 图层的材质栏。

3 在材质编辑器对话框的指定方式下选择插件程序。

4 按浏览打开 Flamingo 的材质数据库。

5 从 Material Library 对话框的 Mug 数据库中选取 Blister Plastic，按OK。

6 在材质编辑器对话框中，按确定。

7 关闭图层对话框。

附注：


加入灯光

到目前为止我们使用的是 Flamingo 的预设灯光，这个隐形的预设灯光位于视图摄影机的左上方。这个灯光可以照亮整

个模型场景，让您可以在场景中摆放灯光。预设灯光只有在场景中不存在任何灯光时才会打开，而且无法修改。我们必

需加入自定义的灯光才可以控制灯光的设定。

加入灯光：

1 从渲染菜单选择建立聚光灯。

2 建立一个大聚光灯，这个聚光灯的位置是在场景前方稍高的地方往下照射 (如下图 )。

使用垂直模式或打开聚光灯的控制点，移动控制点将聚光灯移动到位置上。

Front视图中的聚光灯。 Right视图中的聚光灯。

Perspective视图中的聚光灯。

附注：


3 设定聚光灯的内容如下：

4 从 Raytrace 菜单选择 Render。

这样的设定可以建立不错的渲染影像，但在场影中有二或三个灯光会有更好的渲染效果。我们会再加入另一个灯

光在马克杯上产生反光。

附注：


加入第二个灯光：

1 选取第一个灯光。

2 在 Top 工作视窗中，以 Y轴为镜射轴，镜射第一个灯光到另一侧。

Front视图中的聚光灯。

3 设定第二个聚光灯的内容如下：


附注：


加入第三个聚光灯：

1 从渲染菜单选择建立聚光灯。

2 建立一个大聚光灯，这个聚光灯的位置是在场景下方往上照射 (如下图 )。

这个灯光会加入一点亮度到牙膏软管和牙线盒的下方。

Front视图中的聚光灯。

3 设定第三个聚光灯的属性如下：

这里非常重要的一点是您必需将第三个灯光的 Shadow Intensity设定为 0，光线才能穿过地平面。

附注：



以图片文件建立材质并指派给图层：

1 打开图层对话框。

2 在图层对话框中按 Mug 图层的材质栏。

3 在材质编辑器对话框的指定方式下选择插件程序。

4 按浏览打开 Flamingo 的材质数据库。

5 在Material Library 对话框的Material菜单选择 New，再选择 Default Gray。

附注：


6 在Material Editor 对话框的 Procedures 下按New，选择 Clear Finish 给予此材质多层反光。

7 在 Material Editor 对话框的 Procedures 树状清单中选取 Clear Finish，设定 Base Color 为绿色

(R=21、G=210、B=180)。

附注：


8 在 Top Coat 的Mirror 加入颜色 (R=198、G=247、B=255) 增加真实感。

9 在Material Editor 对话框的 Procedures 树状清单中选择 Base，移动 Reflective Finish 滑杆到中间附

近或直接输入数值 0.420。

附注：


10 在Material Editor 对话框的 Procedures 树状清单中选择 Top Coat。

11 在Highlight 页面勾选 Specify Highlight，设定 Sharpness 为 240与 Intensity 为 0.550。

12 将这个材质存到 Mug 材质数据库下，命名为 Green Ceramic。

13 按OK 关闭所有的对话框，并关闭图层对话框。


附注：


贴图与凹凸贴图

除了用颜色以外，您也可以使用图片文件做为材质，包括：扫描照片、实际产品上的图案、壁纸、地毯、绘图软件绘制

的图形、其它渲染程序材质库的纹理图片文件、其它来源的位图 ...等。

贴图可以使用位图创造更细致的材质，您可以使用图片文件变化材质表面的特性，包括：颜色花样与看起来像是立体的

凹凸贴图或是程序贴图在物件表面做随机的材质纹路变化。

使用图片文件建立新材质并指派给物件：

1 选取牙膏软管的盖子。

2 从编辑菜单选择物件属性。

3 在材质页面选择插件程序，按浏览打开 Flamingo 材质库。

4 在 Plastics > Smooth > White 上按鼠标右键，选择 New，再选择 Use current material as

template。

5 在Material Editor 对话框的 Highlight 页面勾选 Specify Highlight，调整 Sharpness 与

Intensity。

附注：


6 在Material Editor 对话框的 Map 页面按 Image Mapping 下的 Add。

7 在选取位图对话框中，打开 Tube Bump.jpg。

弹出 Image Mapping 对话框。

8 在 Image Mapping 对话框中，按OK。

9 在Material Editor 对话框中，按OK。

10 在 Save Material As 对话框中，将这个材质命名为 Toothpaste Cap，储存到 Mug 材质库下。

11 在Material Library 对话框中，按OK。

附注：


12 在属性对话框的 Flamingo 页面的 Mapping and tiling 下拉列表中选择 Cylindrical，设定 Tiles

around 的数目与Height 的数值。

13 在 Flamingo 页面按Orientation。

14 定位贴图对应轴圆柱到盖子的中心点，移动控制点将圆柱大约与瓶盖对齐。

附注：


15 从渲染菜单选择渲染。

Decals (贴纸 )

