Loft模型創建在三維空間中的應用研究

張景峰　王麗芬　陳梅

摘要：Loft模型創建功能極其強大，應用更為廣泛。擠壓建模、斜切建模、旋轉建模等都是由二維圖形經過一定轉換而生成的三維形體的方法。這些建模方式都可以看成是放樣建模的特例。擠壓建模和斜切建模是由截面圖形沿著某法線方向放樣的結果；旋轉建模是由截面曲線或截面圖形繞中心軸切線方向放樣的結果。而放樣建模則是沿著任意曲線路徑上放置若干不同的任意截面圖形而生成的外邊緣輪廓的結果。對于其生成的放樣物體，還可以運用變形工具進行變形處理，從而得到復雜的形狀各異的三維模型。

關鍵詞：Loft建模；三維空間；應用研究

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）02-0225-02

1 引言

放樣（Loft）是造船業術語，是一種古老而傳統的造型方法的描述。古希臘工匠們在造船時，為確保船體的大小，通常是先制作出船體的橫截面，然后利用支架將船體固定進行裝配。最后將支架上橫截面的外圍鋪上船體表殼。因而，一般將船體橫截面隨船體支架逐漸升高的過程稱之為放樣。

在3ds max中，放樣是指在同一路徑上的不同位置放置一個或多個不同的二維圖形，并使這些截面沿著該路徑進行組合而生成一個三維造型。放樣建模與擠壓建模、車削建模等一樣，也是一種將二維圖形轉換為三維物體的造型技術。對于很多復雜的模型，很難用常規的幾何體組合或修改來實現。使截面圖形沿著路徑放樣形成三維物體，在路徑不同的位置可以有多個截面圖形。放樣建模是一種非常重要的建模方式。

2 放樣建模

放樣命令有兩種用法：一種是單截面放樣變形，它是放樣命令的基礎，也是使用比較普遍的放樣方法。只拾取一次截面圖形就可以制作出所需要的形體；另一種是多截面放樣變形，在實際制作過程中，有一部分模型只用單截面放樣是不能完成的，復雜的造型由不同的截面截面結合而成，用于制作較為復雜的幾何形體，在制作過程中要進行多個路徑的放樣變形。

1）創建放樣的截面

放樣操作中，截面的作用顯而易見。它將按照一定的路徑延伸，從而生成三維物體，所以正確有效的創建截面，將直接影響到放樣的成敗。放樣的截面類型可分為三種：非閉合圖形、閉合圖形和復合圖形，使用不同的界面類型，就會得到不同的放樣體。

非閉合圖形充當截面生成的放樣對象只在一個方向可見，適用于只要求單面可見的放樣模型制作中，比如窗簾、幔布等。

閉合圖形充當截面生成的放樣對象是一個三維實體，在各方向均可見。

復合圖形，如果截面有復合圖形組成，則要求不同截面間的嵌套順序應該一致。

2）創建放樣的路徑

放樣操作中，路徑是截面延伸的方向。可以根據需要，創建出多種多樣復雜的路徑，從而達到創建復雜模型的目的。所以正確有效地創建路徑，也會影響到放樣的效果。

放樣對路徑的要求比較簡單，只要不是復合圖形，都可以作為放樣的路徑。放樣中的路徑類型，可以分為：直線、曲線、閉合圖形或者非閉合圖形

3）放樣的方式

在放樣建模技術中有兩種放樣方式：一種是先選中截面，單擊面板上的loft按鈕，再單擊【get path】按鈕，選中路徑，生成放樣物體；另一種則順序相反，先選中路徑，單擊【loft】按鈕，再單擊【get shape】，生成放樣物體。

兩種方式的差別在于生成的放樣物體在視圖中的位置和方向不同。需要采用哪種方式，完全取決于實際需要。室內設計中的墻壁裝飾畫框的制作是單截面放樣變形產生的三維模型，它的制作過程如下：

在前視口選擇【創建】面板中【圖形】中的【矩形】工具制作一定尺寸的矩形，如：60cm×90cm。

在左視口制作截面圖形。截面圖形尺寸的把握，可以借助于矩形。選擇【創建】面板中【圖形】中的【矩形】工具先制作3cm×4cm的矩形，再【創建】面板中【圖形】中的【線】工具，沿著矩形的邊繪制截面輪廓，進入【線】的修改面板，選擇頂點層級，針對不完善的地方在修改面板中通過移動調試頂點來完成。調整完成后，將做為參照的矩形刪除。

選中路徑，執行“創建類”命令中“幾何體”中“復合對象”中的“放樣”命令。在命令面板中，點擊“獲取圖形”，然后選擇左視口中的截面圖形。畫框的幾何體制作完成。如果想再次調整畫框的寬度和花紋的狀態，可以通過調整截面圖形的大小和輪廓形狀來實現。

