低消耗多邊形建�；�礎(chǔ)

8.3  低消耗多邊形建模基礎(chǔ)

常見的低消耗網(wǎng)格建模的方法是盒子建模（Box Modeling）。盒子建模技術(shù)的流程是首先創(chuàng)建基本的幾何體（例如盒子）。然后將盒子轉(zhuǎn)換成Editable Mesh，這樣就可以在次對象層次處理幾何體了。通過變換和拉伸次對象使盒子逐漸接近最終的目標(biāo)對象。

8.3.1  變換次對象

在次對象層次變換是典型的低消耗多邊形建模技術(shù)�？梢酝ㄟ^移動、旋轉(zhuǎn)和縮放節(jié)點、邊和面來改變幾何體的模型。

8.3.2  處理面

通常使用Edit Geometry卷展欄（見圖8.13）下面的Extrude和Bevel來處理表面�？梢酝ㄟ^輸入數(shù)值或者在視口中交互拖曳來創(chuàng)建拉伸或者倒角的效果。

圖8.12                                   圖8.13

Extrude

增加幾何體復(fù)雜程度的最基本方法是增加更多的面。Extrude就是增加面的一種方法。圖8.14就給出了面拉伸前后的效果。

圖8.14

Bevel

Bevel首先將面拉伸到需要的高度，然后再縮小或者放大拉伸后的面，圖8.15給出了倒角后的效果。

圖8.15

8.3.3  處理邊

通過分割邊來創(chuàng)建節(jié)點

創(chuàng)建節(jié)點最簡單的方法是分割邊。直接創(chuàng)建完面和多邊形后，可以通過分割和細(xì)分邊來生成節(jié)點（見圖8.16）。在3ds max中可以創(chuàng)建單獨的節(jié)點，但是這些點與網(wǎng)格對象沒有關(guān)系。

選擇網(wǎng)格對象的一個邊                邊被分割，生成一個節(jié)點

圖8.16

分割邊后就生成一個新的節(jié)點和兩個邊。在默認(rèn)的情況下，這兩個邊是不可見的。如果要編輯一個不可見的邊，需要先將它設(shè)置為可見的。有如下兩種方法來設(shè)置邊的可見性：先選擇邊，然后單擊Surface Properties卷展欄中的Visible按鈕，或者選擇Object Properties對話框中Display Properties區(qū)域的Edges Only復(fù)選框，見圖8.17。

切割邊

切割邊的更精確方法是使用Edit Geometry卷展欄下面的Cut按鈕，見圖8.18。

圖8.17                                     圖8.18

使用Cut選項可以在各個連續(xù)的表面上交互地繪制新的邊。

8.3.4  處理節(jié)點

建立低消耗多邊形模型使用的一個重要技術(shù)是節(jié)點合并。例如，在人體建模模型時，通常建立一半的模型，然后通過鏡像得到另外一半模型。圖8.19給出了建立人頭模型的情況。

當(dāng)采用鏡像方式復(fù)制人頭的另外一面時，兩側(cè)模型的節(jié)點應(yīng)該是一樣的�？梢酝ㄟ^調(diào)整位置使兩側(cè)面相交部分的節(jié)點重合，然后將重合的節(jié)點焊接在一起，得到完整的模型，見圖8.20。

圖8.19                                          圖8.20

將節(jié)點焊接在一起后，模型上的間隙將消失，重合的節(jié)點被去掉。有兩種方法來合并節(jié)點：選擇一定數(shù)目的節(jié)點，然后設(shè)置合并的閥值或者直接選取合并的點，見圖8.21。

在前面的例子中已經(jīng)使用了Weld下面的Selected選項�？梢赃x擇一個或者兩個重合或者不重合的節(jié)點，然后單擊Selected按鈕。這樣，要么這些節(jié)點被合并在一起，要么將出現(xiàn)圖8.22所示的消息框。

在Selected右邊的閥值數(shù)值鍵入?yún)^(qū)決定能夠被合并節(jié)點之間的距離。如果節(jié)點是重合在一起的，那么這個距離可以設(shè)置小一點；如果需要合并節(jié)點之間的距離較大，那么這個數(shù)值需要設(shè)置大一些。

圖8.21                                   圖8.22

在合并節(jié)點的時候，有時使用Target選項要方便些。一旦打開了Target選項，可以通過拖曳的方法合并節(jié)點。

8.3.5  修改可以編輯的網(wǎng)格對象

在這個練習(xí)中，我們將使用Face Extrude選項來構(gòu)造飛機的座倉蓋。

1. 啟動3ds max，或者在菜單欄選取File / Reset，復(fù)位3ds max。

2. 在菜單欄選取File / Open，然后從本書的配套光盤中打開文件Samples\ch08\ ch08_02.max。

說明：Object Properties對話框中的Edges Only選項已經(jīng)被關(guān)閉，Edged Faces的視口屬性已經(jīng)被設(shè)置到User視口。這樣的設(shè)置可以使對網(wǎng)格對象的觀察更清楚些。

