計算機三維建模技術在陶瓷茶具設計中的應用研究

林勝（廣西機電職業技術學院，廣西南寧530007）

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計算機三維建模技術在陶瓷茶具設計中的應用研究

林勝
（廣西機電職業技術學院，廣西南寧530007）

摘要：本文首先分析計算機建模軟件3DS MAX的建模技術，將陶瓷茶具作為創作模板，詳細介紹了在設計陶瓷茶具時，計算機建模軟件的作用，以及對陶瓷茶具設計的輔助，以期計算機建模技術能夠為陶瓷設計產業提供更大的幫助。

關鍵詞：計算機；三維建模技術；陶瓷茶具；設計研究

筆者就以陶瓷茶具設計這一角度出發，詳解3DX MAX計算機建模技術在該行業的作用。

1　3　DX MAX計算機建模技術

當下，3DS MAX作為計算機中全面的建模軟件，含有多種建模方法，相關設計者不但可以使用該軟件當中自帶的幾何模型，也可以自行創建基礎模型甚至高級模型。在3DS MAX軟件當中，無論建立什么樣的模型都能從二維平面或三維立體角度著手，建立基礎模型過程也可以理解成以二維平面的方式構建有關造型的技術方式。使用圖形與各樣式曲線構建二維圖形，利用數學中常見的平面直角坐標系對圖形進行相關表達。

它的具體構建方式是：利用圖形畫板構建模型的二維平面，修改面板當中的相關數據以此構建較為繁瑣的二維模型。將構建好的二維模型通過擠壓、放樣、旋轉等方式使其變成立體的三維空間造型。

高級建模即從三維立體空間開始進行模型的構建，使用基礎模型、平面、格子圖、局部細化和變形等方式設計三維立體空間模型，常用數學中的空間直角坐標系對物體記性相關的表達。它的構建方式是：使用3DS MAX軟件中內設的標準三維空間形體，以此作為藍本，開展空間模型的造型設計工作。使用復合模型設計復合造型，并且可以使用多邊形的網格、平面、NURBS設計較為復雜的立體造型。

在開始進行模型設計之前，需要清楚陶瓷茶具主要是以哪些部分加以拼湊而成。其中茶壺是由壺底、壺身、壺蓋、圈足這四部分組合而成。其中壺蓋中含有孔、鈕、蓋、座這四個小部分，壺身有壺嘴、茶壺把、腹、流、還有過濾等環節。茶杯有杯身、杯口、唇墻、杯底、杯把等環節構建而成。除此之外茶具還包括了有茶海、茶葉罐、茶杯等。雖然茶具中的造型大同小異，但這些茶具的造型可以表現得千姿百態，利用計算機建模技術也可以利用多種建模方法創造出相似的模型，接下來筆者就把陶瓷茶具在進行造型設計時常用的建模方法進行解析。

2　使用基礎建模方式進行陶瓷茶具設計的技術解析

2.1車削建模

在中軸線對稱造型的構建當中，很多陶瓷茶具的造型設計時都喜歡使用車削建模。例如，圓形的茶杯、茶壺等。車削建模命令是設計師進行陶瓷茶具設計時所使用頻率次數較高的一種命令，它的創建方式如下。

首先，需要畫出茶具當中對稱物體的剖面圖，并畫出這個曲線的一半。在進行剖面的繪畫時，可以使用計算機建模軟件中的曲線設計器對這些曲線進行數據的修改和布爾運算。在判定旋轉的方向與角度以后讓該剖面曲線朝著中心軸進行旋轉，從而就可以構建成一個對稱的立體三維模型。在制作完畢以后，還可以增加一些細節的修改指令，以此豐富該陶瓷茶具模型的豐富性。

