【无机纳米材料科研制图——3ds Max 0101】3dmax核壳结构建模

       终于可以开始科研制图系列的技术分享,博客内容将涉及3ds Max、Origin、Vislt、Photoshop等科研软件的使用。

 

       我们先介绍第一个软件——3dsMax。

       因为3dmax的设计能力是包罗万象的,但我们这里对3dmax的使用分享只针对无机材料这方面,因此,讲解的方式也是以实例引入的方式为主,技术也都比较基础。

       首先,对于研究荧光粉的同学们来说,UCNP肯定听说过,即上转换纳米颗粒。我们此篇将分享的就是核壳纳米球的建模。

       一、布尔运算的使用。

       想要看到下面这样被剖开的三维核壳结构,应该怎么做,应该很容易想到,先创建两个球,然后再想办法吧球切开。没错,是这样的,那我们使用什么工具呢,就是使用命令面板——》复合对象——》布尔,这个命令。为什么叫布尔,它跟切割有什么关系呢?我猜有一部分人刚接触的时候也会有同样的疑惑。

 

       1)创建两个球体。

       方法:选择下图命令面板中的标准基本体,并创建一个球体。鼠标在任意一个视图中点击并拖拽,释放之后完成创建,此时可以对模型的一些参数做修改,比如:球体半径、分段数(后面介绍)、模型颜色,还可以改轴心的位置(默认在球心,对于球体我们一般不更改其轴心位置)。

       若是鼠标在空白处点击了之后,球体失去被选定状态,若想再次修改球体参数,初学者可能会找不到修改的地方了。这时,需要点击命令面板的修改选项,即可实现对模型的修改。

       除了基础的参数修改,重要的是功能强大的修改器列表中多样的功能性修改,后面将另行介绍。

       界面下方还可修改模型的位置。因此,我们手动输入0 0 0座标,以此建立球心重合的两个大小不同的球。当然,使两个球同心的方式还有别的其他方式。如下图所示,内球半径为18,外球半径为24。在前视图中可以看到两个球体的轮廓,若想在透视图中看到两个球体,则只需将外球变为透明效果即可。透明方法为,选定外球,键盘快捷键alt+x,即可将外球透明化。

       2)布尔登场。

       为啥叫布尔?我想先分享给大家,我师兄给我的一句话:有问题,问baidu。没错,研究生生涯的一开始,我就对这句话受益匪浅。搜索一下关键字布尔,原来是我们大部分学生都学过的逻辑数学中的布尔运算,就是关于集合的交集、并集运算那些。

       也就是说,3dmax中的布尔,是用一个模型去和另一个模型实现交集或者别的布尔形式,来切割模型。那么,我们可以选择用一个立方体,把外球的八分之一切掉,就可以看到内球了。说干就干!

       先创建一个正方体,边长大于外球半径就行,我这里设置了正方体变成为26。观察一下前、顶、作视图,发现正方体的轴心在底部,因此,想让正方体在下图中能切割球体八分之一的位置,需要设定底部轴心位置为-13 -13 0。

       接下来,选中外球(对象A),并在命令面板的复合对象中选择布尔功能。先把运算对象参数改为差集,再点击添加运算对象(对象B),此时需要鼠标在视图中点击选择对象B。

       鼠标点击选择正方体进行差集运算之后,可以看到外球被切割,内球显露。图中步骤3和4是可以交换顺序的,因为我这里使用的是2020版本,而之前的版本可以调整AB对象,所以,这里先选好做差集运算,才能保证萌新第一次使用此操作就能正确完成。切割完后,在布尔参数的运算对象中,就可以看到两个对象,第一个是A对象,第二个是B对象,意为A对B进行了差集运算,结果是留下A-B的部分。若AB对象反过来,就不一样了。

 

二、可编辑多边形的使用。

       第二种方法,需要用到可编辑多边形的功能,这个功能在3dmax中使用率非常高,非常重要的一个功能。

       首先,鼠标选中外球,右键,选择将其转换为可编辑多边形。

       然后,选择多边形选项,并在顶视图中,鼠标框住图中所示部分。

       如下图所示,若框选不完全,则需按住ctrl键,鼠标点击余下需要添加的多边形。那么为什么要框选这些多边形呢,原因是,我们需要删除掉这些部分,以此完成对模型的切割。

       此时,我们选择了模型的四分之一部分,如果要跟布尔算法一样,只选择八分之一怎么办呢。不用担心,有加必有减,世界因此而平衡。此时,我们转换到左视图,按住alt键的同时,鼠标框选左边部分已被选定的多边形,框选结束即可去掉这部分。

       如下图所示,此时只框选了球体的八分之一的部分。

       此时,键盘按下Delete键,瞬间秒杀,所选的所有多边形。但是,等下,怎么删掉后,外球是薄薄的一层,这也太丑了。此时,我们知道了,原来3dmax创建的模型都是由面构成的,而非实体。

       车到山前必有路,此时需要掏出强大的百宝箱了,没错,就是前面提到的修改器列表。我们选择壳功能,并可以改变内外部增量,也就是给予外球以厚度。如果像保持外球的直径不变,我们可以控制外增量为0 ,而只扩增内增量。

       这是,模型可以变化为这样(内增量设置为2)。

       也可以这样(内增量为6),就和布尔算法得到的切割结果一样了。

       这样一来,可编辑多边形方法是不是又填了几分灵活呢。

       具体使用哪种方法,大家可根据兴趣决定,也可根据情况制宜。

 

三、关于分段数

       分段数这个概念应该很好猜到,表示了模型表面的细致程度,也可理解为三维上的分辨率。

       在顶、左、前视图中,我们可以直接看到模型的分段情况,如果想要在透视图上也看到的话,就需要按下F4键(大胆按,不是直接关闭软件的功能),可以切换是否显示模型分段。

       改变一下分段数,我们可以对比出区别。如下图所示,左边两个球都是球体,分段数分别为16和32,可以看出明显的不同,右边球体分段更多,导致的结果就是,分段数更多的球体表面更圆滑。

       此时,我们再看下另外一个球体——几何球体,根据分段情况可以看出,原来这两种球体的区别是分段形式不一样,一个是经纬线的形式,一个是三角形多边形拼成的形式。

       因此,我们此时应该意识到什么。应该意识到,用可编辑多边形的方法,是不适用于将几何球体切割掉一个八分之一面的。

 

四、总结

       回顾一下,此篇我们学到了什么。

       此篇学习了模型的切割,用到的功能有:创建球体对象,改变模型参数和位置,布尔运算,可编辑多边形功能,壳功能。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章