基于三維效果的運(yùn)動(dòng)休閑鞋設(shè)計(jì)

基于三維效果的運(yùn)動(dòng)休閑鞋設(shè)計(jì)

dx軟件建模3d建模軟件已經(jīng)在建筑行業(yè)很流行。近年來(lái)，三維建模軟件已被廣泛使用。其表現(xiàn)力比平面軟件更勝一籌,它們不僅能完美表現(xiàn)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意,更能在建模過(guò)程中使設(shè)計(jì)師得到與眾不同的靈感。而后生產(chǎn)者看到的效果圖也是全方位的,作品優(yōu)缺點(diǎn)一覽無(wú)余,節(jié)約了時(shí)間與成本,提高了生產(chǎn)效率。由于其在鞋類(lèi)設(shè)計(jì)中眾多的優(yōu)勢(shì),必然會(huì)成為鞋類(lèi)設(shè)計(jì)發(fā)展的一個(gè)重要方向。在現(xiàn)有主要的三維軟件中,3DMAX,MAYA、RHINO等通用軟件和法國(guó)力克(LECTRA)、英國(guó)達(dá)爾康(DELCAM)等專(zhuān)業(yè)軟件都帶有NURBS建模功能,NURBS是以漂離曲線(曲面)的控制點(diǎn)來(lái)控制曲線(曲面)形態(tài)的一種建模方式,它的優(yōu)點(diǎn)在于可以建立精確流暢的物體表面,其精確度可以達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。本文選擇Rhino作為建模平臺(tái),是因?yàn)镽hino相比其它通用三維軟件,建模功能強(qiáng)大又較易入手;相比力克、達(dá)爾康等專(zhuān)業(yè)軟件,又有低價(jià)和高兼容性等優(yōu)點(diǎn)。Rhino的建模功能強(qiáng)大,但軟件自帶渲染器渲染能力比較弱,往往不能達(dá)到設(shè)計(jì)師的理想效果。在以往,設(shè)計(jì)師往往將模型導(dǎo)出成3dsstudio格式,再導(dǎo)入3DMAX軟件中進(jìn)行渲染,不太方便。本文使用的一款Rhino4.0的渲染器插件———V-RayforRhino直接進(jìn)行渲染,靈活簡(jiǎn)便,效果較好。1rhino4軟件。0用于平臺(tái)體育節(jié)目的建模1.1可選用的地面圖層影響可設(shè)計(jì)的可執(zhí)風(fēng)紋裝件。請(qǐng)看首先,打開(kāi)Rhino4.0軟件,新建一個(gè)以厘米為單位的文件。筆者先建立了線條、鞋底、幫面、鞋里、扣件五個(gè)圖層,各自對(duì)應(yīng)不同的部位。這樣,在單獨(dú)繪制某一物件時(shí),就能不受其它物件的影響。(注:在后面的工作中,還會(huì)因需求而增加新的圖層)運(yùn)動(dòng)休閑鞋的鞋底花紋較有特色,要詳細(xì)表現(xiàn)。在Top視圖上將鞋底的花紋用控制點(diǎn)曲線工具完整繪制出來(lái)。如果直接擠出封閉的平面曲線,由于鞋底是曲面的,與鞋底作布爾運(yùn)算差集后,出來(lái)的鞋底花紋就會(huì)參差不齊。為了讓擠出的形狀與鞋底的曲線幅度相同,要先把繪制出來(lái)的花紋投影到鞋底上,然后選擇鞋底下表面的花紋投影曲線,往垂直方向向上擠出2~3mm,然后選擇擠出的實(shí)體與鞋底布爾運(yùn)算求差集,鞋底的紋理就出現(xiàn)了。用不等距邊緣圓角工具使鞋底的邊緣圓滑,如圖1右下方效果所示。1.2鞋舌的繪制選擇鞋底輪廓曲線,向內(nèi)偏移0.3cm,得到幫面的下輪廓曲線。為了建模過(guò)程中畫(huà)面清爽,可將鞋底的曲面放置到鞋底圖層后,隱藏。常見(jiàn)的幫面是有起伏的,而且各個(gè)部位的起伏都不相同?，F(xiàn)在已經(jīng)有了幫面的下輪廓曲線,剩下的一條路徑的繪制與鞋底的輪廓線繪制方法相同。先在Top視圖上繪制出俯視的形狀,再在Front視圖中繪制出幫面的側(cè)面輪廓曲線,并直線擠出。再將剛才Top視圖繪制出的圖形,投影到擠出的曲面上,便得到需要的第二條路徑曲線,刪除曲面,得到如圖2左上方所示效果。用控制點(diǎn)曲線工具繪制出數(shù)條斷面曲線,再結(jié)合各個(gè)視圖對(duì)曲線進(jìn)行調(diào)節(jié),得到圖2右上方這樣的曲線組。單擊“雙軌掃掠”工具,先選擇上下兩條路徑,再按照一定的方向順序選擇斷面曲線,在彈出對(duì)話框中勾選“封閉成型”,確定后便得到了幫面的基本形狀。