GeomagicDesignX三維建模案例教程

前言

緒論

0.1逆向工程的定義

0.2逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)流程

0.3逆向工程的應用與發(fā)展

0.4軟件安裝

0.5用戶界面

項目1維納斯石膏像模型重構(gòu)

任務1點云數(shù)據(jù)的處理

1.1點云導入

1.2點云過濾雜點

1.3點云采樣

1.4點云平滑

1.5構(gòu)造面片

任務2面片修復與處理

2.1三角網(wǎng)格面片修補

2.2面片優(yōu)化

2.3自動擬合曲面

任務3誤差分析和文件輸出

3.1誤差分析

3.2文件輸出

項目2三坐標檢測標準件模型重構(gòu)

任務1點云數(shù)據(jù)的處理

1.1點云導入

1.2三角網(wǎng)格面片修補

1.3數(shù)據(jù)保存

任務2創(chuàng)建模型特征

2.1領(lǐng)域組劃分

2.2對齊坐標系

2.3草圖繪制

2.4創(chuàng)建拉伸實體

2.5構(gòu)造曲面

2.6創(chuàng)建混合實體

任務3誤差分析和文件輸出

3.1誤差分析

3.2文件輸出

項目3葉片模型重構(gòu)

任務1點云數(shù)據(jù)的處理

任務2創(chuàng)建模型特征

Geomagic Design X三維建模案例教程

2.1領(lǐng)域組劃分

2.2創(chuàng)建坐標系

2.3模型構(gòu)建

任務3誤差分析和文件輸出

3.1誤差分析

3.2文件輸出

項目4遙控器模型重構(gòu)

任務1點云數(shù)據(jù)的處理

1.1點云導入

1.2三角網(wǎng)格面片修補

1.3數(shù)據(jù)保存

任務2創(chuàng)建模型特征

2.1領(lǐng)域組劃分

2.2對齊坐標系

2.3構(gòu)造曲面

2.4倒圓角

2.5曲面修剪實體

2.6創(chuàng)建混合實體

任務3誤差分析和文件輸出

3.1誤差分析

3.2文件輸出

項目5電話聽筒模型重構(gòu)

