《SU曲面建模》18節(jié) 孔洞類造型

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老怪《SU曲面建模》系列講座第18節(jié)

孔洞類造型

“孔洞網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”和第8 章的“網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”是兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。本章要討論的“孔洞網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”偏向于“裝飾”，有更多的藝術(shù)性；而第8 章的“網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”偏向于“結(jié)構(gòu)”，有更多的實(shí)用性。

“孔洞網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”大致可分為“規(guī)則孔洞”與“不規(guī)則孔洞”?！耙?guī)則孔洞”形式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程應(yīng)用與SketchUp 建模中都是很常見的結(jié)構(gòu)；創(chuàng)建規(guī)則孔洞網(wǎng)格的方法、工具、技巧也最多?！安灰?guī)則孔洞”網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的孔洞形狀、大小、排列呈“隨機(jī)化”，這種孔洞結(jié)構(gòu)在建筑、景觀、室內(nèi)設(shè)計(jì)中都有大量的應(yīng)用，譬如在穹頂、墻體、隔斷、面裝飾等領(lǐng)域都能看到不少優(yōu)秀的作品。

《SketchUp 常用插件手冊(cè)》第九章分為8 節(jié)，包含多個(gè)小模型，這些實(shí)例看起來(lái)都很簡(jiǎn)單，但是蘊(yùn)含其中的思路與技巧可用于任何行業(yè)與任何規(guī)模的曲面結(jié)構(gòu)與造型。

1，孔洞類造型例

下面展示《SketchUp曲面建模思路與技巧》第章里詳細(xì)討論的幾個(gè)實(shí)例。這些曲拱造型實(shí)例里有“平面”“曲面”“球形”“圓錐曲線”等多種不同的造型。

圖9.2.2　生成孔洞曲面

圖9.3.1　六面網(wǎng)格廣告塔

圖9.4.5　生成骨架與膜

圖9.5.3　彎曲的泰森多邊形（圓錐曲線）實(shí)體

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圖9.5.4　泰森多邊形（圓錐曲線）圓滑的實(shí)體

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圖9.5.5　與模型匹配的泰森多邊形（圓錐曲線）實(shí)體

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圖9.6.4　面轉(zhuǎn)組件

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圖9.8.2　孔洞網(wǎng)格應(yīng)用示例1

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圖9.8.3　孔洞網(wǎng)格應(yīng)用示例2

2，造型工具概述

各種孔洞網(wǎng)格在實(shí)際工程應(yīng)用中是很常見的結(jié)構(gòu)；在SketchUp 里創(chuàng)建各種孔洞網(wǎng)格的方法、工具、技巧也有很多。本章要介紹一些創(chuàng)建孔洞網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的基本思路與技巧。

上面展示的實(shí)例中，除了SketchUp 的原生工具外，還要用到以下插件。

（1）Curviloft（曲線放樣，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》5.3 節(jié)）

（2）JointPushPull Interactive（聯(lián)合推拉，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》2.7 節(jié)）

（3）1001bit tools（建筑工具箱，見《SketchUp常用插件手冊(cè)》6.1 節(jié)）

JHS Powerbar（ JHS超級(jí)工具條，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》2.3 節(jié)）

（4）（5）Selection Toys（選擇工具，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》2.8 節(jié)）

（6）fl owify（曲面流動(dòng)（曲面裱貼），見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》5.16 節(jié)）

（7）Soap Skin & Bubble（肥皂泡，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》5.9 節(jié)）

（8）Truebend（真實(shí)彎曲工具，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》5.27 節(jié)）

（9）Unwrap and Flatten Faces（展開壓平，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》4.3 節(jié)）

（ 10）2DBoolean（2D 布爾，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》3.5 節(jié)）

（11）Shape Bender（形體彎曲，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》5.28 節(jié)）

（12）Raylect ron Platonic Solids（柏拉圖多面體，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》3.4 節(jié)）

