Alias | 關(guān)于Alias建模的十個黃金法則，助你做出更完美的模型

1、創(chuàng)造更流暢的CV

當我們創(chuàng)建一條曲線時，打開CV點，會清楚地看到它們的排布情況，而一個優(yōu)質(zhì)曲線的CV通常具備以下三個特征：

①、順暢光滑，沒有突兀的部分

②、良好的曲率

③、沒有多余的Inflections（Inflections可以簡單解釋為：正反曲率相交的部分）

大多數(shù)曲線可用肉眼看出CV排布的區(qū)別，如下圖：

左圖：凌亂的CV排布；右圖：良好的CV排布

如何確保CV的流暢？其中一個方法就是盡量用CV點較少的曲線開始構(gòu)建你的模型，隨著造型的變化再增加CV數(shù)量，直到創(chuàng)建出你想要的形狀，如下圖：

車頂?shù)臉?gòu)建，使用了逐漸增加CV點的方式

當然也有例外，比如當你正在創(chuàng)建一個較為自然化和不太規(guī)則的曲面，如織物的話，你完全可以使用一個雜亂無章的CV布局以達到模型的效果。

下面兩張圖中解釋了不同曲線中CV排布的優(yōu)劣，首先下圖中，一條優(yōu)質(zhì)的曲線CV的變化應該是或恒定、或遞增、或遞減，盡管兩條曲線沒什么太大的區(qū)別，但CV排布說明了一切：

再者，CV點距離曲線的距離也應該是循序漸進的：

另外，在一條線上，只允許存在一個Inflections存在，也就是正反曲率相交的部分，下圖右下角紅色的部分就是Inflections。

另外在我們建模的過程中經(jīng)常會碰到這樣呈Z字形排列的CV，如下圖：

這時候一個有效的解決辦法就是適當減少degree的數(shù)量：

2、CV數(shù)量盡可能最少

在使用Alias創(chuàng)建曲線或曲面時，我們總是將CV點的數(shù)量控制在最少，這其中的主要原因包括：

①、減少工作量。CV的增加會相應地增加工作量和系統(tǒng)運算量，因此減少CV也就意味著工作量的減少。

②、保證曲面的光順性。CV點較少時，曲線和曲面會更為順暢，如下圖：

當你使用”CV點最少“原則時，在兩種情況下會給你帶來意想不到的好處，其一是早期建模階段，由于CV數(shù)較少，你可以不必擔心曲面的光滑程度；其二是詳細制作模型時，很多Alias的工具（比如detach），在應用后的新曲面會形成較多CV，這時我們需要控制CV點的數(shù)量，以達到對模型的有效控制：

咳咳，下面我們該說例外情況了，跟上面的第一條規(guī)則相似，比如下面這個產(chǎn)品的設(shè)計，由于它的特殊形狀需要呈現(xiàn)，那么CV點的數(shù)量限制將不再那么嚴格：

如果我們是在設(shè)計汽車的話，還是需要盡量控制CV，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的曲面。那么問題就來了，我們?nèi)绾尾拍軠蚀_看出目前的CV數(shù)是否符合這個曲線（或曲面）的需求呢？通常在一條曲線能夠滿足所做模型形狀的基礎(chǔ)上，CV盡可能少，但如果CV過于少，也許它的排布就會比較極端，如下圖，當我們要做一個人物的胳膊時，最左和最右分別過少和過多，中間三組CV基本上是可以的。

3、使用單一span

在建模時我們通常會使用單跨距（Span），因為這樣的曲線或曲面是十分光滑的，比如下圖中左圖為單Span，右圖為多Span，在多Span的曲線中，曲率會出現(xiàn)一個連續(xù)性的中斷部位，對整個模型的質(zhì)量會產(chǎn)生影響。

我們都知道，當選擇曲線功能時在不取消的情況下連續(xù)點擊會創(chuàng)造出連續(xù)的多Span曲線，那么有經(jīng)驗的用戶就會告訴你，我們可以通過放置開始和結(jié)束點的方式養(yǎng)成創(chuàng)建單Span曲線的習慣：選擇New Edit Point Curve，點擊你想要創(chuàng)建曲線的開始和結(jié)束兩個位置，在曲線創(chuàng)建結(jié)束后再增加CV或移動CV改變形狀。