2.2擠壓建模

以朝著相同方向拉長橫截面，并且橫截面的形態不會發生變化的三維物體，均可以使用擠壓建模的方式進行陶瓷茶具的造型設計。其具體的創建方法是：首先描繪出需要進行設計的陶瓷茶具截面的圖像，使用曲線設計器對陶瓷茶具的截面圖形進行數據糾正或者布爾運算。在判定該模型的拉伸長度以后，讓截面圖像朝著它的法線方向開始擠壓。這樣就可以構建成一個陶瓷茶具的三維立體模型了。在陶瓷茶具的設計當中，一些壺鈕、壺把在進行造型設計時都可以運用該種建模方式。

2.3放樣建模

在陶瓷茶具進行設計時，放樣建模的運用相較于上文提到的兩大建模方式，它的使用則更加頻繁。它是由兩個或以上的二維平面造型拼湊成為一個三維造型，就是依靠每一個二維平面進行橫截剖面，以此組合成一個立體的三維造型。放樣建?？梢越忉尀榘押芏嗟亩S平面的造型依靠一個精細有序的組合排列方式構建成一個三維空間的立體造型。用構建一個橫截面是圓形的茶壺把作為例子，首先需要畫出相應的曲線作為該模型的路徑，再利用曲線設計器對該曲線的數據進行相應的調整，接下來還需要描繪出一個截面圓形，需要先針對路徑進行甄選，點擊放樣按鈕，接下來點擊獲得圖形，選定圖形合成放樣的壺把的造型。還可以選定截面，點擊放樣鍵，在選擇獲得路徑，依靠路徑生成相應的造型。在此之后，可以進入修改界面利用曲線設計器對該造型進行縮放、扭曲等造型設計，創造出更加多樣化的陶瓷茶具形體，放樣建模在一些較為另類的茶壺造型中會被廣泛使用。

3　使用高級建模方式進行陶瓷茶具設計的技術解析

計算機建模軟件3DS MAX之中，一共有三種高級建模技術，分別為多邊形建模技術、平面建模技術和NURBS建模技術。這三種建模技術各有所長，但在陶瓷茶具設計時，以多邊形建模技術的使用最為廣泛，因此本文將重點講解多邊形建模技術。

計算機建模技術已經早早融入陶瓷茶具設計，高級建模技術中的多邊形建模技術仍是在陶瓷茶具設計時最為常見也最為經典的建模方法，其原因在于多邊形建模技術往往在進行陶瓷茶具建模時顯示的層次分明，非常直觀、便于理解。并且在進行陶瓷茶具設計時，對于數據的修改也非常簡便。因此，多邊形建模技術往往在陶瓷茶具設計行業有著得天獨厚的優勢。細說到3DS MAX軟件之中，使用多邊形建模技術主要依賴于兩大命令，分別是可編輯多邊形與可編輯網格。這兩大命令在面板數據上較為相似，只不過在多邊形的意義判定上有所不用。可編輯網格將二維平面圖形劃分成三角形，而可編輯多邊形卻是把平面多邊形分類為四邊形。這兩種命令對于網格進行的相關操作中，方法其實是一樣的。但是，多邊形編輯在絕大多數的情況下具有更高的工作效率，伴隨著計算機多邊形編輯技術的飛躍，其工程都遠遠超過了編輯網格，逐漸成為多邊形建模當中最為重要的工具。因此，在陶瓷茶具設計建模軟件設計當中，可把它直接設定為可編輯多邊形。多邊形建模法也被叫做實體建模法，在進行陶瓷茶具建模時主要有兩種思路。

3.1這種建模方法有點相似于素描的繪畫方式，即把全部形體描繪較為繁瑣的物體都歸納成形態較為簡單的立體幾何造型，如長方體、圓柱體等。在對這些簡單的立體幾何造型進行塌陷處理之后，再利用多邊形編輯，對這些圖形進行相關的雕刻打磨工作。