（13）Extrude Tools（曲面放樣工具包，見《SketchUp常用插件手冊(cè)》5.1 節(jié)）

（14）S4U To Components（ S4U 點(diǎn)線面轉(zhuǎn)組件，見《SketchUp常用插件手冊(cè)》3.2 節(jié)）

（15）Compo Spray （組件噴射，見《SketchUp 常用插件手冊(cè)》4.6 節(jié)）。

（16）Voronoi + Conic Curve 泰森多邊形和圓錐曲線《SketchUp 常用插件手冊(cè)》5.10節(jié)

3，孔洞類建模例（模型匹配的泰森多邊形）

《SketchUp 常用插件手冊(cè)》 5.10 節(jié)介紹過(guò)一組兩個(gè)配合使用的插件，即Voronoi XY（泰森多邊形）和Conic Curve （圓錐曲線），或Voronoi + Conic Curve 泰森多邊形和圓錐曲線，但凡是用過(guò)它們的SketchUp 用戶，很少有滿意的。主要原因在于這些插件只能根據(jù)很少的參考點(diǎn)生成非常有限面積的泰森多邊形（圓錐曲線），所以很難形成實(shí)用規(guī)模，直接影響它們的使用價(jià)值。本節(jié)介紹的方法則完全不受上述的影響，幾乎可以得到?jīng)]有限制的泰森多邊形（圓錐曲線），下面就介紹這個(gè)引人入勝的方法。

3.1. 獲取泰森多邊形（圓錐曲線）平面與應(yīng)用

（1）在SketchUp 里繪制一個(gè)矩形（也可以是任何形狀）創(chuàng)建群組。

（2）選擇“文件”→“導(dǎo)出”→“三維模型”→“指定導(dǎo)出為OBJ 文件”命令，再指定導(dǎo)出文件的保存位置。在指定的位置會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)文件，一個(gè)是OBJ ，另一個(gè)是MTL（材質(zhì)，也可指定不導(dǎo)出）。

（3）現(xiàn)在請(qǐng)?jiān)诰W(wǎng)絡(luò)瀏覽器地址欄中輸入https://www.voronator.com/，這是位于法國(guó)一個(gè)專門為（3D 打印）生成泰森多邊形（圓錐曲線）而設(shè)立的公益網(wǎng)站，可為我們所用。

（4）打開該網(wǎng)站后的首頁(yè)如圖9.5.1 所示，單擊①所指的按鈕，上傳剛才保存的OBJ 文件（如果有MTL 文件，可不予理會(huì)），可接受的其他格式見紅字的中文說(shuō)明。

（5）單擊圖9.5.1 ②所指的“高級(jí)選項(xiàng)”后，展開③④⑤ 3 個(gè)下拉列表框，詳細(xì)說(shuō)明如下：

③有兩個(gè)選項(xiàng)，即PLY 與STL，注意SketchUp 只能接受STL；

④有低、中、高3 種選擇，測(cè)試時(shí)建議選擇Less holes（更少的洞），見圖9.5.1 ④；

⑤有4 種選擇，除了平面外還有3 種厚度，建議先選擇第一種Plane only（平面）。

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圖9.5.1　泰森多邊形（圓錐曲線）參數(shù)設(shè)置面板

（6）完成以上的設(shè)置后，單擊Start 按鈕，開始生成，請(qǐng)耐心等待，直到看見瀏覽器提示保存。此時(shí)，要注意把生成的STL 文件下載保存到一個(gè)容易找到且不易忘記的位置。

（7）現(xiàn)在選擇“文件”→“導(dǎo)入”命令，指定導(dǎo)入之前保存的STL 文件。

（8）導(dǎo)入后的結(jié)果如圖9.5.2 所示，圖中是用3 種不同的孔洞密度、兩種不同尺寸生成的泰森多邊形+ 圓錐曲線的結(jié)果，可以在本節(jié)的附件里找到并使用它們。

