林勝（廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530007）

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計算機三維建模技術(shù)在陶瓷茶具設(shè)計中的應(yīng)用研究

林勝
（廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530007）

摘要：本文首先分析計算機建模軟件3DS MAX的建模技術(shù)，將陶瓷茶具作為創(chuàng)作模板，詳細介紹了在設(shè)計陶瓷茶具時，計算機建模軟件的作用，以及對陶瓷茶具設(shè)計的輔助，以期計算機建模技術(shù)能夠為陶瓷設(shè)計產(chǎn)業(yè)提供更大的幫助。

關(guān)鍵詞：計算機；三維建模技術(shù)；陶瓷茶具；設(shè)計研究

筆者就以陶瓷茶具設(shè)計這一角度出發(fā)，詳解3DX MAX計算機建模技術(shù)在該行業(yè)的作用。

1　3　DX MAX計算機建模技術(shù)

當下，3DS MAX作為計算機中全面的建模軟件，含有多種建模方法，相關(guān)設(shè)計者不但可以使用該軟件當中自帶的幾何模型，也可以自行創(chuàng)建基礎(chǔ)模型甚至高級模型。在3DS MAX軟件當中，無論建立什么樣的模型都能從二維平面或三維立體角度著手，建立基礎(chǔ)模型過程也可以理解成以二維平面的方式構(gòu)建有關(guān)造型的技術(shù)方式。使用圖形與各樣式曲線構(gòu)建二維圖形，利用數(shù)學(xué)中常見的平面直角坐標系對圖形進行相關(guān)表達。

它的具體構(gòu)建方式是：利用圖形畫板構(gòu)建模型的二維平面，修改面板當中的相關(guān)數(shù)據(jù)以此構(gòu)建較為繁瑣的二維模型。將構(gòu)建好的二維模型通過擠壓、放樣、旋轉(zhuǎn)等方式使其變成立體的三維空間造型。

高級建模即從三維立體空間開始進行模型的構(gòu)建，使用基礎(chǔ)模型、平面、格子圖、局部細化和變形等方式設(shè)計三維立體空間模型，常用數(shù)學(xué)中的空間直角坐標系對物體記性相關(guān)的表達。它的構(gòu)建方式是：使用3DS MAX軟件中內(nèi)設(shè)的標準三維空間形體，以此作為藍本，開展空間模型的造型設(shè)計工作。使用復(fù)合模型設(shè)計復(fù)合造型，并且可以使用多邊形的網(wǎng)格、平面、NURBS設(shè)計較為復(fù)雜的立體造型。

在開始進行模型設(shè)計之前，需要清楚陶瓷茶具主要是以哪些部分加以拼湊而成。其中茶壺是由壺底、壺身、壺蓋、圈足這四部分組合而成。其中壺蓋中含有孔、鈕、蓋、座這四個小部分，壺身有壺嘴、茶壺把、腹、流、還有過濾等環(huán)節(jié)。茶杯有杯身、杯口、唇墻、杯底、杯把等環(huán)節(jié)構(gòu)建而成。除此之外茶具還包括了有茶海、茶葉罐、茶杯等。雖然茶具中的造型大同小異，但這些茶具的造型可以表現(xiàn)得千姿百態(tài)，利用計算機建模技術(shù)也可以利用多種建模方法創(chuàng)造出相似的模型，接下來筆者就把陶瓷茶具在進行造型設(shè)計時常用的建模方法進行解析。

2　使用基礎(chǔ)建模方式進行陶瓷茶具設(shè)計的技術(shù)解析

2.1車削建模

在中軸線對稱造型的構(gòu)建當中，很多陶瓷茶具的造型設(shè)計時都喜歡使用車削建模。例如，圓形的茶杯、茶壺等。車削建模命令是設(shè)計師進行陶瓷茶具設(shè)計時所使用頻率次數(shù)較高的一種命令，它的創(chuàng)建方式如下。

首先，需要畫出茶具當中對稱物體的剖面圖，并畫出這個曲線的一半。在進行剖面的繪畫時，可以使用計算機建模軟件中的曲線設(shè)計器對這些曲線進行數(shù)據(jù)的修改和布爾運算。在判定旋轉(zhuǎn)的方向與角度以后讓該剖面曲線朝著中心軸進行旋轉(zhuǎn)，從而就可以構(gòu)建成一個對稱的立體三維模型。在制作完畢以后，還可以增加一些細節(jié)的修改指令，以此豐富該陶瓷茶具模型的豐富性。

