運(yùn)動(dòng)休閑鞋的三維建模與效果渲染曾琦，駱雋東，李思婷（四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院生物質(zhì)與皮革工程系，四川成都610065表現(xiàn)力豐富，光影真實(shí)，立體感強(qiáng)，可以360度旋轉(zhuǎn)查看效果模型的各個(gè)細(xì)節(jié)部位，使材質(zhì)與部件覽無(wú)余，這些方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于用平面設(shè)計(jì)軟件或者手繪的效果圖。基于NURBS曲面的通用三維軟件――犀牛hin的建模功能強(qiáng)大，但軟件自帶渲染器渲染能力比較弱，往往不能達(dá)到設(shè)計(jì)師的理想效果。本文使用的一款Rhino4.0的渲染器插件――V-RayforRhino直接進(jìn)行渲染，靈活簡(jiǎn)便，效果較好。

　　刖言三維建模軟件在建筑行業(yè)已盛行多年，用于繪制鞋類(lèi)效果圖是近幾年開(kāi)始的。其表現(xiàn)力比平面軟件更勝籌，它們不僅能**表現(xiàn)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意，更能在建模過(guò)程中使設(shè)計(jì)師得到與眾不同的靈感。而后生產(chǎn)者看到的效果圖也：2013―04―22一：曾琦（156 0190 2607-），女，講師，主要從事皮革制品設(shè)計(jì)教學(xué)與科研工作，carozeng163.com.是全方位的，作品優(yōu)缺點(diǎn)覽無(wú)余，節(jié)約了時(shí)間與成本，提高了生產(chǎn)效率。由于其在鞋類(lèi)設(shè)計(jì)中眾多的優(yōu)勢(shì)，必然會(huì)成為鞋類(lèi)設(shè)計(jì)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

　　在現(xiàn)有主要的三維軟件中，3DMAX，MAYA、RHINO等通用軟件和法國(guó)力克（LECTRA）、英國(guó)達(dá)爾康（DELCAM）等專(zhuān)業(yè)軟件都帶有NURBS建模功能，NURBS是以漂離曲線（曲面的控制點(diǎn)來(lái)控制曲線（曲面）形態(tài)的一種建模方式，它的優(yōu)點(diǎn)在于可以建立精確流暢的物體表面，其精確度可以達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

　　Rhino相比其它通用三維軟件，建模功能強(qiáng)大又車(chē)父易入手；相比力克、達(dá)爾康等專(zhuān)業(yè)軟件，又有*價(jià)和高兼容性等優(yōu)點(diǎn)。

　　Rhino的建模功能強(qiáng)大，但軟件自帶渲染器渲染能力比較弱，往往不能達(dá)到設(shè)計(jì)師的理想效果。在以往，設(shè)計(jì)師往往將模型導(dǎo)出成3dssludb格式，再導(dǎo)入3DMAX軟件中進(jìn)行渲染，不太方便。本文使用的一款Rhino4.0的渲染器插件一V-RayforRhino直接進(jìn)行渲染，靈活簡(jiǎn)便，效果較好。

　　1以RHIN04.0軟件為平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)休閑鞋建模過(guò)程1.1鞋底建模為單位的文件。

　　筆者先建立了線條、鞋底、幫面、鞋里、扣件五個(gè)圖層，各自對(duì)應(yīng)不同的部位。這樣，在單獨(dú)繪制某一物件時(shí)，就能不受其它物件的影響。

　　（注：在后面的工作中，還會(huì)因需求而增加新的圖層）選擇線條圖層。單擊工具欄中的la/按鈕，在Top視圖里繪制一個(gè)長(zhǎng)度為28cm的矩形線框，單擊工具欄中按鈕，在Top視圖里面繪制出鞋底的輪廓，并按“F10”打開(kāi)控制點(diǎn)，來(lái)修改輪廓，達(dá)到理想輪廓線后，按“F11”退出控制點(diǎn)，如左上方所示。