3.2第二種是把二維平面轉變成三維立體造型之后進行塌陷處理，再進行多邊形編輯，并針對相應造型進行雕刻打磨工作，所運用的“雕刻打磨”的方式完全相同。

在多邊形建模技術當中，使用頻率最高、同時也是操作最為簡單基礎的工具就是插入和擠壓工具，可以對任何幾何造型開展塑造。例如將圓柱體作為例子，設定很少的邊數，將其塌陷成為可編輯多邊形之后，對該圓柱的上面一部分應用面通過插入后再擠出，在此之中可以多次下達擠出指令，修改擠出的長度值，以此獲取到正負值長度的擠壓為完全形態的陶瓷茶具的壺嘴模型。當陶瓷茶具的相關的數據進行調整完畢之后，就需要針對這些茶具中的微小細節加以雕琢。在此過程中，需要將模型的精準程度提高，進入對陶瓷茶具的點、線、面之外的層次的調試。在這過程當中，相關設計師可能會經常下達的指令有移除、連接、目標連接等。其中目標連接的指令下達通常會使在陶瓷茶具設計中對于壺把的設計上，為了讓陶瓷茶具增添更多的設計元素，陶瓷茶具設計師可能會針對茶具中的某些微小的細節，對于茶具模型中的某一些面進行再切割，切割指令可以用來對面直接進行劃分。除此之外，若陶瓷茶具設計師需要設計出一套較為圓潤明朗的陶瓷茶具造型，還可以在茶具模型的邊緣處切割出一條直線，再利用平滑修改器下達相關指令，就可以得到一個造型相對圓潤平滑的陶瓷茶具造型了。

整體看來，設計師使用計算機建模技術設計相關的陶瓷茶具的大致過程就是先創建一個基本形體，之后利用線與面的切割屬性，進行相關的插入擠出面工作。這個過程之中，對于相應數據的調整一直貫穿其中。計算機建模工技術其實較為簡單，但需要考驗相關設計者對于該軟件各個功能操作的熟練程度。

4　常用的輔助指令

4.1布爾運算

布爾運算屬于三維形態組成的特殊形式，因此可以在二維平面與三維立體空間中構建中使用布爾運算。它的構建方法是依靠兩個相對閉合的造型之間的交集和并集計算，而構造出新的物體造型。它的原理其實就是數學思維中的交集、并集的聯合計算，在陶瓷茶具的設計當中，對于茶具的不同，增加造型等多采用布爾運算指令。

4.2凹凸貼圖

它是一個較為另類的建模方法，它的完成是來源于所建模型的材料進行決定，依靠三維立體空間之中模仿粗糙表面的技術，將材質給予立體空間模型，并依賴光線的渲染進行處理。該建模技術通常是陶瓷茶具上的浮雕樣式進行雕琢時，會運用到這種建模方法。其操作方法為，首先在平面軟件中設計相關的色彩層次明顯的藝術裝飾紋樣，表現的凹凸效果手法則是依照圖像的不同原色而產生。如黑色代表突起，白色則代表凹陷。之后，在建模軟件中，下達相關的粘合指令，并使用坐標設計器對相關數據參數進行修改就可以了。

5　結束語

在使用計算機建模技術進行陶瓷茶具設計時，相關數據的變更給茶具的造型帶來了更多難以預估的變化。因此，使用計算機建模技術，不但可以在幫助設計師構建茶具的相關模型，還往往可以激發設計師的靈感，創造出具有藝術性的作品。

參考文獻

[1]鄧石蘭.3DSMAX建模技術在陶瓷茶具造型中的應用分析[J].陶瓷科學與藝術,2013(1）:14-17.

[2]李丹,劉莉,劉玉璟.計算機虛擬技術在陶瓷包裝設計中的應用[J].中國包裝工業,2013(3X）:66-66

[3]鄧石蘭.基于3DSMAX的陶瓷茶具產品仿真模型技術探討[J].佛山陶瓷,2013(12）:46-47.

作者簡介：林勝（1973-），女，廣西北流人，雙學士，副教授，工程師，研究方向：機械制造及其自動化的研究與教學。