任務1點云數(shù)據(jù)的處理

1.1點云導入

1.2三角網(wǎng)格面片修補

任務2逆向建模

2.1領(lǐng)域組劃分

2.2對齊坐標系

2.3模型構(gòu)建

任務3誤差分析和文件輸出

3.1誤差分析

3.2文件輸出

項目6安全錘模型重構(gòu)（2014年國賽樣題）

任務1點云數(shù)據(jù)的處理

1.1點云導入

1.2三角網(wǎng)格面片修補

任務2創(chuàng)建模型特征

2.1領(lǐng)域組劃分

2.2對齊坐標系

2.3模型構(gòu)建

任務3誤差分析和文件輸出

3.1誤差分析

3.2文件輸出

項目7車門把手模型重構(gòu)（2014年國賽賽題）

任務1點云數(shù)據(jù)的處理

1.1點云導入

1.2三角網(wǎng)格面片修補

1.3數(shù)據(jù)保存

任務2創(chuàng)建模型特征

2.1領(lǐng)域組劃分

2.2對齊坐標系

2.3構(gòu)造曲面

2.4添加局部主要特征

2.5添加局部簡單特征

2.6創(chuàng)建倒圓角特征

任務3誤差分析和文件輸出

3.1誤差分析

3.2文件輸出

項目8汽車后視鏡模型重構(gòu)（2014年教師賽賽題）

任務1點云數(shù)據(jù)的處理

任務2創(chuàng)建模型特征

2.1創(chuàng)建坐標系

2.2模型構(gòu)建

2.3安裝基座的建立

2.4過渡區(qū)域的建立

任務3誤差分析和文件輸出

3.1誤差分析

3.2文件輸出

參考文獻

本書是國內(nèi)第 一本由高校教師與企業(yè)逆向工程師聯(lián)手打造的，以真實工程項目和真實工作過程為特色，以教育部全國高職院校技能大賽和教師大賽為標準的基于Geomagic Design X三維建模案例教程，是校企合作在逆向工程領(lǐng)域多年的實踐、培訓及大賽經(jīng)驗的總結(jié)。 本書包含8個源于實際工程的項目案例，分別是維納斯石膏像模型重構(gòu)、三坐標檢測標準件模型重構(gòu)、葉片模型重構(gòu)、遙控器模型重構(gòu)、電話聽筒模型重構(gòu)、安全錘模型重構(gòu)、車門把手模型重構(gòu)和汽車后視鏡模型重構(gòu)。本書由淺入深地講解和示范了逆向工程設(shè)計的各個方面，包含點云數(shù)據(jù)處理、逆向模型重構(gòu)和誤差分析等。 為便于教師教學和讀者自學，本書配有項目操作過程的動畫演示光盤，同時提供各項目的點云數(shù)據(jù)，以幫助初學者盡快的掌握Geomagic Design X軟件的操作步驟和規(guī)律，增加了本書的實用性和適用性。 本書可作為高等職業(yè)院校相關(guān)專業(yè)的教學用書，也可作為逆向工程師的崗位培訓或自學用書。

本書通過經(jīng)典案例講授3ds Max建模技術(shù)、材質(zhì)和貼圖技術(shù)、燈光技術(shù)、攝影機技術(shù)、渲染技術(shù)。全書共12章，第1章介紹3ds Max及其基本操作，第2～6章介紹各種建模技術(shù)，第7章介紹材質(zhì)和貼圖技術(shù)，第8章介紹燈光技術(shù)，第9章介紹攝影機技術(shù)，第10章介紹渲染技術(shù)，第11章和第12章為綜合實踐內(nèi)容（高級建模和高級貼圖）。

本書的配套資源包括教程中所有實訓和案例的貼圖素材、原始文件、完成文件和參考文件，還可為使用該教材的所有教師免費提供教學所需要的PPT、電子教案、教學大綱和教學日歷等參考文件。

本書適合作為高等學校計算機、數(shù)字媒體、游戲設(shè)計、動畫設(shè)計及相關(guān)專業(yè)三維建模的初級、中級教材，也可作為職業(yè)院校、三維建模培訓學校和三維建模愛好者的教材或參考書。

本書通過經(jīng)典案例講授3ds Max建模技術(shù)、材質(zhì)和貼圖技術(shù)、燈光技術(shù)、攝影機技術(shù)、渲染技術(shù)。全書共12章，第1章介紹3ds Max及基本操作，第2～6章介紹各種建模技術(shù)，第7章介紹材質(zhì)和貼圖技術(shù)，第8章介紹燈光技術(shù)，第9章介紹攝影機技術(shù)，第10章介紹渲染技術(shù)，第11章和第12章為綜合實踐內(nèi)容（高級建模和高級貼圖）。

本書的配套資源包括教程中所有實訓和案例的貼圖素材、原始文件、完成文件和參考文件，還可為使用該教材的所有教師免費提供教學所需要的電子教案、教學大綱和教學日歷等參考文件。

本書適合作為高等學校計算機、數(shù)字媒體、游戲設(shè)計、動畫設(shè)計及相關(guān)專業(yè)三維建模的初級、中級教材，也可作為職業(yè)院校、三維建模培訓學校和三維建模愛好者的教材或參考書。