Decal是 Flamingo将贴图投影到物件上某个位置时使用的方法。

Decal会告诉 Flamingo以何种方式 (Planar、Cylindrical、Spherical、UV) 将贴图投影到物件上，说明如下：

Planar (平面)

Planar 投影是最常用的贴图方式，这种方式适用于在平面或曲面弧度不大的物件上贴图。

Cylindrical (圆柱 )

Cylindrical 投影适用于将 Decal 投影到单一方向有弧度的物件上。

Cylindrical 投影会将贴图的垂直方向与圆柱的中心轴对齐，平面方向则环绕在圆柱上，就像酒瓶上的标签一样。

Spherical (球形)

Spherical 投影适用于将平面的贴图投影到两个方向都有弧度的物件上。Spherical 投影会将贴图的垂直方向 (高)

与球体的中心轴对齐，包覆到球体上 (从球体的一极到另外一极 )。贴图的水平方向则包覆到球体的赤道。

在预设的情形下，球体的赤道是与目前的工作平面平行，球体的中心轴则与目前的工作平面垂直，您可以重新定

位方向。

附注：


UV

UV 投影会将贴图延展到整个曲面，曲面的 U 与 V 方向决定如何投影贴图，并无法直接控制。UV 投影适用于在自

由造型、头发、皮肤、植物结构上贴图。修剪过的曲面或多重曲面上只有一部分的贴图会出现在曲面上。UV 投影

会将贴图延展到曲面完整的 UV 范围，如果曲面的某些部分被修剪过，位于该部分的贴图并无法显示。

以平面投影 Decal 贴图：

1 选取牙膏盒。


3 在属性对话框的 Decals 页面按 Add，选取 Minty Green-Box Upper.jpg，按打开，选取 Planar，按

OK。

4 使用物件锁点锁定三个点定位 Decal的 Location (1)、Width (2)、Height (3)的方向。

这三个点用来定义 Decal 平面的位置与范围，Decal 平面必需放置在物件的表面或是表面后方。Decal 会从

Decal平面投影到物件表面上，物件位于 Decal 平面后的表面并不会显示 Decal 贴图。

在放置 Decal后，您可以拖曳 Decal 的控制点，移动、旋转或延展 Decal 的框架。

附注：


5 按 Enter 或鼠标右键确认位置改变。

6 继续在盒子其它的面与两端放置 Decal 贴图。

在盒盖折片上需要使用其它的控制。

在平面 Decal上使用屏蔽：

1 选取牙膏盒的盒盖折片。


3 在属性对话框的 Decals 页面按 Add，选取 Minty Green-TopFlap.jpg，选取 Planar，按 OK。

附注：


4 使用物件锁点锁定三个点定位 Decal的 Location、Width、Height 的方向。

5 在 Edit Decal 对话框的 Map页面的 Masking 下拉选单中选择 Color。

使用颜色取样工具 (滴管) 点选贴图的黑色部分，并勾选 Transparent 选项。

贴图黑色的部分在渲染时会变成透明的。

6 继续在牙膏盒侧面及盒盖上放置 Decal 贴图。

7 从 Raytrace 菜单选择渲染。

附注：


8 使用平面投影在牙线盒与牙膏软管上放置 Decal 贴图。

文件中洋红色的矩形可以帮助您放置 Decal 贴图。

以圆柱投影 Decal 贴图

圆柱两端的平面预设是与目前的工作平面平行，圆柱的中心轴是与目前的工作平面垂直。

1 选取马克杯。

2 执行 Properties 指令 (编辑菜单：物件属性 ...)。

3 在属性对话框中的 Decals 页面按 Add。

4 打开 Sailboat-002.jpg。

5 在 Decal Mapping Style 对话框中选择 Cylindrical。

6 放置 Decal 投影圆柱的两个点：Center of cylinder 与 Radius/Diameter。

您可以拖曳圆柱框架上的控制点，移动、旋转或缩放 Decal 投影圆柱。

附注：


7 按 Enter 或鼠标右键确认圆柱的位置。

弹出 Edit Decal 对话框，您可以在对话框中设定贴图的各项属性。

8 从渲染菜单选择渲染。

附注：


9 打开和牙刷相关的图层。

10 对材质与灯光做必要的调整，完成最终的渲染影像。

rhino level 2 v4 cn · · 2014-05-22附注： robert mcneel & associates 3 1 简介 本...

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