　　鞋底的建模在Front視圖中用控制點(diǎn)曲線繪出鞋底側(cè)面的兩條輪廓線，注意調(diào)整鞋底翹度。然后選中兩條曲線，用“直線延伸”工具在頂視圖中拉出兩個(gè)曲面，注意拉出的寬度應(yīng)大于鞋底樣輪廓寬度。接著，單擊“曲線投影到表面按鈕，把鞋底輪廓線投影到兩個(gè)曲面上，用”修剪“4工具，把投影在曲面上的鞋底輪廓線之外的部分剪去，便得到鞋底的上下兩個(gè)曲面，如右上所示。

　　選擇剛才兩條投影的鞋底輪廓曲線，單擊左下方所示。

　　運(yùn)動(dòng)休閑鞋的鞋底花紋較有特色，要詳細(xì)表現(xiàn)。在Top視圖上將鞋底的花紋用控制點(diǎn)曲線工具完整繪制出來(lái)。如果直接擠出封閉的平面曲線，由于鞋底是曲面的，與鞋底作布爾運(yùn)算差集后，出來(lái)的鞋底花紋就會(huì)參差不齊。為了讓擠出的形狀與鞋底的曲線幅度相同，要先把繪制出來(lái)的花紋投影到鞋底上，然后選擇鞋底下表面的花紋投影曲線，往垂直方向向上擠出23mm，（8，然后選擇擠出的實(shí)體與鞋底布爾運(yùn)算求差集鞋底的紋理就出現(xiàn)了。用不等距邊緣圓角工具使鞋底的邊緣圓滑，如右下方效果所示。

　　1.2幫面基本造型建模選擇鞋底輪廓曲線，向內(nèi)偏移0.3cm，得到幫面的下輪廓曲線。

　　為了建模過(guò)程中畫(huà)面清爽，可將鞋底的曲面放置到鞋底圖層后，隱藏。常見(jiàn)的幫面是有起伏的，而且各個(gè)部位的起伏都不相同。現(xiàn)在已經(jīng)有了幫面的下輪廓曲線，剩下的一條路徑的繪制與鞋底的輪廓線繪制方法相同。先在Top視圖上繪制出俯視的形狀，再在Front視圖中繪制出幫面的側(cè)面輪廓曲線，并直線擠出。再將剛才Top視圖繪制出的圖形，投影到擠出的曲面上，便得到需要的第二條路徑曲線，刪除曲面，得到如圖裝飾配件建模2左上方所示效果。

　　用控制點(diǎn)曲線工具繪制出數(shù)條斷面曲線，再結(jié)合各個(gè)視圖對(duì)曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到右上方這樣的曲線組。

　　幫面是有厚度的，單擊表面工具中“偏移曲面”令按鈕，把幫面曲面向內(nèi)偏移0.5得到幫面內(nèi)表面，聯(lián)接兩個(gè)曲面后得到幫面實(shí)體，如左下方所示。

　　接下來(lái)繪制鞋舌。運(yùn)動(dòng)休閑鞋的鞋舌在鞋幫的里面，但露出的部分又正好與鞋的口門(mén)相連。建模時(shí)，要考慮位置在開(kāi)口下方0.6cm以下，而寬度要大于開(kāi)口，彎曲度要與幫面相符。先用fe制點(diǎn)曲線命令繪制出鞋舌曲線組，點(diǎn)擊單軌掃掠M按鈕，點(diǎn)擊zui長(zhǎng)曲線，再依次點(diǎn)擊截面曲線，在對(duì)話框中調(diào)整控制點(diǎn)個(gè)數(shù)，確定后鞋舌曲面就形成了。偏離曲面得到鞋舌實(shí)體，然后倒圓角使鞋舌邊緣平滑，效果如右下方所示。

　　1.3幫面的裝飾及扣件繪制作為時(shí)尚的運(yùn)動(dòng)休閑鞋，幫面的裝飾與扣件的搭配很重要的。在這些細(xì)節(jié)的建模上，難度不大，但是需要細(xì)心繪制與耐心調(diào)整。

　　**，隱藏鞋舌，做一個(gè)長(zhǎng)方體并移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，使之與幫面開(kāi)口曲線成平行，如左上方所示。

　　復(fù)制幫面，再粘貼，便有兩個(gè)幫面完成重合在起。選擇其中一個(gè)幫面，與剛才繪制的長(zhǎng)方體布爾運(yùn)算求交集，幫面上便留下了兩塊用于修飾的條帶。

