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标题: Gyroid Surface造型推敲 [打印本页]

作者: 深蓝Ansen 时间: 2015-5-12 18:05
标题: Gyroid Surface造型推敲
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！）

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

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）

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.rhino3d.asia/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

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

最后选中网格，执行 etOptimize 指令模拟拉膜结构

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

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。

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

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

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

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。

关于TS V4 更多内容请点击链接 http://bbs.rhino3d.asia/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？

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

赶快动手练习吧！

作者: ly871108 时间: 2015-5-12 18:10
沙发……很棒的教程！

作者: 筑梦NARUTO 时间: 2015-5-12 20:28
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 (118.72 KB, 下载次数: 236)

134959wegxcc3w38eauf5z.jpg.thumb.jpg (95.18 KB, 下载次数: 214)

134956wttmffi6izz4sxf4.jpg.thumb.jpg (70.97 KB, 下载次数: 264)

作者: simonchen 时间: 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。

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。

作者: 乌龙哥 时间: 2015-5-12 21:03
好赞！

作者: 深蓝Ansen 时间: 2015-5-12 21:09

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

作者: 深蓝Ansen 时间: 2015-5-12 21:11

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~

作者: 筑梦NARUTO 时间: 2015-5-12 21:39

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

作者: lmjs 时间: 2015-5-13 11:15
神人！！！！！动画教程太好了！！！

作者: 咖啡和糖 时间: 2015-5-13 12:34
感谢深大的教程，脑洞大开啊！Rhino越来越好玩了，哈哈

作者: 乌龙哥 时间: 2015-5-13 19:37
我在跟做这个的时候遇到问题执行 etOptimize 指令模拟拉膜结构后，面好像没有办法再切换成多边形模式。

作者: 深蓝Ansen 时间: 2015-5-13 20:47
本帖最后由深蓝于 2015-5-13 20:49 编辑

乌龙哥发表于 2015-5-13 19:37
我在跟做这个的时候遇到问题执行 etOptimize 指令模拟拉膜结构后，面好像没有办法再切换成多边形模式 ...

我觉得你对TS转化的基本概念不够清楚，建议看看这个帖子18楼，你会学到更多，也能解决你的困惑

http://bbs.rhino3d.asia/thread-23463-1-2.html

作者: simonchen 时间: 2015-5-13 20:54

乌龙哥发表于 2015-5-13 19:37
我在跟做这个的时候遇到问题执行 etOptimize 指令模拟拉膜结构后，面好像没有办法再切换成多边形模式 ...

建议你上个图来说明一下所遇到的问题，这样会得到准确的答案

作者: wan88 时间: 2015-5-14 17:50
讲的太好了！又学习了！

作者: Issac 时间: 2015-5-18 15:25
请问这种单元式的图案如何嵌面在球体上面呢

作者: 半醉earth 时间: 2015-5-29 14:37
深大太赞了，望尘莫及啊。

作者: 半醉earth 时间: 2015-5-29 14:51

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

很漂亮啊.

作者: Jessesn 时间: 2015-6-4 22:05

Issac 发表于 2015-5-18 15:25
请问这种单元式的图案如何嵌面在球体上面呢

可以试试 FlowAlongSrf 指令

作者: everybodyscream 时间: 2015-7-9 15:47
弄个账号好麻烦，请问下高手，那个第二步的镜像是怎么做的？我怎么也改变不过来

作者: 深蓝Ansen 时间: 2015-7-19 23:20

everybodyscream 发表于 2015-7-9 15:47
弄个账号好麻烦，请问下高手，那个第二步的镜像是怎么做的？我怎么也改变不过来

你好，能把图片放上来说明看看吗?

作者: yong+tse 时间: 2015-7-19 23:54
感谢，无私的版主！

作者: sputnikttw 时间: 2015-10-12 13:36
C:\Users\SputnikTTW\Desktop楼主我是用的T-Spline 4，但是按教程的步骤还是出现了边缘星点不顺滑的现象，请问如何解决呀？4用什么命令可以解决这个问题？

作者: sputnikttw 时间: 2015-10-12 13:38
做成的截图。。。刚没附上不好意思@深蓝

作者: 深蓝Ansen 时间: 2015-10-18 14:15
本帖最后由 simonchen 于 2015-12-30 13:18 编辑

sputnikttw 发表于 2015-10-12 13:38
做成的截图。。。刚没附上不好意思@深蓝

这里需要更改角落处的拓扑结构

我录制了一段Gif来示意下，希望能够帮助到你。

请点击下面的链接下载：
http://pan.baidu.com/s/1hqvu236

作者: wordspace 时间: 2015-12-11 19:56
谢谢分享

作者: 向阳花 时间: 2015-12-27 23:13
谢谢分享！

作者: hahahaccc 时间: 2016-1-7 10:01
教程很赞啊，很容易懂

作者: frankgt2 时间: 2016-2-25 08:05
藍大v5!雖然不會用還是很嚮往

作者: 流云域 时间: 2016-7-1 11:04
机子装不了TS4，暂且用TS3.5 跟做一个

作者: pollen 时间: 2017-2-20 14:32
大家好！！谢谢各位大大们，我那个ET插件下不了，有哪位大大可以把做好的源文件发给我看看，插件可以发给我吗？非常非常感谢了

作者: pollen 时间: 2017-2-20 14:34
我的邮箱1013202014@qq.com 非常非常感谢

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