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【科研模型100例-20】空心球

独孤嘌呤 3D科研绘图 2021-12-21


【例20】空心球
难度:★★
知识点:布尔 多边形


科研模型100例这个系列已经开讲一个月,如果按照这个速度,100例半年内就可以讲完。不过随着教程的深入,我在单篇教程上花的时间肯定会更多,更新可能会变慢。这些图文教程虽然都是免费提供,但我并没有因此而偷工减料,因为我是真心希望大家能学透C4D这款软件的。希望大家能多多支持。

今天要讲的是空心球的模型,我们先按照【例4】中讲过的布尔来操作。

创建一个球体对象和一个立方体对象,并将立方体对象的「坐标」设为100 cm, 100 cm, 100 cm。


创建布尔对象,作为球体立方体的父层级(注意球体和立方体的顺序)。「布尔类型」默认为A减B。


再创建一个球体,「半径」减小为70 cm。创建新的布尔对象(布尔.1),作为布尔球体的父层级,如图所示。


因为布尔对象子层级只能有A和B两个对象,所以这里一定要注意对象之间的层级关系。相信经过这么多基础案例的练习,大家对此应该有所体会。


将两个球体对象的「分段」都加到48,可以让内外的球面更平滑。


创建红、黄、蓝三个材质球,如果只在最高层级(布尔.1)后面添加材质,子层级没有任何材质的情况下,该材质球会影响整个对象。


如果子层级对象也有材质球,那么最终对象的材质以子层级材质球优先。


从上面的材质结果我们也可以看出,布尔得到的对象彼此之间是相互独立的,因而可以分别添加材质。如果将材质球分别加在三个几何体对象上,也可以得到一样的结果。



* 深 * 挖 * 时 * 间 *
1、创建单个对象和细分曲面
在例4中我们有提到过布尔的对象属性中「创建单个对象」这个属性,默认没有勾选。这里先将球体的分段均改为24,然后给整体对象添加细分曲面(即作为布尔.1的父层级)


可以看到,除了球面变得平滑之外,转角处也呈现圆滑的过渡效果。但是,如果将任何一个布尔对象的「创建单个对象」勾选之后,再添加细分曲面就会得到不完美的效果。


这一点也可以通过模型表面的结构线看出,布尔计算出来的线的分布并不是最合理的。下面这段解释很重要,一边不明白就看第二遍,直到看明白为止!——当没有勾选「创建单个对象」时,球面和切面之间不是连续的,细分曲面单独影响二者;而勾选了「创建单个对象」之后,球面和切面成为了一个连续的整体,细分曲面作用到它们的交界处时就会按照结构线的走势进行细分。


记住我们使用的球体是标准「类型」(这也是99%的初学者不会care的问题),在两极的地方线条会很密集,添加细分曲面之后甚至会出现包子一样的褶皱。


如何得到下图所示的规整布线?这就是我一直强调模型分段、结构线之重要性的原因,也是我们要学习多边形建模的原因所在。


2、空心球的多边形建模
回到之前的布尔对象,将两个球体的「类型」均改为六面体。【例12】中我讲过,多边形建模偏爱四边面,这个六面体「类型」的球体就完全是由四边面构成,而且有线条刚好和八分之一个角对应,不选它还选谁呢?


在对象窗口中选中布尔.1对象,按快捷键C(转为可编辑对象),观察前后对象图标的变化。


C掉之后,原来的等参数化对象统统消失,取而代之的是空白对象多边形对象

不懂多边形建模的人肯定会抗拒这一操作,对他们来说,不能用参数来控制模型简直是破坏性、灾难性的。可是要想有进步,就得勇于打破成见,不破则不立。

这里我们需要的就是两个球面多边形对象,选中之后按住鼠标拖出组合。其余的对象都可以删掉。(我这里出现了两个破面,应该是个bug,不知道大家的软件有没有。不过没关系,多边形建模是真的猛士,视bug如草芥)


选择内部的球面多边形对象,切换到边模式在视图中选择缺口处相对的两条边(按住Shift键可以加选),右键选择「桥接」。


在视图中按住鼠标从一条边拉到另一条边,白色的面是提示最终桥接效果,如果正确的话就可以松开鼠标。桥接成功!(其实不事先选中边也可以,这里只是为了让大家更好理解)


接下来我们在对象窗口选中两个对象,右键选择「连接对象+删除」。这样就将多个对象合并成为了一个整体。


为什么要合并为一体?因为诸如「桥接」等操作是无法在两个多边形对象之间进行的。这里我们要将内外两个球面的边缘连接起来,还是在边模式下,用快捷键U~Q(轮廓选择)进行选择。


因为「桥接」只能一段一段地操作,为了提高效率,这里我们用的是(快捷键M~P)。按住Shift键,按住鼠标从内部球面的转角点拖至外部球面对应的点,然后松开鼠标。


退回到模型模式,现在添加细分曲面已经可以得到比较好的效果——


如果想让切口的转角更加硬朗,只需要给多边形对象添加倒角变形器,勾选「使用角度」即可(例19中讲过)。


最后添加最简单的材质,效果如下——


至于如何让切面有多层不同颜色,可以利用有序的布线构造出新的边,选择相应的面添加新的材质即可。这些基础操作会在以后更多的多边形建模教程中讲解。


本例讲解到此结束,感谢大家的观看!

下期案例预告:粒子堆积切角球体

p.s. 本系列的视频教程将在思斐迩科研绘图社群中推出,敬请期待。
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