相信大部分從事建築模型製作的同行,開始建模的時候都是從 <線-擠壓> 這種方法來製作大部分模型的,但是過程中會出現很多的困惑,經常出現一些不只是擠壓就可以輕鬆解決的問題.希望這個博文能給對於建築模型建模有迷惑和想要尋求新方法的同行們一點幫助。
Ps:純新手向,大神們勿看~,有說錯的,小弟曲解的地方還請指正~
PS2:本文提及的建築模型師,僅從軟件技術運用層面上來講.不討論關於本職業應該涉及的其他技能和素養
PS3:鑑於3Dmax的Nurbs過於鬧心,本文僅討論多邊形~
很多人會認爲建築建模只是個重複機械勞動的體力活,因爲只是重複的描線à擠壓àedit meshà拉點拉線.確實,在對於常規的建築模型.方方正正的體塊堆砌起來的一個建築.這種方法是再常用不過的了.
當你看到一位雙眼呆滯的模型師在迅速的操作着3Dmax,但是你發現重頭到尾,他只是一直在重複着擠壓與描線,然後抱怨着要加班了.
上面所說的並無嘲笑之意,我想說的是,只懂用擠壓,被擠壓束縛着,僅限於用擠壓的思維來建模的一個軟件操作者是很難成爲一個優秀的建築模型師的.
或者其實我們可以用更輕鬆更有效更節省時間的方法來代替機械的體力勞動？
在這之前讓我們來看下我們一直在接觸的“模型”到底是怎麼回事，在3Dmax裏面又是如何存在的。
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大部分時候,我們製作的模型是服務於渲染的，在3Dmax中,無論模型是用什麼方法制作，或者是由各種修改器堆棧而構成，在渲染的時候都會被轉化爲mesh(網格)再被程序所計算,而mesh和nurbs是3Dmax的兩大模型構成方法(似乎還有patch？)。
在3Dmax版本更新演變過程中，mesh有了更高級更方便的替代品---polygon，poly是max建模比較主流的一種方法，有各種方便的工具用於建模和修改，你會發現擠壓也在其中,也就是說擠壓只不過是這個完善全面的建模工具中的一個功能，只不過它被獨立拿出來做成一個修改器，便於僅需要擠壓的線來使用罷了。既然有這麼多方便的工具和方法，我們爲什麼不選擇更高效更優秀的來使用呢？
首先我們來看下所謂的polygon到底是什麼。
通過百度,可以得到polygon的含義爲:
1、polygon：名詞多邊形、多角形
2、指多邊形函數
3、用多變形函數畫一個由直線組成的、有兩個以上頂點的多邊形，並用當前畫筆畫多邊形輪廓，
用當前畫刷和多邊形填充模式填充。
可以看到polygon(也就是多邊形)的解釋，套用在3Dmax裏面的話,幾乎可以認爲所有的模型物體都可以稱之爲多邊形(雖然nurbs的過程算法有不同於多邊形，但顯示和渲染也都是轉化爲mesh的).說到多邊形,很多人經常聽到關於模型的兩個字”佈線”又或者是”拓撲”,那麼佈線,或者說拓撲又是什麼呢?
繼續搜索,可以看到:
拓撲學的英文名是Topology，直譯是地誌學，也就是和研究地形、地貌相類似的有關學科。我國早期曾經翻譯成“形勢幾何學”、“連續幾何學”、“一對一的連續變換羣下的幾何學”，但是，這幾種譯名都不大好理解，1956年統一的《數學名詞》把它確定爲拓撲學，這是按音譯過來的。
拓撲學是幾何學的一個分支，但是這種幾何學又和通常的平面幾何、立體幾何不同。通常的平面幾何或立體幾何研究的對象是點、線、面之間的位置關係以及它們的度量性質。拓撲學對於研究對象的長短、大小、面積、體積等度量性質和數量關係都無關。
拓撲是物體在三維空間中存在的點線面之間的關係位置,在三維軟件中,我們創造的模型都是由點到線再到面構成的.或者因爲這種理解,再加上大部分時間我們在創造一個多邊形物體的時候更多的是通過編輯結構線來達到目的,我們可以更直觀的稱3D軟件中的模型拓撲爲---佈線
看起來似乎有點過於書面化而不夠直觀,但軟件卻可以一目瞭然的讓我們看到一個多邊形是由怎樣的點線面通過怎樣的位置關係構成的,那麼下面我們用截圖來說明多邊形和構成多邊形的點線面的拓撲關係:
利用擠壓和彎曲修改器來製作一面牆：
得到的卻不是期望的弧面牆體的效果,線加上擠壓修改器之後,牆體就通過由軟件生成的佈線構造出來.但彎曲卻得不到要的效果。
把這個物體分別轉成mesh和poly：
圖中左邊的是mesh物體,右邊的是poly物體,選擇mesh物體,按2進入線層級,全選線,可以看到多出許多虛線。同樣操作，poly物體的線沒發生變化。
通過觀察可以看到牆沒有出現光滑的弧面卻出現類似皺褶的效果,正是因爲這些虛線造成的。而且每三條虛線構成的都是三角面。
mesh物體的構成，是由物體中每三個點連線構成三角面來構成，而且點與點之間的連線無法與已經存在的線交叉。也就是用面的最簡形態---三角面來組成物體
雖然我們可以通過增加更多的點來得到更密集的三角面來達到更好的效果，但是這無疑增大了模型文件的容量和系統的負擔，而且渲染時間也會增加，而且最大的確定是無法再圓滑模型
poly物體的視覺效果看起來稍微好點，從上面poly的含義可以看到poly物體是可以有2個以上頂點的多邊形組成,並無限制,允許多邊面存在 ,右擊左上角視圖名稱。再出現的下拉菜單中勾選show statistics打開統計信息.