如果這個(gè)曲線起伏很不均勻或部分有缺陷,那是斷面曲線繪制不恰當(dāng)?shù)脑?應(yīng)退回修改,再掃掠成形,反復(fù)修改,直到得到滿意的形狀。幫面是有厚度的,單擊表面工具中“偏移曲面”按鈕,把幫面曲面向內(nèi)偏移0.5得到幫面內(nèi)表面,聯(lián)接兩個(gè)曲面后得到幫面實(shí)體,如圖2左下方所示。接下來(lái)繪制鞋舌。運(yùn)動(dòng)休閑鞋的鞋舌在鞋幫的里面,但露出的部分又正好與鞋的口門(mén)相連。建模時(shí),要考慮位置在開(kāi)口下方0.6cm以下,而寬度要大于開(kāi)口,彎曲度要與幫面相符。先用控制點(diǎn)曲線命令繪制出鞋舌曲線組,點(diǎn)擊單軌掃掠按鈕,點(diǎn)擊最長(zhǎng)曲線,再依次點(diǎn)擊截面曲線,在對(duì)話框中調(diào)整控制點(diǎn)個(gè)數(shù),確定后鞋舌曲面就形成了。偏離曲面得到鞋舌實(shí)體,然后倒圓角使鞋舌邊緣平滑,效果如圖2右下方所示。1.3幫面修飾加扣帶作為時(shí)尚的運(yùn)動(dòng)休閑鞋,幫面的裝飾與扣件的搭配很重要的。在這些細(xì)節(jié)的建模上,難度不大,但是需要細(xì)心繪制與耐心調(diào)整。首先,隱藏鞋舌,做一個(gè)長(zhǎng)方體并移動(dòng)、旋轉(zhuǎn),使之與幫面開(kāi)口曲線成平行,如圖3左上方所示。復(fù)制幫面,再粘貼,便有兩個(gè)幫面完成重合在一起。選擇其中一個(gè)幫面,與剛才繪制的長(zhǎng)方體布爾運(yùn)算求交集,幫面上便留下了兩塊用于修飾的條帶。用相同的方法再做出后面的四對(duì)條帶,注意間距相同,成階梯狀置于幫面。由于此時(shí)條紋與幫面依舊是重合在一起的,故將條紋向外移動(dòng)出2~3mm厚度,兩側(cè)倒上圓角。效果如圖3右上方所示?？蹘l的畫(huà)法比較簡(jiǎn)單,先繪制一條曲線,再沿著直線擠出曲線即可。擠出的直線方向應(yīng)與上一步繪制出的條紋頂端方向平行,且長(zhǎng)度一致。有了扣件條的曲面后,偏移曲面得到實(shí)體,并將其全部倒圓角。用相同的方法繪制出后兩個(gè),在繪制最大的扣帶條時(shí),可開(kāi)啟控制點(diǎn)使其上端向下壓一些,達(dá)到扣緊的效果。如圖3左下方所示。用橢圓體工具做好金屬扣子,通過(guò)復(fù)制、旋轉(zhuǎn)后,放置在扣帶條的一端,如圖3右下方所示。這樣,幫面基本裝飾與扣件建模就完成了。1.4幫面中的兩對(duì)面鞋類(lèi)制作時(shí)面料、里料是不同的,表現(xiàn)在模型中分別是幫面的外曲面與內(nèi)曲面,內(nèi)曲面放置在“鞋里”圖層。幫面的分割效果也要表現(xiàn)出來(lái)。首先在Top視圖上畫(huà)出兩條彎曲的曲線,將這兩條曲線投影到幫面的外曲面上,復(fù)制幫面,粘貼到原處。選擇幫面上投影出的兩條曲線,點(diǎn)擊修剪按鈕,分別點(diǎn)擊兩條曲線的兩端,整個(gè)幫面被分為兩塊,用同樣的方法,再次將前幫的曲面分割成兩塊。步驟如圖4所示。選擇部分幫面曲面偏移出0.2mm到0.3mm的厚度,做出層次感,也可以用“圓管”命令在曲面邊緣線做一個(gè)包縫效果的邊,如圖5左方所示。后幫的做法同理。扣帶條上的裝飾與幫面的分割相似。先在Top視圖下畫(huà)出曲線,再投影到扣帶條上,由于此時(shí)扣件條是一個(gè)實(shí)體,那么投影出來(lái)會(huì)在上下兩個(gè)曲面產(chǎn)生兩條曲線。保留上面的那條,向扣帶條內(nèi)擠出1mm左右成為實(shí)體。然后布爾運(yùn)算交集,用扣帶條剪去剛才擠出的實(shí)體,便出現(xiàn)凹槽,倒圓角。在最大的那塊扣帶上,可以加上商標(biāo)或絢麗的花紋,如圖5右方所示。最后鏡像復(fù)制出另一只腳的鞋模型,建模就完成了。2v-ray渲染2.1提出了理想的服務(wù)件由于Rhino不自帶V-Ray,所以需要先安裝好這個(gè)插件。使用V-Ray這個(gè)插件時(shí),首先設(shè)置一個(gè)放置這雙鞋的房間,并合理設(shè)置房間里的光線方向、窗戶(hù)等環(huán)境條件,將鞋子模型放置到房間內(nèi)合適的地方。2.2v-現(xiàn)代設(shè)計(jì)在菜單欄依次點(diǎn)擊:“渲染—目前的渲染器—V-RayforRhino”,將V-Ray設(shè)置為當(dāng)前渲染器。