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工業設計造型基礎第14課:計算機輔助造型

2016-9-19 22:04:28瀏覽次數:

工業設計造型基礎第14課:計算機輔助造型


注:工業設計公司,以產品設計為主的情況下,基準設計認為pro/e或UG更適合用來做造型。原因有二,一是犀牛這個軟件建模出來的尺寸精度有問題;二是造型出來的模型應考慮與結構工程師的無縫對接。

 

大家好,上一章節講了工業設計實例賞析,下面這一章節的內容由我來為大家介紹,這一章的標題是計算機輔助造型,首先我想大家明確一下計算機輔助造型這個概念,它不同于大家經常聽到的計算機輔助設計,所謂計算機輔助設計,指的是運用計算機這一手段,協助設計師更快捷的完成設計的全過程,包括從前期的造型到結構設計一直到完成模型手板,整個過程都由計算機協助完成,這樣做可以更快捷,更方便。而我們這里要講的計算機輔助造型卻不同于這一概念,相對而言是一個更加單純的概念,指的只是運用計算機協助完成一些簡單造型,主要目的是為了大家可以更快的驗證造型的可能性,并通過可視化的圖片展示出來。

這一章節,將分為以下幾個部分來為大家講解,分別是計算機軟件的概述,運用計算機快速完成一個形態過渡的練習,完成一個“角”的練習以及一個多面體的練習,大家注意一下可以發現,本章節主要是結合了前面大家已經學習過的“造型設計基礎練習”這一章節的內容來講解的。相信大家在前面的章節已經學習到了不少關于造型的理論知識,并看到了一些原來學生完成的造型方面的模型練習,那么在這一章節中,大家可以嘗試運用計算機這一工具驗證一下前面學習過的理論知識。

既然是計算機輔助造型,那么自然離不開三維軟件的幫助,下面我就來給大家大略的介紹一下現在比較流行的三維軟件。大家首先看到的這張界面是名為Rhino的造型軟件,中文名稱是犀牛,這款軟件最大的一個優點就是軟件很小,2.0版本只有十幾兆左右,雖然很小,但造型功能卻十分強大,并且界面比較清晰,如果熟練掌握,基本可以完成任意造型。再來看下一張,這張是solidworks的軟件界面,這個軟件也是一個典型的工業設計軟件,可以完成從造型到結構到出尺寸圖紙的各個過程,使一個相當完善的軟件,并且內部界面清晰明了,也是一個很容易掌握的軟件。接下來的這張是剛進入中國市場不久的LIGHTWAVE的軟件界面,這款軟件綜合了建模,渲染,動畫以及一定的后期處理功能,大家看到的不少的影片中的三維動畫效果不少都是由這個軟件完成的。與之功能相近的還有大家比較熟悉的軟件,如3DMAX,MAYA等。除了上面介紹的這幾個軟件外,還有不少相同功能的軟件,諸如PRO/E,ALIAS,SOFTIMAGE,UG等等。大家只要能夠掌握到這些軟件中的一種,就可以比較好的完成下面的練習,如果之前對三維軟件接觸的比較少的話,大家在學習完本章節后,可以找一些相應的書籍學習,掌握一些建模的基本知識就可以了。