可以看到：
（可能你顯示的整個的是整個場景物體的信息總和,那麼可以在右擊之後最下面的configure裏面的statistics設置只顯示選擇物體的信息）.
可以看到信息中面數的顯示有polys和tris兩種,分別也就是物體的poly面數和mesh面數。
第一張圖是轉換成mesh後物體的面數，第二張是轉換成poly的，可以看到mesh物體的poly面和mesh面是一樣多的，而第二個的poly面數比mesh的少的多.
Poly只計算多邊面的數量。而不會把多邊面分隔爲三角面,也因爲允許存在多邊面所以對內存和顯卡的佔用會比mesh更大,在處理一些多邊面佈線的時候操作不當會比較容易出錯導致max崩潰。
mesh則是隻計算三角面數量，也就是任何的多邊面都會被計算轉化爲三角面。所以顯示的poly面數其實也等同於mesh三角面。
Poly物體在渲染前手動轉成mesh可以稍微減少渲染時間，也就是我們經常做的渲染前的 “塌陷模型”（當然塌陷模型不僅僅是爲了減少轉化mesh浪費的時間，減少整個場景中的物體數對渲染時間有很大的提高）
雖然poly會讓內存和顯卡的負擔更大, 不過隨着硬件的升級對軟件的支，這種負擔感覺微乎其微，而且poly和mesh之間可以很完美的互相轉換。所以有着更好用更方便的工具的poly完全可以比mesh更好的勝任建模的工作。
Ps:早期的3Dmax只有mesh而沒有poly，在後來的版本才加入了poly，某方面來看它是升級版的mesh。因爲取消了某些限制和有着更好的工具。習慣於用mesh也一樣可以做出想要的模型。
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接下來看看擠壓修改器經常出現的一個問題：
牆面“爛”了，下面一個窗口封起來了。出現這種問題的時候，移動或編輯線。或者是點選grid可以解決
雖然點選grid在很多時候都可以解決這個問題。但是面數卻會激增（查看mesh面會出現很奇怪的細分面，而且會出現多餘的點），而且或許你有需要再編輯這個線的時候爛面問題又出現了。所以也並不是一個好的解決辦法。
把剛纔的物體轉成mesh物體再在線層級下全選可以看到一些局部位置出現的問題 ：
可以看到是內部三角面構成出現了我們不想要的效果和錯誤。雖然構成mesh物體每一個點都有編號。但是軟件在處理多邊面爲三角面的時候不是按照編號順序來，甚至似乎都不是按照某一種規律來。所以隨意的連線就可能會出現上面的問題。
既然如此，那麼我們就有必要手動佈線來減少問題，就像以下的例子:
右邊是把所有的點做成一個多邊面。左邊是把物體的佈線做成網格狀，而且每個poly面都是四邊面。事實上這種網格的佈線是最常用而且最好控制的一種，雖然對比右邊的物體，面數肯定是增多了。但是我們卻人爲的減少了細分成三角面時候可能出現的問題，把兩個物體都貼上棋盤格貼圖，可以看到：
上圖是在頂視圖看的。似乎沒有區別，那麼我們換一下前視圖再看看：
可以看到右邊的貼圖比起左邊的明顯拉伸了。再給兩個物體加上turbosmooth（渦輪平滑）修改器
這次可以看到明顯的區別。左邊的和原來相比只是佈線增多了，效果更加圓滑，而右邊的明顯不是我們期望的效果
雖然有時候越少的佈線與三角面，可以讓物體面數減少從而減小文件容量和加快操作和顯示速度，但是卻無法得到想要的正確貼圖和光影效果，如果在有需要進行細分圓滑的時候，多邊面會產生難以預料和控制的效果
而四邊面佈線。每一個poly面可能出現的細分三角面效果。只有兩種：