給畫框附上材質，最終的效果圖就呈現出來。

在這個物體的制作中，路徑就是60×90的矩形，截面圖形就是參照小矩形用直線工具畫出的閉合曲線，這個曲線沿著矩形路徑組合起來，就構成帶有花紋的畫框。

4）Loft放樣變形處理

在運用放樣建模生成放樣物體后，還可通過變形工具對放樣物體進行各種變形處理，從而可創建出形態更為復雜的三維模型。

5種放樣變形工具的主要功能如下：

Scale：給放樣物體施加比例縮放變形，可以將物體的截面沿著X軸或者Y軸方向進行比例縮放，使放樣物體的形狀發生變化。

Twist：可以將放樣物體的截面繞一定路徑旋轉一定的角度，使放樣物體出現扭曲效果。

Teeter：可以將放樣物體的截面繞X軸或Y軸進行旋轉，同時使放樣路徑上的起始截面產生傾斜變形。

Bevel：與scale工具都可以改變截面圖形的尺寸，但不同的是Bevel變形工具是將截面圖形沿著X軸或Y軸進行等量的變化處理。

Fit：擬合變形工具可根據所繪制的物體的輪廓圖形，快速生成任意復雜的幾何模型。

單擊這些變形工具按鈕時，都將顯示相似的調整窗口，窗口的水平長度表示路徑長度的百分比，垂直高度表示X軸或Y軸方向截面的百分比。窗口中一般包含兩條線，紅線顯示X軸的比例，綠線顯示Y軸的比例。在默認情況下，鎖定縱橫比，兩條曲線都定位于100%。

可以直接拖動曲線來修改變形曲線，也可在曲線上的不同位置插入控制點，對這些控制點進行調控，如移動點或控制點的不同類型：Cornet、Bezier Cornet 和 Bezier Smooth。

在多截面的放樣變形中，室內設計中的窗簾、桌布、小到牙膏等，都是通過多截面放樣來完成的。就拿酒瓶的制作為例，它需要兩個截面，它的制作方法如下：

在頂視口制作半徑為15mm的圓和邊長為60mm的圓角正方形，作為放樣對象的截面圖形。

在前視口畫出長度為300mm的矩形，作為放樣路徑的參照，然后用直線工具沿著矩形邊畫出放樣路徑，即瓶子的高度。

選中路徑，然后在【創建】面板中【幾何體】下的【復合對象】里，選擇【Loft】命令，點擊【獲取圖形】，先選擇圓，在【路徑參數】展卷欄中的路徑對話框中將位置定義在在20%處，再次獲取圖形，選擇圓。到此，是制作瓶子的瓶頸部分。

在路徑對話框中，把位置調整到40%處，獲取圖形，選擇圓角矩形，制作瓶身。

進入Loft修改面板，選擇loft的圖形層級，通過【比較】，拾取放樣物體中的截面圖形，通過旋轉場景對象截面圖形，調整瓶頸與瓶身的位置關系。

點擊Loft修改面板中的【變形】展卷欄，選擇【scale】選項，進行瓶子形狀的調整。

最后完成最終效果。

在這個物體的制作過程中，用到了兩個截面圖形，即圓和圓角矩形，而路徑是一條垂直的線，即瓶子的高度。將兩個截面圖形沿著路徑不同的百分比組合起來，再經過放樣命令的變形調整，將最后的效果圖完美地呈現出來。

在現實生活中的不少物體，雖然顯得比較雜亂，但卻有一定的方向性。例如，布匹和絲綢等一類的纖維制品。這類纖維制品都可以通過放樣建模來實現。就像窗簾模型的制作，需要多個截面。它的制作方法是：

在頂視口，選擇【線】工具將初始類型和拖動類型設置為平滑，先繪制窗簾頂部的截面曲線，是非閉合截面圖形。然后以同樣的方法繪制窗簾中部收緊的皺褶截面。

運用【線】工具，在頂視口繪制窗簾束帶部分的截面圖形。

最后運用【線】工具，在頂視口繪制窗簾底部的截面圖形。到此，窗簾的放樣制作過程中，總共需要四個截面圖形。

在前視口，運用【線】工具，畫出窗簾的高度，即放樣中的路徑。

選中路徑直線，在【創建】面板中【幾何體】下的【復合對象】里點擊【放樣】命令，獲取圖形，即窗簾頂端的截面圖形。

在【Loft】面板中的路徑對話框中，將位置定義到45%處，獲取收緊的皺褶截面圖形。

將路徑位置定義到46%處，獲取束帶截面圖形，定義路徑位置51%處，再次獲取束帶截面圖形，定義路徑位置52%處，獲取收緊的皺褶截面圖形，到此，窗簾束帶部分制作完成。

將路徑位置定義到100%處，獲取窗簾底端的截面圖形。到此，用束帶束起的窗簾的形狀基本完成，但與現實生活中的形狀不符，接下來進行調整。

進入Loft修改面板，選擇圖形層級，在前視口中框選窗簾束帶以下部分，用移動工具將圖形位置進行調整到合適位置。

選擇放樣對象，將它進行鏡像操作，復制出窗簾的另一部分。

在窗簾模型的制作過程中，用到了四個不同的非閉合截面圖形。通過在路徑的不同位置獲取的不同截面圖形，貫穿起來，再經過Loft命令面板中對圖形層級的調整，最后將窗簾模型完美地呈現出來。

3 總結

3ds max建模方式門類繁多，技術技巧也層出不窮。其中Loft模型創建功能極其強大，應用更為廣泛。擠壓建模、斜切建模、旋轉建模等都是由二維圖形經過一定轉換而生成的三維形體的方法。這些建模方式都可以看成是放樣建模的特例。擠壓建模和斜切建模是由截面圖形沿著某法線方向放樣的結果；旋轉建模是由截面曲線或截面圖形繞中心軸切線方向放樣的結果。而放樣建模則是沿著任意曲線路徑上放置若干不同的任意截面圖形而生成的外邊緣輪廓的結果。對于其生成的放樣物體，還可以運用變形工具進行變形處理，從而得到復雜的形狀各異的三維模型。所以說，Loft放樣建模在三維空間制作中功能強大，應用廣泛。