2.2擠壓建模

以朝著相同方向拉長橫截面，并且橫截面的形態(tài)不會發(fā)生變化的三維物體，均可以使用擠壓建模的方式進行陶瓷茶具的造型設(shè)計。其具體的創(chuàng)建方法是：首先描繪出需要進行設(shè)計的陶瓷茶具截面的圖像，使用曲線設(shè)計器對陶瓷茶具的截面圖形進行數(shù)據(jù)糾正或者布爾運算。在判定該模型的拉伸長度以后，讓截面圖像朝著它的法線方向開始擠壓。這樣就可以構(gòu)建成一個陶瓷茶具的三維立體模型了。在陶瓷茶具的設(shè)計當中，一些壺鈕、壺把在進行造型設(shè)計時都可以運用該種建模方式。

2.3放樣建模

在陶瓷茶具進行設(shè)計時，放樣建模的運用相較于上文提到的兩大建模方式，它的使用則更加頻繁。它是由兩個或以上的二維平面造型拼湊成為一個三維造型，就是依靠每一個二維平面進行橫截剖面，以此組合成一個立體的三維造型。放樣建?？梢越忉尀榘押芏嗟亩S平面的造型依靠一個精細有序的組合排列方式構(gòu)建成一個三維空間的立體造型。用構(gòu)建一個橫截面是圓形的茶壺把作為例子，首先需要畫出相應(yīng)的曲線作為該模型的路徑，再利用曲線設(shè)計器對該曲線的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的調(diào)整，接下來還需要描繪出一個截面圓形，需要先針對路徑進行甄選，點擊放樣按鈕，接下來點擊獲得圖形，選定圖形合成放樣的壺把的造型。還可以選定截面，點擊放樣鍵，在選擇獲得路徑，依靠路徑生成相應(yīng)的造型。在此之后，可以進入修改界面利用曲線設(shè)計器對該造型進行縮放、扭曲等造型設(shè)計，創(chuàng)造出更加多樣化的陶瓷茶具形體，放樣建模在一些較為另類的茶壺造型中會被廣泛使用。

3　使用高級建模方式進行陶瓷茶具設(shè)計的技術(shù)解析

計算機建模軟件3DS MAX之中，一共有三種高級建模技術(shù)，分別為多邊形建模技術(shù)、平面建模技術(shù)和NURBS建模技術(shù)。這三種建模技術(shù)各有所長，但在陶瓷茶具設(shè)計時，以多邊形建模技術(shù)的使用最為廣泛，因此本文將重點講解多邊形建模技術(shù)。

計算機建模技術(shù)已經(jīng)早早融入陶瓷茶具設(shè)計，高級建模技術(shù)中的多邊形建模技術(shù)仍是在陶瓷茶具設(shè)計時最為常見也最為經(jīng)典的建模方法，其原因在于多邊形建模技術(shù)往往在進行陶瓷茶具建模時顯示的層次分明，非常直觀、便于理解。并且在進行陶瓷茶具設(shè)計時，對于數(shù)據(jù)的修改也非常簡便。因此，多邊形建模技術(shù)往往在陶瓷茶具設(shè)計行業(yè)有著得天獨厚的優(yōu)勢。細說到3DS MAX軟件之中，使用多邊形建模技術(shù)主要依賴于兩大命令，分別是可編輯多邊形與可編輯網(wǎng)格。這兩大命令在面板數(shù)據(jù)上較為相似，只不過在多邊形的意義判定上有所不用?？删庉嬀W(wǎng)格將二維平面圖形劃分成三角形，而可編輯多邊形卻是把平面多邊形分類為四邊形。這兩種命令對于網(wǎng)格進行的相關(guān)操作中，方法其實是一樣的。但是，多邊形編輯在絕大多數(shù)的情況下具有更高的工作效率，伴隨著計算機多邊形編輯技術(shù)的飛躍，其工程都遠遠超過了編輯網(wǎng)格，逐漸成為多邊形建模當中最為重要的工具。因此，在陶瓷茶具設(shè)計建模軟件設(shè)計當中，可把它直接設(shè)定為可編輯多邊形。多邊形建模法也被叫做實體建模法，在進行陶瓷茶具建模時主要有兩種思路。

3.1這種建模方法有點相似于素描的繪畫方式，即把全部形體描繪較為繁瑣的物體都歸納成形態(tài)較為簡單的立體幾何造型，如長方體、圓柱體等。在對這些簡單的立體幾何造型進行塌陷處理之后，再利用多邊形編輯，對這些圖形進行相關(guān)的雕刻打磨工作。

3.2第二種是把二維平面轉(zhuǎn)變成三維立體造型之后進行塌陷處理，再進行多邊形編輯，并針對相應(yīng)造型進行雕刻打磨工作，所運用的“雕刻打磨”的方式完全相同。

