请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

[教学] Gyroid Surface造型推敲

[复制链接]
956128 深蓝Ansen 发表于 2015-5-12 18:05:53 楼主
本帖最后由 深蓝 于 2015-5-12 21:17 编辑

Hello,大家好!

今天要和各位探讨的是 Gyroid Surface 使用T-Splines制作的流程,Gyroid Surface全称 The Gyroid Triply Periodic Minimal Surface ,它是一类极小曲面。关于极小曲面的概念与相关文献,感兴趣可以点击这里阅读

关于Gyroid Surface,可以阅读以下两篇内容:

极小曲面是满足某些特定条件下表面积最小的曲面,要通过算法生成形态,我们使用Rhino或者其他软件只是从造型的角度去
反推敲这类形体的建模方法。

学习本教学之前你首先要安装好T-Splines(建议使用4.0版,教学结尾会解释使用T-S 4.0在本教学中的优势),还需要安装Evolute Lite 版本
(请点击软件名称了解更多内容并下载安装)



遇到这类造型,每个人的切入点都不同,既然是形体的反推敲,那么我分享下之前的推敲过程作参考:

1.”拆解“造型,找到造型单元



2.这个造型不是简单的矩形阵列,需要继续“拆解”,找到单体需要在三维空间内重复排列,因此,要找到单元体对接的边缘线,这一点很重要!



3.绘制一个正方体,然后在其表面上绘制圆弧,并且使用变动工具(推荐使用Rhino的三点定位工具 指令:Orient3Pt)将圆弧复制到其他的表面上:



空间关系示意:



4.接下来要将使用六个4边面将这个单元体拼接起来,考虑到曲面之间要光滑过度,直接使用Rhino会花些时间来调整。

使用T-Splines 的附加面工具指令: tsAppend)绘制基础曲面,这个工具的好处是mesh能够自动融合到一起,不需要后期再做焊接(赞!)

2015-5-12 14-19-04.png




5.这一步并不是必须要做,若嫌啰嗦就直接跳过它看第6步吧~

我们要用到EvoluteTools ,干嘛要用它呢,请往下阅读:

通过第4步得到的单元体控制点比较少,如果我们希望它的边缘弧度能够尽量贴齐之前绘制好的圆弧,就必须对这个多边形增加Edge来拟合

我们可以直接使用TS的精确细分工具(图标左键
指令: tsSubdivideFaceExact)对所有的mesh全局细分一次增加面数

2015-5-12 14-40-40.png

再将之前的圆弧重建(
指令:Rebuild)为1阶5个CV的折线,将多边形外露边缘的顶点移动到这些折线的端点处(要避免误操作,保证它能够与后面其他的单元精确对接起来)

A00.png



这样做完转为曲面后并不一定光滑,因此要用到EvoluteTools做优化(方法可以参考http://bbs.shaper3d.com/thread-24736-1-1.html

操作步骤如下:

先执行 etSetVertexFixed 锁定网格边缘处的所有顶点,不固定的结果自己尝试下就知道了

2015-5-12 16-40-56.png
16-4.png

然后,执行
etOptionsImportance 指令,设置拉膜变形参数 FairnessSprings(F)=1

2015-5-11 23-06-25.png

2015-5-11 23-07-35.png

最后选中网格,执行  etOptimize 指令模拟拉膜结构

2015-5-11 23-08-09.png



网格会有变形,因为ET调整了中间一些顶点的位置,类似于把一张膜内部撑起来,多执行几次,如果看到下图的提示就不用优化了

2015-5-11 23-12-41.png

为了对比优化前后的结果,我将这个网格的面数再次增加,然后做优化,最后借助TS将其转为NURBS曲面,从下图中可以明显的看到右侧曲面内部曲率分布比较均匀。

16-5-6.png


6.镜像(GIF中的灰色平面是参考用的镜像平面)







这一步操作是要将蓝色和黄色的网格分别关于1.2两个平面做镜像,要做两次

17-999.png



7.复制,将四个单元体分别按照正方体体对角线的方向复制一份

19.png


19-2.png

结果示意:


8.焊接顶点(指令: tsWeld),这样得到的网格才是Gyroid Surface的单元体

2015-5-12 17-21-03.png

19-5.png

9.后面的步骤就是做矩阵,记得阵列完要焊接。过程比较简单,实际上就是倒回第1,2步了。


总结下:这个例子利用了TS V4的改进项:

之前版本的TS建模时边缘星点会使模型不能完全光顺,但是TS V4版本将这个问题解决,这也是新版TS最重要的改进项。

V4.png

关于TS V4 更多内容请点击链接 http://bbs.shaper3d.com/thread-25211-1-1.html 阅读


最后请思考,使用前面的流程做出的结果如下图中左边的模型,如何制作右边的模型呢?

2015-5-12 9-50-03.png


关于Gyroid Surface造型的扩展与应用:

请尝试用不同形状的曲面去切割这个造型,会得到更多丰富的形态:





感兴趣的朋友还可以制作壁厚,3D打印

2015-5-8 10-26-55.png

b01.jpg

赶快动手练习吧!

评分

参与人数 2技术 +8 坛币 +20 收起 理由
simonchen + 4 + 10 感谢深版提供这么棒的思路!辛苦了
Jessesn + 4 + 10 赞一个!

查看全部评分

关于大陆地区Rhino原厂培训中心
ly871108 发表于 2015-5-12 18:10:39
2
沙发……很棒的教程!
筑梦NARUTO 发表于 2015-5-12 20:28:58
3
本帖最后由 筑梦NARUTO 于 2015-5-12 20:33 编辑

深大的教程真是给力,又学到不少,,,以前在用千足虫插件的时候做过一个类似造型的东西
135003mrfafw4rlmrkkwir.png.thumb.jpg
134959wegxcc3w38eauf5z.jpg.thumb.jpg
134956wttmffi6izz4sxf4.jpg.thumb.jpg

评分

参与人数 2坛币 +5 收起 理由
深蓝Ansen + 3 感谢分享!
simonchen + 2 赞一个!又多了一个方法

查看全部评分

simonchen 发表于 2015-5-12 20:39:36
4
深大展示了一个非常清晰的构建思路,并且图文动画并茂,十分赞。


现在终于清楚了手工做这类造型的决窍和流程,接下来只剩动手体会学习了。


感谢深版无私分享秘籍和辛勤的劳动果实。

乌龙哥 发表于 2015-5-12 21:03:30
5
好赞!
 楼主| 深蓝Ansen 发表于 2015-5-12 21:09:37
6
筑梦NARUTO 发表于 2015-5-12 20:28
深大的教程真是给力,又学到不少,,,以前在用千足虫插件的时候做过一个类似造型的东西

NARUTO兄过奖了,那个“小烟囱”我也有用过,你提供的是标准的极小曲面的计算方式

为了让不懂算法的朋友们能了解这种形体的几何构造,减少对这类形体的恐惧,这才花了点时间把自己的思路讲一讲,希望帮到大家了
 楼主| 深蓝Ansen 发表于 2015-5-12 21:11:52
7
simonchen 发表于 2015-5-12 20:39
深大展示了一个非常清晰的构建思路,并且图文动画并茂,十分赞。

Simon兄过奖啦,数学之美是值得我们去探索的呀,哈哈~
筑梦NARUTO 发表于 2015-5-12 21:39:35
8
深蓝 发表于 2015-5-12 21:09
NARUTO兄过奖了,那个“小烟囱”我也有用过,你提供的是标准的极小曲面的计算方式

为了让不懂算法的朋 ...

教程很有帮助
lmjs 发表于 2015-5-13 11:15:08
9
神人!!!!!动画教程太好了!!!
咖啡和糖 发表于 2015-5-13 12:34:57
10
感谢深大的教程,脑洞大开啊!Rhino越来越好玩了,哈哈
*滑动验证:
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册成为会员

本版积分规则