你也可以雙擊New Edit Point Curve，在設(shè)置里自行調(diào)整數(shù)量。

值得注意的是，Alias中一些命令，如Freeform Blend和Surface Fillet，通常都會產(chǎn)生較多的Span，在設(shè)計的概念與發(fā)展階段，多Span可用于快速推敲、創(chuàng)建模型或保持較高的連續(xù)性，但在A面階段，我們則會限制必須為單Span

下面我們將更加直觀地展現(xiàn)出Span的多少與一條曲線的關(guān)系，首先是單Span曲線，在單Span曲線中，無論CV點如何排布，曲率都是連續(xù)的，如下圖：

但如果增加Span數(shù)的話，就有可能導致曲率的連續(xù)性被打破：

隨著連續(xù)性的增加，控制CV點的數(shù)量也不斷增加，如G0只是控制交線（或交點），G1控制一排點，G2控制兩排點，以此類推，因此如果要使用多Span曲線或曲面，可以適當增加Degree以保證連續(xù)性。

這里我們舉了一個很好的例子，就是圓的創(chuàng)建，可以看出在Span數(shù)相同的情況下，Degree多少對連續(xù)性的影響。

4、確保模型沿中心線相切

通常我們設(shè)計的汽車都是左右對稱的，因此在沿Y0線創(chuàng)建模型時，兩邊的對稱及沿對稱線曲面的光滑程度就很重要。

通常我們完成一半模型，將另一半鏡像過去時，需要注意的就是中間部分不要出現(xiàn)尖端或低谷，如下圖：

使用Symmetric Modeling功能能夠有效保證曲面的兩邊實現(xiàn)對稱，如下圖：

如果你喜歡從一半模型建起的話，Symmetry Plane Align功能可以保證靠近中心線的曲面邊緣保持對稱，不過要注意所在層的對稱方向；當然你也可以選擇在單一視圖中通過捕捉的方式實現(xiàn)對稱。

還有一個隱含工具，就是當我們沿中心線使用Rail或Square時，可以在選項中Implied Tangent（也就是T連續(xù)），約束邊界實現(xiàn)連續(xù)，如下圖：（注意避免使用Implied Curvature（C連續(xù)），以免模型表面變平）

接下來介紹幾個檢測工具，分別是Curve Curvature（曲率）、Cross-Section Editor與Horizontal/Vertical（斑馬線）。

當然，如果你創(chuàng)建的模型需要中間有棱角，這條可以忽略不計~

5、使用四邊曲面

NURBS曲面本身就是四邊面，含有U、V兩個方向。

四邊面有助于CV點的更好分布，使曲面的質(zhì)量得到保證。

以下圖這輛車距離，它的大多數(shù)都是四邊面，你可以很清晰地看出每塊面的四個邊界。

如果一個區(qū)域沒有明顯的四邊，你可以做一些小調(diào)整，以保證四邊的形成，如下圖

當我們實在需要非四邊面時，一個有效的方法是使用剪切功能進行構(gòu)建，這個會在下一章詳細講解，同樣也有一個不太好的方法，那就是n-sided（多邊構(gòu)面）功能，不過這個功能在目前的新版本里已經(jīng)取消了，用這種方法建立的模型質(zhì)量非常差，所以不建議使用，如下圖：

在Alias 2016版本里，已經(jīng)將n-sided功能放棄

值得注意的是，我們這里所說的“四邊”不是形狀而是結(jié)構(gòu)，并不是單純指四邊形的面，四邊面可以有很多種形狀：

再比如說，它也可以是封閉的，但要求的是擁有四個邊界，如下圖的圓柱體：

6、如果出現(xiàn)N邊面，用Trim來修剪

好了也許你會問了，在我們建模的過程中，免不了碰上非四邊的面，車身三角窗就是一個例子，這時候trim工具就閃亮登場了。

如下圖中我們要創(chuàng)建一個不規(guī)則的曲面，最好的方法就是用trim功能修剪你想要的形狀：

在trim的過程中我們也要考慮到所需要的不規(guī)則曲面需要通過剪切哪些面而形成，一個完整的形狀最好只剪切一塊面形成。

還是以上圖中的不規(guī)則曲面為例，我們有多種方法能夠構(gòu)建出這種面，如下圖，但在汽車設(shè)計的過程中，這種方法通常是不可取的：

依上面這種方式構(gòu)建曲面，就會形成一個Degenerate Points，會給下游工作帶來很大的困難，因此一定要避免：

但其中一個例外就是，圓的構(gòu)建，如果技術(shù)要求較高，我們也可以通過補面的方式修剪掉Degenerate Points：

7、明確理論交線的位置

Theoretical edges，我們也可以稱之為理論交線，是曲線（或曲面）倒角之前的交點（或交線），由于倒角之后不再存在，所以稱為“理論交線”，明確理論交線可以讓我們了解整個模型的結(jié)構(gòu)，如下圖：