　　用相同的方法再做出后面的四對(duì)條帶，注意間距相同，成階梯狀置于幫面。由于此時(shí)條紋與幫面依舊是重合在一起的，故將條紋向外移動(dòng)出2~3mm厚度，兩側(cè)倒上圓角。效果如右上方所示。

　　扣帶條的畫(huà)法比較簡(jiǎn)單，先繪制一條曲線，再沿著直線擠出曲線即可。擠出的直線方向應(yīng)與上一步繪制出的條紋頂端方向平行，且長(zhǎng)度―致。有了扣件條的曲面后，偏移曲面得到實(shí)體，并將其全部倒圓角。用相同的方法繪制出后兩個(gè)，在繪制zui大的扣帶條時(shí)，可開(kāi)啟控制點(diǎn)使其上端向下壓一些，達(dá)到扣緊的效果。如左下方所示。

　　用橢圓體工具做好金屬扣子，通過(guò)復(fù)制、旋轉(zhuǎn)后，放置在扣帶條的一端，如右下方所示。這樣，幫面基本裝飾與扣件建模就完成了。

　　1.4幫面的分割鞋類(lèi)制作時(shí)面料、里料是不同的，表現(xiàn)在模型中分別是幫面的外曲面與內(nèi)曲面，內(nèi)曲面放置在“鞋里”圖層。

　　幫面的分割效果也要表現(xiàn)出來(lái)。**在Top =幫面的細(xì)節(jié)處理‘視圖上畫(huà)出兩條彎曲的曲線，將這兩條曲線投影到幫面的外曲面上，復(fù)制幫面，粘貼到原處。選擇幫面上投影出的兩條曲線，點(diǎn)擊修剪按鈕，分別點(diǎn)擊兩條曲線的兩端，整個(gè)幫面被分為兩塊，用同樣的方法，再次將前幫的曲面分割成兩塊。步驟如所示。

　　mm的厚度，做出層次感，也可以用“圓管”

　　命令在曲面邊緣線做一個(gè)包縫效果的邊，如左方所示。后幫的做法同理。

　　扣帶條上的裝飾與幫面的分割相似。先在Top視圖下畫(huà)出曲線，再投影到扣帶條上，由于此時(shí)扣件條是一個(gè)實(shí)體，那么投影出來(lái)會(huì)在上下兩個(gè)曲面產(chǎn)生兩條曲線。保留上面的那條，向扣帶條內(nèi)擠出1mm左右成為實(shí)體。然后布爾運(yùn)算交集，用扣帶條剪去剛才擠出的實(shí)體，便出現(xiàn)凹槽，倒圓角。在zui大的那塊扣帶上，可以加上商標(biāo)或絢麗的花紋，如右方所示。

　　zui后鏡像復(fù)制出另一只腳的鞋模型，建模就完成了。

　　2V-Ray渲染出。1環(huán)境的建立好這個(gè)插件。

　　使用V-Ray這個(gè)插件時(shí)，**設(shè)置一個(gè)放置這雙鞋的房間，并合理設(shè)置房間里的光線方向、窗戶等環(huán)境條件，將鞋子模型放置到房間內(nèi)合適的地方。

　　2.2材質(zhì)的調(diào)試在菜單欄依次點(diǎn)擊“渲染一目前的渲染器一V-RayforRhino”，將V-Ray設(shè)置為當(dāng)前渲染器。由于設(shè)計(jì)師所需要的設(shè)計(jì)效果各有不同，所以對(duì)V-Ray各參數(shù)的調(diào)整可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行變化。筆者將這雙鞋的面料設(shè)定為漆皮。漆皮的特點(diǎn)是光亮堅(jiān)固，色彩鮮艷，那么在材質(zhì)的設(shè)置中就要考慮些特點(diǎn)，根據(jù)需要將V-Ray的設(shè)置進(jìn)行以下修改：全局開(kāi)關(guān)一照明設(shè)備一關(guān)閉：默認(rèn)的燈光與隱藏的燈光；（2系統(tǒng)一渲染塊區(qū)域一寬度和高度調(diào)zui終出圖應(yīng)調(diào)整打印尺寸；（5環(huán)境貼圖一分別點(diǎn)擊全局光與背景后的大寫(xiě)M，將類(lèi)型改成“無(wú)”；（6圖像采樣器一圖樣采樣器：自適應(yīng)細(xì)分值一反鋸齒過(guò)濾器：開(kāi)啟；（7真實(shí)蒙特卡洛采樣器一自適應(yīng)數(shù)量改（8顏色映射器一類(lèi)型：線性倍增一開(kāi)啟子像素；間接照明一次引擎一倍增器改為0.8，燈光緩存；發(fā)光貼圖一**選項(xiàng)一關(guān)閉多過(guò)程；燈光緩存一計(jì)算參數(shù)一細(xì)分值待材質(zhì)基本編輯完成后，在各個(gè)材質(zhì)上點(diǎn)擊右鍵，將各材質(zhì)指定給相應(yīng)的圖層。