第1章3ds Max介紹及基本操作1

1.1軟件簡介1

1.2項目工作流程3

1.3選擇對象5

1.4參考坐標系7

1.5變換對象10

1.6變換中心13

1.7復制對象15

1.7.1克隆15

1.7.2鏡像17

1.7.3陣列18

1.7.4間隔工具21

1.8對齊對象22

1.9位置捕捉和角度捕捉23

1.10凍結(jié)、隱藏和孤立對象25

1.11文件保存和文件合并27

思考與練習29

第2章標準基本體、擴展基本體及建筑對象30

2.1標準基本體30

2.2擴展基本體36

2.3建筑對象42

2.3.1AEC擴展43

2.3.2門43

2.3.3窗44

2.3.4樓梯44

思考與練習46目

錄第3章圖形及二維線形修改器47

3.1圖形種類47

3.1.1樣條線47

3.1.2擴展樣條線55

3.1.3NURBS曲線56

3.2二維線形修改器57

3.2.1“擠出”修改器57

3.2.2“車削”修改器61

3.2.3“倒角”修改器64

3.2.4“倒角剖面”修改器66

思考與練習71

第4章三維對象修改器72

4.1“彎曲”修改器72

4.2“錐化”修改器75

4.3“扭曲”修改器77

4.4“FFD（長方體）”修改器81

4.5“噪波”修改器83

4.6“法線”修改器86

思考與練習89

第5章復合對象90

5.1布爾90

5.2ProBoolean（超級布爾）96

5.3放樣97

思考與練習108目

錄第6章曲面建模109

6.1曲面建模的種類109

6.2網(wǎng)格建模110

6.3多邊形建模113

6.3.1“頂點”子層級113

6.3.2“多邊形”子層級115

6.4面片建模124

6.5NURBS建模128

思考與練習130

第7章材質(zhì)和貼圖技術(shù)131

7.1材質(zhì)編輯器131

7.2材質(zhì)類型132

7.3貼圖通道和貼圖類型134

7.4材質(zhì)庫的創(chuàng)建和調(diào)用162

7.5外部文件路徑和資源收集器164

思考與練習166

第8章燈光技術(shù)167

8.1燈光基礎(chǔ)167

8.1.1燈光類型167

8.1.2燈光布置167

8.2標準燈光168

8.2.1目標平行光168

8.2.2泛光燈170

8.3光度學燈光171

8.4日光系統(tǒng)180

思考與練習186目

錄第9章攝影機技術(shù)、環(huán)境和效果187

9.1攝影機技術(shù)187

9.1.1攝影機基礎(chǔ)187

9.1.2目標攝影機189

9.1.3自由攝影機192

9.2環(huán)境和效果192

9.2.1環(huán)境192

9.2.2效果194

思考與練習198

第10章渲染技術(shù)199

10.1渲染設(shè)置199

10.2默認掃描線渲染器200

10.3mental ray渲染器201

10.4VRay渲染器203

思考與練習207

第11章綜合實踐： 高級建模208

思考與練習222

第12章綜合實踐:高級貼圖223

思考與練習233

實訓和案例列表

實 訓 列 表

實訓1選擇對象的方法7

實訓2參考坐標系的選擇9

實訓3變換對象操作13

實訓4變換中心的使用15

實訓5克隆復制17

實訓6鏡像復制18

實訓7陣列復制20

實訓8間隔工具復制22

實訓9對齊操作23

實訓10角度捕捉的使用24

實訓11凍結(jié)、隱藏和孤立對象操作26

實訓12文件合并操作27

實訓13使用建筑對象建模45

實訓14布爾操作91

實訓15編輯多邊形命令117

實訓16設(shè)置視口背景和環(huán)境貼圖153

實訓17材質(zhì)庫的創(chuàng)建和調(diào)用方法162

實訓18資源收集器的使用165

案 例 列 表

案例1標準基本體建模——液晶電視34

案例2擴展基本體建?！嘲l(fā)39

案例3樣條線建?！ɑ@49

案例4“擠出”修改器——書架57

案例5“車削”修改器——酒杯62

案例6“倒角”修改器——立體文字64

案例7“倒角剖面”修改器——茶幾67

案例8“彎曲”修改器——竹竿73

案例9“錐化”修改器——機械手底座75案例10“扭曲”修改器——冰淇淋78

案例11“FFD（長方體）”修改器——抱枕181

案例12“噪波”修改器——海面84

案例13“法線”修改器——球天模型86

案例14“布爾”建?！樑?3

案例15“放樣”建?！善?7

案例16“放樣”變形1(縮放/扭曲/傾斜/倒角)——螺絲釘100

案例17“放樣”變形2(擬合)——乒乓球拍104

案例18網(wǎng)格建模——石柱110

案例19多邊形建?！?18

案例20面片建?！舱?25

案例21NURBS建?！д?128

案例22標準(standard)材質(zhì)1——軍營135

案例23標準(standard)材質(zhì)2——酒瓶150

案例24標準(standard)材質(zhì)3——盆景154

案例25多維/子對象(Multi/Sub-Object)材質(zhì)——酒盒156

案例26無光/投影（Matte/Shadow）材質(zhì)——花籃158

案例27建筑與設(shè)計（Arch&Design）材質(zhì)——房間1159

案例28標準燈光——軍營白天168

案例29光度學燈光——軍營夜晚172

案例30日光系統(tǒng)——軍營日光180

案例31目標攝影機——攝影機參數(shù)189

案例32大氣——體積光193

案例33效果——鏡頭效果195

案例34Mental Ray渲染器——房間2201

案例35VRay渲染器——房間3203

案例36石墨工具建模——頭盔模型208

案例37“UVW展開”修改器——飛機貼圖2232100433B