（9）https://www.voronator.com/ 位于法國(guó)，很多SketchUp 用戶可能無(wú)法訪問(wèn)，不過(guò)圖9.5.2所示的6 個(gè)模型足以應(yīng)付絕大多數(shù)SketchUp 建模所需，使用方法如下。

a 繪制想要的形狀，如一個(gè)花瓶的形狀（平面）。

b 把畫好的花瓶平面與圖9.5.2 所示的某個(gè)群組重疊在一起。

c 調(diào)用2DBoolean（2D 布爾）工具，裁切出需要的一塊。

d 全選裁切出的一塊，選擇JHS 工具欄的Face fi nder（生成面域）。

e 接著可以用各種工具彎曲變形與推拉出所需的形狀。

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圖9.5.2　3 種不同孔洞密度的泰森多邊形（圓錐曲線）

3.2. 彎曲加工有厚度的泰森多邊形（圓錐曲線）實(shí)體

（1）全選圖9.5.2 中的任一群組，調(diào)用JHS 工具欄的Face fi nder（生成面域）。

（2）拉出所需要的厚度（也可以彎曲以后再用聯(lián)合推拉工具拉出厚度）。

（3）還可以用其他工具加工出所需的形狀，如圖9.5.3 所示。

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圖9.5.3　彎曲的泰森多邊形（圓錐曲線）實(shí)體

3.3. 獲得有厚度和圓滑的泰森多邊形（圓錐曲線）實(shí)體

想要獲得圖9.5.4 所示的多孔圓滑實(shí)體，可以用圖9.5.3 所示的多孔平面為基礎(chǔ)，在SketchUp 里拉出厚度后再用各種有“細(xì)分平滑”功能的工具加工而成，但是最簡(jiǎn)單的方法還是直接在https://www.voronator.com/ 生成，操作過(guò)程如下：在圖9.5.1 ④里選擇好孔洞的密度，再在圖9.5.1 ⑤里選擇生成實(shí)體的厚度（有3 種不同的厚度可選），圖9.5.4 所示是最薄的

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圖9.5.4　泰森多邊形（圓錐曲線）圓滑的實(shí)體

3.4. 與模型匹配的泰森多邊形（圓錐曲線）實(shí)體

想要獲得圖9.5.5 所示與模型匹配的泰森多邊形（圓錐曲線）實(shí)體，只能登錄到https://www.voronator.com/ 去完成，請(qǐng)按以下步驟操作，整個(gè)過(guò)程可能需要長(zhǎng)時(shí)間的等待。

（1）在SketchUp 里創(chuàng)建好模型，為求簡(jiǎn)單，圖9.5.5 僅做了兩個(gè)最簡(jiǎn)單的圓環(huán)和方環(huán)。模型完成后，選擇菜單“文件”→“導(dǎo)出”→“三維模型”命令，指定導(dǎo)出為OBJ 文件，再指定導(dǎo)出文件的保存位置。

（2）在瀏覽器中打開https://www.voronator.com/ ，出現(xiàn)如圖9.5.1 所示的界面，在圖9.5.1 ①中導(dǎo)出剛剛保存的OBJ 文件（不用管另一個(gè)MTL 文件）。

（3）單擊圖9.5.1 ②，彈出高級(jí)選項(xiàng)，注意在圖9.5.1 ③里一定要選擇STL，在圖9.5.1 ④里選擇孔洞的多少，沒(méi)有十分必要請(qǐng)選擇Less holes（更少的洞），最后在圖9.5.1 ⑤里選擇生成實(shí)體的厚度。

（4）單擊圖9.5.1 ⑥所示按鈕即開始進(jìn)入生成過(guò)程，請(qǐng)耐心等待，直到出現(xiàn)保存界面，這個(gè)過(guò)程有時(shí)需要等待15min 甚至30min，沒(méi)有足夠耐心等待的話，在生成的等待過(guò)程中可隨時(shí)結(jié)束，回到初始界面。