【科研模型100例-20】空心球

【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，作为球体和立方体的父层级（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），作为布尔和球体的父层级，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和多边形对象。

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。

点击下方图片，或者在后台主页面回复“社群”可查看社群内容