　　2.3印花貼圖與混合顏色調(diào)試如果幫面上要設(shè)計(jì)一些顏色與花紋的變化，就要進(jìn)行貼圖，筆者選擇了的紋樣來(lái)作為貼圖文件，要注意紋樣的像素要盡量高一些。在材質(zhì)編輯器中，選擇漆皮，復(fù)制材質(zhì)一次，在折射選項(xiàng)中，單擊顏色項(xiàng)后的“m”，在彈出的對(duì)話框的類(lèi)型―項(xiàng)選擇位圖，單擊右邊貼圖文件中的“m”，選擇的路徑進(jìn)行應(yīng)用。

　　選擇需要貼圖的幫面部分，在材質(zhì)編輯器中，右鍵點(diǎn)擊材質(zhì)，指定材質(zhì)給對(duì)象，渲染出來(lái)后發(fā)現(xiàn)圖案花紋有些變形，這是因?yàn)橘N圖的投影方式使用的是默認(rèn)的曲面方式。這時(shí)需要選定需要貼圖的幫面曲面，在屬性欄把“物件”換成“紋理映射”，勾選顯示**界面，單擊新增，出現(xiàn)通道1，將下方般“選項(xiàng)中的”投影“選擇為平面，再單擊上方的”顯示映射器“，在圖中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)虛線框，如所示，通過(guò)2D旋轉(zhuǎn)與3D縮放命令調(diào)整虛線框，就能貼出較為滿意的圖案。

　　用指定材質(zhì)給對(duì)象的方法，可以繼續(xù)改變漆皮的顏色，使其在色彩上和諧統(tǒng)一。zui后，在透視圖確定個(gè)zui能展現(xiàn)鞋子特色的視角，在V-Ray選項(xiàng)中將輸入尺寸改成打印的尺寸，zui終的渲染效果如所示。

　　3結(jié)論與建議3.1結(jié)論與認(rèn)識(shí)（1）通過(guò)建模軟件Rhho與渲染插件V-Ray的配合使用，能作出效果較為滿意的鞋類(lèi)三維設(shè)計(jì)效果圖，全方位展示設(shè)計(jì)作品的特點(diǎn)與細(xì)節(jié)。

　　的渲染效果來(lái)說(shuō)，光影更真實(shí)，色彩更豐富，層次感更強(qiáng)，在表現(xiàn)力上不亞于高價(jià)的鞋類(lèi)三維專(zhuān)業(yè)軟件效果圖。并且Rhho基于NURBS曲面建模的特點(diǎn)使得其兼容性更強(qiáng)。

　　3.2工作建議調(diào)出對(duì)話框，在設(shè)置中將文件屬性中的網(wǎng)格一渲染網(wǎng)格的品質(zhì)調(diào)為“平滑，較慢”或者自定義為更加精確的數(shù)值，在視圖窗口就能看到更**精確的曲面。

　　時(shí)注意各個(gè)視圖上的線條變化，反復(fù)調(diào)試，避免位置與形狀出現(xiàn)偏差。

　　個(gè)重要環(huán)節(jié)，它直接影響zui終效果。如果對(duì)調(diào)試出的某一種材質(zhì)比較滿意，可將其重命名后進(jìn)行保存，以便在以后的工作中可以直接提取，提高工作效率。