在多邊形建模技術(shù)當中，使用頻率最高、同時也是操作最為簡單基礎(chǔ)的工具就是插入和擠壓工具，可以對任何幾何造型開展塑造。例如將圓柱體作為例子，設(shè)定很少的邊數(shù)，將其塌陷成為可編輯多邊形之后，對該圓柱的上面一部分應(yīng)用面通過插入后再擠出，在此之中可以多次下達擠出指令，修改擠出的長度值，以此獲取到正負值長度的擠壓為完全形態(tài)的陶瓷茶具的壺嘴模型。當陶瓷茶具的相關(guān)的數(shù)據(jù)進行調(diào)整完畢之后，就需要針對這些茶具中的微小細節(jié)加以雕琢。在此過程中，需要將模型的精準程度提高，進入對陶瓷茶具的點、線、面之外的層次的調(diào)試。在這過程當中，相關(guān)設(shè)計師可能會經(jīng)常下達的指令有移除、連接、目標連接等。其中目標連接的指令下達通常會使在陶瓷茶具設(shè)計中對于壺把的設(shè)計上，為了讓陶瓷茶具增添更多的設(shè)計元素，陶瓷茶具設(shè)計師可能會針對茶具中的某些微小的細節(jié)，對于茶具模型中的某一些面進行再切割，切割指令可以用來對面直接進行劃分。除此之外，若陶瓷茶具設(shè)計師需要設(shè)計出一套較為圓潤明朗的陶瓷茶具造型，還可以在茶具模型的邊緣處切割出一條直線，再利用平滑修改器下達相關(guān)指令，就可以得到一個造型相對圓潤平滑的陶瓷茶具造型了。

整體看來，設(shè)計師使用計算機建模技術(shù)設(shè)計相關(guān)的陶瓷茶具的大致過程就是先創(chuàng)建一個基本形體，之后利用線與面的切割屬性，進行相關(guān)的插入擠出面工作。這個過程之中，對于相應(yīng)數(shù)據(jù)的調(diào)整一直貫穿其中。計算機建模工技術(shù)其實較為簡單，但需要考驗相關(guān)設(shè)計者對于該軟件各個功能操作的熟練程度。

4　常用的輔助指令

4.1布爾運算

布爾運算屬于三維形態(tài)組成的特殊形式，因此可以在二維平面與三維立體空間中構(gòu)建中使用布爾運算。它的構(gòu)建方法是依靠兩個相對閉合的造型之間的交集和并集計算，而構(gòu)造出新的物體造型。它的原理其實就是數(shù)學(xué)思維中的交集、并集的聯(lián)合計算，在陶瓷茶具的設(shè)計當中，對于茶具的不同，增加造型等多采用布爾運算指令。

4.2凹凸貼圖

它是一個較為另類的建模方法，它的完成是來源于所建模型的材料進行決定，依靠三維立體空間之中模仿粗糙表面的技術(shù)，將材質(zhì)給予立體空間模型，并依賴光線的渲染進行處理。該建模技術(shù)通常是陶瓷茶具上的浮雕樣式進行雕琢?xí)r，會運用到這種建模方法。其操作方法為，首先在平面軟件中設(shè)計相關(guān)的色彩層次明顯的藝術(shù)裝飾紋樣，表現(xiàn)的凹凸效果手法則是依照圖像的不同原色而產(chǎn)生。如黑色代表突起，白色則代表凹陷。之后，在建模軟件中，下達相關(guān)的粘合指令，并使用坐標設(shè)計器對相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)進行修改就可以了。

5　結(jié)束語

在使用計算機建模技術(shù)進行陶瓷茶具設(shè)計時，相關(guān)數(shù)據(jù)的變更給茶具的造型帶來了更多難以預(yù)估的變化。因此，使用計算機建模技術(shù)，不但可以在幫助設(shè)計師構(gòu)建茶具的相關(guān)模型，還往往可以激發(fā)設(shè)計師的靈感，創(chuàng)造出具有藝術(shù)性的作品。

參考文獻

[1]鄧石蘭.3DSMAX建模技術(shù)在陶瓷茶具造型中的應(yīng)用分析[J].陶瓷科學(xué)與藝術(shù),2013(1）:14-17.

[2]李丹,劉莉,劉玉璟.計算機虛擬技術(shù)在陶瓷包裝設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國包裝工業(yè),2013(3X）:66-66

[3]鄧石蘭.基于3DSMAX的陶瓷茶具產(chǎn)品仿真模型技術(shù)探討[J].佛山陶瓷,2013(12）:46-47.

作者簡介：林勝（1973-），女，廣西北流人，雙學(xué)士，副教授，工程師，研究方向：機械制造及其自動化的研究與教學(xué)。