經(jīng)驗豐富的建模者會告訴你，理論交線的位置非常重要，它決定了兩塊面如何分布，如何連接：

同樣，當我們進行sketch的時候，也會先創(chuàng)建兩條相交的線，再進行完善，這個道理同樣適用于Alias建模。

但并不是每一塊面創(chuàng)建時都要有理論交線，最明顯的區(qū)別在于翼子板，它和車身通常呈現(xiàn)出C連續(xù)的關(guān)系，這里翼子板的面和車身的面就不存在理論交線：

明確理論交線的另一個好處就是能夠有效進行模型修改，通常修改模型時我們都會將倒角部分刪除，將曲面還原，在原始的邊緣下進行修改：

并且它可以用來檢測下游工程的可行性，如果兩條曲面延長后能夠相交形成交線，就說明曲面的質(zhì)量是符合規(guī)定的，反之如果出現(xiàn)錯誤，就要重新調(diào)整曲面：

通過extend功能延長曲線或曲面，是一個很好的解決問題和排除故障的方法：

8、建模開始時要設(shè)置好公差

在任何模型開始之前都需要先設(shè)置好公差，公差意味著模型的精確程度，使用Preferences中的Construction Options功能進行設(shè)置：

如果只是練習的話，可以暫時忽略公差的設(shè)置，但如果進行專業(yè)的建模，公差設(shè)置按照模型的需要進行修改。

良好的公差設(shè)置能夠保證你在創(chuàng)建模型時不會出現(xiàn)裂縫：

通常情況下會采用CATIA V5的公差：

9、避免使用trim過的邊界構(gòu)造模型

通常情況下，我們會先進行曲面的交叉，然后再剪切，如下圖：

因為剪切面會比自然面會產(chǎn)生較多CV，盡量避免用它來構(gòu)建一個模型的邊緣，如下圖：

在創(chuàng)建一個需要拼湊的復雜模型時，首先需要明確它由哪幾個部分構(gòu)成，在進行組合后統(tǒng)一剪切。

在一些不太適用的領(lǐng)域，比如翼子板和車身連接的部分，通常是車身的一塊剪切邊，這時我們可以使用Rail或Square工具達到目的：

也可以在選項中使用Explicit Control功能，但這樣做的話連續(xù)性會匹配不上：

你也可以不使用剪切邊，用Fit Curve功能創(chuàng)建剪切邊的擬合曲線，從而用這條線來創(chuàng)建模型，但這樣做只能達到G0連續(xù)，需要手動調(diào)整：

10、曲面邊界的CV排布要順暢

一塊面分別有U和V兩個方向，這就意味著UV方向共有兩對對應的邊：

相對方向的CV排布也要有所注意，如下圖，左邊排布較好，右邊不好

當我們通過創(chuàng)建曲線來作為曲面的邊界時，可以利用復制的方法，再進行修改

當我們從一些現(xiàn)有的邊緣進行創(chuàng)建時，也可以利用Square中的選項進行約束：

當出現(xiàn)多Span曲線時，如果兩條線的edit points相同，則Skin時可以直接連接，如果Span數(shù)量不一致，會相應的制造出額外的參數(shù)線，我們稱之為cross-knot insertion。

插播一條，在創(chuàng)造曲線時，設(shè)置的Knot Spacing選項中有兩個功能，分別為Uniform和Chord，Uniform表示曲線的編輯點將具有整數(shù)參數(shù)，Chord表示弦長以當前的單位參數(shù)化新曲線的編輯點（不懂沒關(guān)系，可以直接跳過）。上圖中的例子選擇的是Uniform選項，這也是默認值，下圖是Chord選項的結(jié)果，一般情況下，我們都會選擇Uniform，只有極有經(jīng)驗的用戶才會選擇Chord。