第四章課程-原核細胞

三維軟件課程本章內(nèi)容：原核細胞建模3DSoftwareFoundationMAYA

案例分析

虛擬仿真（VirtualSimulation）是指通過計算機建構(gòu)實際系統(tǒng)的仿真環(huán)境，分析和預(yù)測真實世界的行為和結(jié)果。虛擬仿真的實現(xiàn)通常包括建立數(shù)學模型、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)仿真、結(jié)果分析等步驟，當前主要應(yīng)用于訓(xùn)練、教育、測試、設(shè)計等領(lǐng)域。

虛擬仿真實驗越來越多地應(yīng)用到教學中。傳統(tǒng)的課堂教學多是用書本圖文及多媒體展示來傳授知識，學生是被動的受眾。虛擬仿真實驗則可以讓學生按自己的意愿參與體驗，如了解對象的全方位形態(tài)，觀察分解結(jié)構(gòu)，查看觸發(fā)對象在各種狀態(tài)下的不同反饋和發(fā)展等。虛擬仿真實驗有更好的教學效果，學生會更具學習主動性，理解和掌握的知識更牢固。同時，虛擬仿真實驗也拓展了課堂實驗的覆蓋面，讓那些高成本、高消耗或在極危環(huán)境下進行的實驗操作有了可替代的方案。

虛擬仿真的目的是盡可能模擬真實的環(huán)境，擬真的數(shù)字模型是核心要素。如果是現(xiàn)實中的可見物體，則還原物體的真實形狀和材質(zhì)是基本原則，盡量不畫蛇添足地修改加料。如果是較刺激的場景（如醫(yī)學生物內(nèi)臟場景），則物體的形態(tài)和顏色可進行一定的修飾以降低視覺負面感，突出結(jié)構(gòu)和運作原理。

案例分析

原核細胞不是日常生活中能肉眼可見的物體，但其在微觀世界里真實存在。這種有客觀依據(jù)，也有一定創(chuàng)作自由度的建模，需要建模者具備相關(guān)的知識儲備。建模者應(yīng)先查找資料了解原核細胞的基礎(chǔ)構(gòu)成和分解形態(tài)，同時明確虛擬仿真實驗項目中各部件的具體要求（如是否需拆分結(jié)構(gòu)或制作動畫），有整體的制作思路后再進行形象提煉，最后才建模。通過學習，讀者可掌握翻卷管道形態(tài)的建模技巧，鍛煉查找資料、歸納特征的能力。本章要點?虛擬仿真模型“擬真”和“提煉”的平衡。?原核細胞的建模思路。?原核細胞仿真模型的數(shù)字建模。

案例分析

本案例源自虛擬仿真實驗項目：原核細胞的結(jié)構(gòu)。實驗內(nèi)容來自高中《生物》教材，實驗?zāi)康氖鞘箤W生了解原核細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特點。以大腸桿菌為例，原核細胞由細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、擬核、核糖體、鞭毛、纖毛等部分構(gòu)成。原核細胞與真核細胞的主要區(qū)別是，原核細胞雖有DNA集中的區(qū)域，但沒有成形的細胞核；此外，有些原核細胞有鞭毛和纖毛，有助于細菌在液體中游動。課程目標：（1）學習更多的建模命令，嘗試綜合運用建模命令來制作復(fù)雜度更高的模型；（2）培養(yǎng)進行項目分析和構(gòu)建制作思路的習慣；（3）體會制作中合理安排流程次序的重要性（如擬核管道建模時把細化加點和調(diào)節(jié)造型兩個步驟進行調(diào)轉(zhuǎn)測試）。主要命令：布爾、曲面>擠出、編輯網(wǎng)格>擠出。主要知識點：曲線重建、網(wǎng)格面片加路徑擠出管道、曲線加路徑擠出多邊形管道、刪除歷史、改變物體軸心位置、把材質(zhì)賦予物體、Arnold快速渲染。

原核細胞建模

創(chuàng)建一個球體，調(diào)節(jié)點拉成橢圓形，再布爾運算減去上方部位。細胞膜大形建模

原核細胞建模

選擇外側(cè)的面擠出細胞壁形態(tài)，給予著色區(qū)別。細胞壁大形建模

原核細胞建模

頂視圖畫出擬核軌跡，在透視圖調(diào)出上下穿插形態(tài)，重建曲線后進行擠出。擬核建模

原核細胞建模

創(chuàng)建圓盤面片和縱向曲線，用路徑擠出造型。（具體建模過程可參考教材和教學視頻）鞭毛和纖毛建模

西式快餐產(chǎn)品建模

學生作品