Rhino_08110123_冯思宁

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 从设计稿、手绘到实际产品,或是只是一个简单的构

思,Rhino所提供的曲面工具可以精确地制作所有用 来作为渲染表现、动画、工程图、分析评估以及生产 用的模型。  Rhino可以在windows系统中建立、编辑、分析和转

换Nurbs曲线、曲面和实体。不受复杂度、阶数以及 尺寸的限制。Rhino也支援多边形网格和点云。


Nurbs(Non-Uniform Rational B-splines,非均 匀有理B样条曲线)是一种可为任何造型建模的 数学表现方式—从简单的2D直线、圆、圆弧、 立方体至最复杂的3D自由造型曲面或实体。因 为NURBS模型的弹性和精确性,这些模型可以 用于绘图、动画或制造等任何用途。

使用Nurbs的建模方式比使用多边形建模程序好的地方是不会有网格 面,可以在任何时间、任何精细度,由模型建立网格做渲染。


主界面由菜单栏、工具栏、工具箱、视图区、命令行和状态栏几部分组成 用户界面提供了几套操作Rhino的控件,包括菜单、工具条和在命令行及 视窗的提示中键入命令。


菜单:在作业视窗标题按右键即可弹出,包括平移、旋转、缩放、设定标准 试图、设定工作平面、设定摄影机及目标点的位置、选择着色选项、 设定工作平面网格线及其他作业视窗属性。 投影:平行与透视两种模式。鼠标右键巡览在两种投影模式 的作业视窗中的 操作方式不同。在并行操作视窗中,以鼠标右键拖曳会将视图平移。标 准的四个作业视窗配置有三个并行操作视窗与一个透视作业视窗。 平行 平行视图在其它程序里也称为正交视 图。平行视图的工作平面网格线相互 平行,相同的物件不论位置远近看起 来的大小都一样。 透视 透视视图的工作平面网格线往远方的 消失点汇集形成纵深感。在透视投影 的视图中,越远的物件看起来越小。


显示模式:

线框模式 在线框模式中,曲面看起来像是许多交叉的曲线,这 些曲线称为结构曲线或结构线。结构线只是视觉上的 辅助,并无法像网格一样定义曲面。 WireframeViewport 指令将作业视窗以线框模式显示。

着色模式 着色模式中的曲面及实体以它们所在图层的颜色、物 件的颜色或自定的颜色显示,在各种着色模式作业视 窗中作业,曲面也可以显示为透明或不透明。 ShadedViewport 指令将作业视窗以着色模式显示。

渲染模式 渲染模式作业视窗可以使用灯光照明及指派给物件的 渲染材质显示物件。 RenderedViewport 指令将作业视窗以渲染模式显示。


Rhino的几何图形类型包括:点、Nurbs曲线、多重曲 线、曲面、多重曲面、实体及网格。包含封闭空间的曲 面或多重曲面又称实体,Rhino也可以建立用于渲染、 曲面分析及可导出至其他程序的网格。


点物件 点物件是3D 空间中的一个坐标标记,它是 Rhino 里最简单的物件形式。点物件可以放 置于3D 空间中的任何位置,最常被用于定 位。

曲线 Rhino 的曲线就像是一条可以拉直或弯曲的 铁丝,可以是开放的或封闭的。多重曲线是 由数条曲线以端点对端点组合在一起的曲线。 Rhino 有许多建立曲线的工具,可以建立直 线、由数条直线组成的多重直线、圆弧、圆、 多边形、椭圆、弹簧线及螺旋线。可以使用 数个点做为曲线的控制点建立曲线或建立可 以通过数个点的曲线。


曲面 曲面就像一张有弹性的矩形薄橡皮,NURBS 曲面可以呈现简单的造型(平面及圆柱体), 也可以呈现自由造型或雕塑曲面。Rhino 里 所有建立曲面的指令建立的都是同样的物件: NURBS 曲面。Rhino 也有许多可以从现有 的曲线建立曲面的工具。不论曲面的形状为 何,所有的NURBS 曲面都有一个原始的矩 形结构。即使是封闭的圆柱曲面也是由一个 矩形的曲面卷起来,使两个对边相接所形成 的。两个对边相接后会成为曲面的接缝。如 果看到一个曲面没有矩形结构,它必定是修 剪过的曲面或曲面边缘的控制点汇集成一点。