軟件的概述我們就講解到這里,接下來我們通過幾個實際例子,讓大家直觀感受一下計算機輔助造型的特點,首先是完成一個形態過渡的練習,關于形態過渡的一些基本知識,相信大家在前面的章節有所了解,在此就不再贅述,本章節大家需要著重注意的是一些計算造型的特點,我們選用RHINO這款軟件來完成這個練習,首先雙擊桌面的RHINO圖標,打開軟件,大家可以看到如圖所示的一個內部界面。主要部分是四個窗口,分別對應了四個視圖,頂視圖(TOP),右視圖(RIGHT),前視圖(FRONT)以及透視圖(PERSPECTIVE),大家可以通過這四個視圖看到一個立體形態的不同部分。左邊的豎條是主要的工具欄,頂部還有一些常用工具,如打開文件、復制、粘貼等功能。我們選擇頂視圖,雙擊頂視圖左上角使之全屏顯示,這樣大家可以更好的進行操作,點選左邊工具欄中的矩形工具完成一個矩形的繪制,這個基本圖形將作為我們后面的拉升對象。然后仍然雙擊視圖左上角,回到四個視圖的模式,重新選擇透視圖全屏顯示。點選立方體工具中的拉升工具,將先前繪制的矩形向上拉升,成為一個立方體。完成此步驟后,用CTRL+C復制立方體,并粘貼(CTRL+V),這樣我們就有了兩個立方體的造型,將其中一個向上移動一段距離,兩個立方體之間產生一定間隔,這樣基本的兩個形態就完成了。那么這兩個形態之間如何過渡呢?相信大家運用以前的知識,已經想到了幾種可能性,我們選用幾種可能接下去完成。同樣創建一個小一些的立方體,并將之復制三個,構成兩個大立方體之間的連接,這樣我們就完成了一個形態過渡的練習,大家可以看一下立體的三維效果。如果需要修改,我們只需要將修改的部分刪除,再重新創建即可,我們將剛才建立的四個小立方體刪除,恢復到兩個大立方體的狀體,我們運用另一種方式完成之間的過渡,建立一個稍大的扁平體,運用復制粘貼的命令完成七個相同的扁平立方體,連接在兩個大立方體之間,運用工具欄中的旋轉工具將每個扁平立方體旋轉15度,以這樣的方式,同樣完成了兩個形態之間的過渡。通過上面的這個例子,我們看到計算機輔助造型有著自身的無可替代的優點,歸結起來,主要是以下幾個方面,表達快速,我們上面完成的這個例子,如果大家操作熟練的話,完成時間可以控制在五分鐘以內,而如果需要手工完成相同的形態過渡練習,則至少需要一天的時間,所以大家可以看到,表達快速是計算機輔助造型的一個最重要的優點,大家可以用很快的速度用圖形展現出自己的構想。同時,在上面的例子當中,當我們感覺造型不合適的時候,只需要簡單的步驟就可以完成修改。計算機輔助造型的第二個優勢就突現出來了,具有很強的即時修改性。正是因為這種特性,使得這種方法十分適合作造型推敲,研究,大家可以通過完成大量的造型,對比分析,從而找到更合適的形態。那么它的第三個優勢在什么地方呢?在完成造型以后,大家可以旋轉觀察造型,從各個角度審視造型,具有很大的直觀性,這是傳統的草圖模式無法比擬的優勢。

下面我們再用一個例子來說明計算機輔助造型的特點。這也是前面大家學習過的關于角的練習,雙擊打開RHINO,創建三個大小不一的立方體,在建立一個長條的方體,放置在三個方體的中心位置,運用工具欄左邊的旋轉工具,將整個形態傾斜一定的角度,再運用陣列工具圍繞頂點陣列出一個角狀形態,這樣我們就完成了一個“角”的練習, 在完成造型后我們還可以給它附上不同的材質,色調,從而使它呈現出不同的效果。用同樣的方法完成另一個角的練習,將之附上石質材質,大家可以從圖片上看到完成的效果。通過完成這個例子,我們看到計算機擁有的另一個優勢,可以快速表現出不同的材質,色調,這也是傳統手段無法比擬的。

通過例子的講解,相信大家已經對計算機輔助造型有了個初步的了解。也看到了它的諸多優點,但是否就可以說計算機這種手段就可以完全取代原有的傳統方式呢?答案是否定的,我們來比較一下它們之間的優缺點就會明白這個道理,首先來看看手繪草圖的表達方式,這種方法是表達設計師思維的最快捷的手段,可以說是設計師之間交流的基礎,因為很多的關于形態的感受,是很難運用語言來描繪的,最直接的方法就是將形態在紙面上表達出來,這種方法直觀,明晰。是不可取代的,大家可以試想一下,在和其他設計師交流的時候,如果運用計算機這種手段,五、六分鐘才能表達出一個造型,而手繪的方式,在五、六分鐘當中可以完成七、八個形態的表達。顯然計算機在這種快速交流的時候就略顯乏力了。另外手繪的表達方式也是對設計師造型能力的一個訓練,長期的進行手繪訓練,可以使設計師對造型更加敏銳。那么計算機的優勢在什么地方呢?相信前面的介紹,大家已經有了個了解,比較起來,它比手繪的方式最終的效果更加明晰,并且可以從多個角度進行觀察,修改起來也很容易,不必另起爐灶,在對造型分析,研究的時候很實用。最后大家看看傳統的手工制作模型的方法,這種方法雖然有著耗時長,不易修改等等不足之處,但它的優勢也是不可替代的,當形態完成的時候,它的表現能力遠遠超于其他兩種手段,并且它可以讓人們通過觸覺來進一步感受造型,這也是其他手段無法達到的,所以這種方式往往是在最后完成來驗證造型。比較到這里,大家對三種方式的優缺點都有了一定了解,在這里需要強調的一點是,無論那種手段,對設計師來講只是一種工具,并不是設計的全部,真正完成設計的既不是筆,也不是計算機,也不是石膏。而是設計師本人。

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