由于設(shè)計(jì)師所需要的設(shè)計(jì)效果各有不同,所以對(duì)V-Ray各參數(shù)的調(diào)整可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行變化。筆者將這雙鞋的面料設(shè)定為漆皮。漆皮的特點(diǎn)是光亮堅(jiān)固,色彩鮮艷,那么在材質(zhì)的設(shè)置中就要考慮些特點(diǎn),根據(jù)需要將V-Ray的設(shè)置進(jìn)行以下修改:(1)全局開(kāi)關(guān)———照明設(shè)備———關(guān)閉:默認(rèn)的燈光與隱藏的燈光;(2)系統(tǒng)———渲染塊區(qū)域———寬度和高度調(diào)為16;(3)攝影機(jī)———關(guān)閉物理攝影機(jī);(4)輸出———輸出尺寸———初調(diào)時(shí)可不變,最終出圖應(yīng)調(diào)整打印尺寸;(5)環(huán)境貼圖———分別點(diǎn)擊全局光與背景后的大寫(xiě)M,將類(lèi)型改成“無(wú)”;(6)圖像采樣器———圖樣采樣器:自適應(yīng)細(xì)分值———反鋸齒過(guò)濾器:開(kāi)啟;(7)真實(shí)蒙特卡洛采樣器———自適應(yīng)數(shù)量改為0.85;(8)顏色映射器———類(lèi)型:線性倍增———開(kāi)啟子像素;(9)間接照明———次引擎———倍增器改為0.8,燈光緩存;(10)發(fā)光貼圖———高級(jí)選項(xiàng)———關(guān)閉多過(guò)程;(11)燈光緩存———計(jì)算參數(shù)———細(xì)分值600;待材質(zhì)基本編輯完成后,在各個(gè)材質(zhì)上點(diǎn)擊右鍵,將各材質(zhì)指定給相應(yīng)的圖層。2.3指定材質(zhì)位置的應(yīng)用如果幫面上要設(shè)計(jì)一些顏色與花紋的變化,就要進(jìn)行貼圖,筆者選擇了圖6的紋樣來(lái)作為貼圖文件,要注意紋樣的像素要盡量高一些。在材質(zhì)編輯器中,選擇漆皮,復(fù)制材質(zhì)一次,在折射選項(xiàng)中,單擊顏色一項(xiàng)后的“m”,在彈出的對(duì)話框的類(lèi)型一項(xiàng)選擇位圖,單擊右邊貼圖文件中的“m”,選擇圖6的路徑進(jìn)行應(yīng)用。選擇需要貼圖的幫面部分,在材質(zhì)編輯器中,右鍵點(diǎn)擊材質(zhì),指定材質(zhì)給對(duì)象,渲染出來(lái)后發(fā)現(xiàn)圖案花紋有些變形,這是因?yàn)橘N圖的投影方式使用的是默認(rèn)的曲面方式。這時(shí)需要選定需要貼圖的幫面曲面,在屬性欄把“物件”換成“紋理映射”,勾選顯示高級(jí)界面,單擊新增,出現(xiàn)通道1,將下方“一般”選項(xiàng)中的“投影”選擇為平面,再單擊上方的“顯示映射器”,在圖中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)虛線框,如圖7所示,通過(guò)2D旋轉(zhuǎn)與3D縮放命令調(diào)整虛線框,就能貼出較為滿意的圖案。用指定材質(zhì)給對(duì)象的方法,可以繼續(xù)改變漆皮的顏色,使其在色彩上和諧統(tǒng)一。最后,在透視圖確定一個(gè)最能展現(xiàn)鞋子特色的視角,在V-Ray選項(xiàng)中將輸入尺寸改成打印的尺寸,最終的渲染效果如圖8所示。3結(jié)論和建議3.1維設(shè)計(jì)要素(1)通過(guò)建模軟件Rhino與渲染插件V-Ray的配合使用,能作出效果較為滿意的鞋類(lèi)三維設(shè)計(jì)效果圖,全方位展示設(shè)計(jì)作品的特點(diǎn)與細(xì)節(jié)。(2)渲染插件V-Ray的使用比起Rhino自帶的渲染效果來(lái)說(shuō),光影更真實(shí),色彩更豐富,層次感更強(qiáng),在表現(xiàn)力上不亞于高價(jià)的鞋類(lèi)三維專(zhuān)業(yè)軟件效果圖。并且Rhino基于NURBS曲面建模的特點(diǎn)使得其兼容性更強(qiáng)。3.2“緩慢”、“精確”的對(duì)比時(shí)后果(1)使用Rhino建模時(shí),通過(guò)工具———選項(xiàng),調(diào)出對(duì)話框,在設(shè)置中將文