而且在四個點越接近於一個平面的時候。兩種虛線出現導致的視覺和渲染效果就越一致，所以佈線也可以說是人爲的去引導軟件，讓其在轉化多邊面爲三角面的後出現我們期望的效果的一種行爲。
上面討論了幾種多邊面轉化爲mesh出現的問題，但很多時候。我們的模型都是以“方塊“居多。就算出現N邊面現象。只要不是牆體的掏洞或者過於複雜的形狀。在N個點處於一個平面的時候。很少會出現面的問題的。所以”方塊”的模型製作方法可以說非常隨意。只要有自己的一套習慣的建模方式。都是可以很簡單的完成的（當然無論怎樣，節省面數是必須的）。
-------------------------------------------------------------------------------------------------- 那麼說完方塊模型，下面我們來看看製作非方塊模型（好彆扭的說法……）時候所要用到的poly的圓滑。
先畫一個正方體：
原地複製一個並加上turbosmooth修改器，細分爲1：
再複製一個。細分爲2：
分別查看三個物體的面數信息：
可以看到三角面數量均是原來的4倍，通過觀察也可以知道細分後的物體佈線是在原來的基礎上加一倍，會在每個線中間產生一個點。然後再和點上的線構成的面中心點形成連線。而已有的點只會發生位置的上的移動，有點類似由一個“口”變成”田”字，所以無論是那種N邊面只要是細分後均是四邊面。，自然面數也就是乘以4了（非四邊面的圓滑情況面數變化情況比較多種）。
圓滑後模型的形狀也會有變化。不僅僅是佈線變密面數變多，而且更加“光滑“了。
繼續回到上面的的模型，來看看圓滑前後兩個模型之間佈線的改變程度，做一些輔助線：
藍色線爲未圓滑的模型沒有封上蓋那一邊的線，也就是原輪廓。
從原模型的每一個相臨的點上做連線，並且在每個線中間產生一個新的點並與所處的面上的中點連線，新產生點再和每一個臨近的新點再做連線並取中點，原物體的已有的點和每兩個臨近新點連線產生的中點連線取中點。此點位置爲原有點的位置。
這個似乎和古代祖沖之割圓的方法有點類似（線的點以beizer形成弧線的圓滑細分方式也是和着有點類似）
不過這只是個大致的細分方式演示，具體模型的細分方法我們也不必去細究(或許我想錯了也不一定呢…… ORZ)
不同佈線下的物體的細分狀態。
，可以看到虛線是隻用於轉化mesh三角面的時候存在的並不參與實際的細分圓滑，一個點僅連接兩條線段的位置會保持原始的夾角狀態無法圓滑（點的位置不會發生改變）。
所以如果把圓滑的段數無限加大，得到的也只是無限接近於圓滑的一個模型（好孩子千萬別試~）。
但是很多時候爲什麼我們看到的或者渲染出來的模型卻很光滑呢？
上圖中是複製得到的兩個完全一樣的球體。但是左邊的看起來比右邊的圓滑？
其實在3Dmax中，一個模型光滑與否。只是視覺上的一種“假象“，原因是採用了一個叫光滑組的東西來定義面和麪之間是否光滑延續（障眼法……），光滑組可以在poly或者mesh中選擇了面層級之後在properties捲簾中找到，還有就是smooth修改器也是專門的光滑組設置修改器。
圖中的1~32是組的編號。如果全選一個物體的面。將它們隨便編到一個組裏面。那麼模型就會變的光滑。也就是說只要是在同一個組裏面的面，面和麪之間的過渡就會被處理成光滑的。
將左邊的球的一半面編到一個組裏。選擇另一半的麪點clear all。會看到這個球一半圓滑而一半面和麪之間有明顯的折線
物體加上turbosmooth修改器之後會自動將所有面數編到一個光滑組裏面。這也就是爲什麼模型會光滑的原因。
未完待續~
下次更新會用一些實際的例子來補充說明佈線實際運用的方法，有機會還會講解一些比較實用的技巧操作和工具~~