实体 实体是包含封闭空间(有体积) 的曲面或多重 曲面,在任何情形下建立的封闭曲面都是实 体。Rhino 可以建立单一曲面实体及多重曲 面实体。单一曲面实体是由一个曲面包覆所 形成(例如: 球体、环状体及椭圆体)。可以 开启单一曲面实体的控制点做编辑,改变曲 面的形状。Rhino 用来建立实体基本物件的 指令建立的实体大部分是多重曲面实体(例 如:立方体、平顶锥体、圆柱体)。

网格物件 因为有太多的建模程序使用网格做为渲染、 动画、激光立体成形、视觉呈现及有限元素 分析的物件, 所以Rhino 的Mesh 指令可以 将NURBS 几何图形转换为网格导出,并有 一些可以建立网格物件的指令。


PS:定义Nurbs及网格两种物件的信息完全不同,并 没有简单方法可以将网格模型转换为Nurbs模型,但 Rhino有一些指令可以在网格上画曲线或将网格顶点 及其他信息抽离,作为以Nurbs重建网格模型的参考。


编辑曲线与曲面: 这是一个段落的编辑指令,可以将物件分开、在物件上修剪出洞及组合物件,这 里的某些指令可将曲线与曲线或曲线与曲面组合,将多重曲线或多重曲面分解为 其组成部分。Join、Explode、Trim及Split指令可以同时使用在曲线、曲面及多 重曲面上;Rebuild与ChangeDegree指令以改变曲线或曲面控制点的结构改 变曲线或曲面的形状;此外,每个物件都有设定颜色、图层、渲染材质和其他信 息的属性,Properties指令可用于管理这些物件的属性设定。

变动: 变动以移动、镜像、阵列、旋转、缩放、倾斜、扭转、弯曲、成锥状等方式改变 整个物件的位置、方向、数目及形状。变动指令并不会将物体分散为数个部分, 也不会在物件上修剪出洞。

以视觉分析曲面: 可视化曲面分析指令可以由曲率、相切或其他曲面属性判断曲面的平滑度,该指 令使用Nurbs曲面的评估与渲染技术以假色或反射贴图帮助用户分析曲面的平滑 度,看见曲面的曲率及找出瑕疵的地方。


CurvatureAnalysis 指令使用假色贴图分析曲面曲 率。这个指令可以分析曲面的高斯曲率、平均曲率、 最小及最大曲率半径。 EMap 指令会在曲面上显示看起来像是反射度很 高的金属反射周围景象的贴图,让您可以找出曲面 的缺陷及确认曲面的质量是否达到要求。 fluorescent_tube.bmp 环境贴图模拟反射度很高 的金属反射日光灯管的效果。 Zebra 指令可以在曲面上显示反射斑马纹。是以 视觉检查曲面缺陷及曲面之间的相切或曲率连续性 的方法之一。 DraftAngleAnalysis 指令以假色贴图显示指令启 动时曲面相对于使用中工作平面的拔模角度。该指 令使用的拔模方向是工作平面Z 轴的方向。


组织模型: Rhino有一些协助用户组织工作的工具:图层、群组、图块及分工作业。每一种 工具组织模型的方法各不相同,可以将物件放置在不同的图层,将数个物件群 组后做一个物件选取,将一组物件保存为图块并更新与它关联的物件,分工作 业可以让许多人同时建立一个模型,每个人操作模型的一部分。

批注: Rhino可以在模型中加入尺寸标注、引线、文字区块,尺寸标注也是模型中的一 种物件,而批注点与箭头是另外一种总是正对着视图平面的批注物件。

渲染: 除了着色预览以外,Rhino也可以做有灯光、透明度、阴影、纹理及凹凸效果的 全彩渲染。如果要有真实的渲染效果需用Flamingo一类功能完善的渲染器。如 果未设定物件渲染的颜色、光泽度、反光、纹理贴图、透明度及凹凸贴图,物 件预设是以白色渲染,物件的渲染设定是由属性对话框的材质页面控制。



Pedestrian bridge by Andrey Melnikov

Cable-stay footbridge concept. Designed in Rhino + T-Splines, rendered in 3DMax.


Door by blend

Modeled in Rhino, Rendered in V-Ray


Pantuff Crab by Tolga Toykoc, Genpa Modeled in Rhino, Rendered in Vray completely created from ellipsoids.



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