打開Samples\ch08\ ch08_02.max后的場景見圖8.23。

3. 在用戶視口中選擇飛機。

4. 在  Modify面板，單擊Selection卷展欄的  Polygon按鈕。

5. 在用戶視口選擇座倉區(qū)域的兩個多邊形，見圖8.24。

圖8.23                                                   圖8.24

通過觀察Selection卷展欄的底部（見圖8.25）就可以確認(rèn)選擇的面是否正確。這特別適用于次對象的選擇。

6. 在Edit Geometry卷展欄將Extrude的數(shù)值改為23.0 。

選擇的面被拉伸了，座倉蓋有了大致的形狀，見圖8.26。

圖8.25                                       圖8.26

7. 單擊Selection卷展欄的  Vertex按鈕。

8. 在前視口使用區(qū)域的方式選擇頂部的節(jié)點，見圖8.27。

9. 在前視口調(diào)整節(jié)點，使其類似于圖8.28。

圖8.27                                                圖8.28

10. 單擊主工具欄的  Non-uniform Scale按鈕。

11. 在右視口使用區(qū)域的方式選擇頂部剩余的兩個節(jié)點（見圖8.29的A圖），并沿著X軸縮放它們，直到與圖8.29中的B圖類似為止。

A  B

圖8.29

現(xiàn)在飛機有了座倉，見圖8.30。

如果得到的結(jié)果與想象的不一樣，那么可以在菜單欄選取File / Open，然后從本書的配套光盤中打開文件Samples\ch08\ch08_03.max。該文件就是用戶應(yīng)該得到的結(jié)果。

8.3.6  反轉(zhuǎn)邊

當(dāng)使用多于3個邊的多邊形建模的時候，內(nèi)部邊有不同的形式。例如一個簡單的四邊形的內(nèi)部邊就有兩種形式，見圖8.31。

將內(nèi)部邊從一組節(jié)點改變到另外一組節(jié)點就稱為反轉(zhuǎn)邊（Edge Turning）。

圖8.31是一個很簡單的圖形，因此很容易看清楚內(nèi)部邊。如果在復(fù)雜的三維模型上，邊界的方向就變得非常重要。圖8.32中被拉伸的多邊形的邊界正確。

圖8.30                                                 圖8.31

如果反轉(zhuǎn)了頂部邊界，將會得到明顯不同的效果，見圖8.33。

圖8.32                                          圖8.33

需要說明的是盡管兩個圖明顯不同，但是節(jié)點位置并沒有明顯改變。

下面我們就舉例來說明如何反轉(zhuǎn)邊。

1. 繼續(xù)前面的練習(xí)，或者在菜單欄選取File / Open，然后從本書的配套光盤中打開文件Samples\ch08\ch08_03.max。

2. 選取視口導(dǎo)航控制區(qū)域  Arc Rotate SubObject按鈕。

3. 在用戶視口繞著機艙旋轉(zhuǎn)視口，會發(fā)現(xiàn)機艙兩側(cè)是不對稱的，見圖8.34。

從圖8.34中可以看出，長長的小三角形使機艙看起來有一個不自然的皺折。在游戲引擎中，這類三角形會出現(xiàn)問題。反轉(zhuǎn)邊可以解決這個問題。

4. 在用戶視口選擇飛機。

5. 選擇  Modify命令面板，單擊Selection卷展欄的Edge按鈕。

6. 單擊Edit Geometry卷展欄中的Turn按鈕。

左側(cè)

圖8.34

7. 在用戶視口選擇飛機座艙左側(cè)前半部分的邊，見圖8.35。

圖8.35

現(xiàn)在座艙看起來好多了。下面來設(shè)置右邊的邊。

8. 在視口導(dǎo)航控制區(qū)域選取  Arc Rotate SubObject按鈕。

9. 在用戶視口繞著飛機旋轉(zhuǎn)視口，以便觀察座艙的右側(cè)。

10. 在Turn仍然打開的情況下，單擊定義座艙后面小三角形的邊，見圖8.36。

現(xiàn)在座艙完全對稱了。如果得到的結(jié)果與想象的不一樣，那么可以在菜單欄選取File / Open，然后從本書的配套光盤中打開文件Samples\ch08\ ch08_04.max。該文件就是用戶應(yīng)該得到的結(jié)果。