建模是三维物体中最重要的一环，就像一道复杂的数学题一样，非常考验大家的思维水平。一个物体模型怎样才能简单、高效完成，建模思路与方法非常重要，本章我们来学习这一高阶建模技术与方法。
3.1切线建模 3.2镜像建模 3.3插件建模 3.4扭曲建模
3.1切线建模
【技术学习目标】 掌握环切工具操作
掌握线性衰减的含义，并能结合变换操作 掌握切刀、切分工具操作 【设计学习目标】
理解设计的人性化原理 会运用人性化原理进行设计 学习任务：
椅子的制作
物体变形建模是指一个物体（包括组合物体）在编辑模式下用建模工具对其点边面增加切线，产生更多可操作的点边面，从而制作出更复杂三维模型的过程。
利用立方体制作如图3- 1所示的椅子。
图3- 1 椅子三维模型
观察椅子包括那几个部件，想想它是由什么物体变换来的？（参考：
椅脚、椅面、靠背）
设计的人性化原理
人性化设计是指以“以人为本”的思想为指导，以满足人的物质、精神、生理、心理等方面的要求为前提，以创造出安全、舒适的产品为目标的设计方法。人性化的设计观是工业设计 经导入期、发展期、成长期 发展到现在的成熟期以后出 现的一种新的设计哲学。人：包括两方面的含义： 一是正常人，包括成年人和儿童； 二是弱势群体，包括残障人士和其他行为能力障碍者。
人性化设计原理就是把人的理性要求和感性要求融入到产品造型设计中去，使产品的功能与形态、结构和外观、材料和工艺等诸多因素充分满足人的要求，达到产品与人的完美协调。
图3- 2 左：LED平板阅读灯 右：ToTo\"适老化\"卫浴产品
如图3- 2产品，请分析它的人性化设计部分。
制作分析
先制作椅面造型，然后用切线产生椅背挤出面与椅脚面，通过挤出产生椅背与椅脚，为增加稳定性，椅脚增加横杆连接，最终建模成成椅子三维物体。
因此物体变形建模制作三维物体思路如图3- 3所示过程：
图3- 3 物体变形建模过程
一、椅面制作
用切线工具让立方体产生椅背与椅脚挤出面，另外为人性化设计，把椅面变形成凹陷形。
1.在用户视图中心游标处添加立方体，锁住Z轴缩放到0.05m，完成后应用缩放，结果如图3- 4所示。
图3- 4 添加立方体并缩放
2.进入编辑状态，按快捷键[Ctrk]+[R]产生一条切线，然后向左移动，在左下角环切参数中把系数设为-0.9，设置界面如图3- 5左图所示，结果如图3- 5右图所示。
图3- 5 加切线
环切
环切（Loop cut and slide），它可以在物体上环绕添加一圈或多圈边，并移动到想要的位置。在工具栏上也有命令按钮
。环切后直接按数字
或者转动滚轮，选择环切次数。除切割次数外下面说说其他几个参数的含义： 平滑度和衰减方式：平滑度为正数表示切线向外放大，为负数是向里缩小；衰减方式是多条切线伸缩衰减情况，有平滑、平方、线性等。 系数：向两边靠近的参数，数字小向前，数字大向后。 环切是建模中重要的工具之一，许多边面造型切割用到它。
完成其他3条切线制作。操作时可一条一条切线完成，如果一次产生
两条切线，可结合缩放或属性面板移动切线，如
图3- 6所示。）
图3- 6两条切线缩放操作
通过切线在立方体四个角处产生4个面，如
图3- 6右图所示。
3. 在X轴方向按快捷键[Ctrk]+[R]产生9条切线，如图3- 7所示。
图3- 7 9条切线
4.在3D视图顶端工具栏中单击衰减编辑（默认是关闭的），选择启
用，衰减方式同环切，选择平滑方式。选中中间环切线按快捷键[G]移动，锁住Z轴朝下移动鼠标到适当的凹位（与人体臀部弯曲相当），结果如图3- 8左图所示。
图3- 8
衰减移动
注：此处衰减方式比环切多几种，如随机、常恒等，具体请看软件界面。 二、靠背制作
靠背是椅子两侧挤出面挤出完成，靠头位置还要两条横杆。
1.选择椅面Y轴左侧的两个面，挤出1.5m，每个环切8次，然后用衰减编辑移动顶部两个面，弯曲如人的脊背，如图3- 9所示。
图3- 9 连续挤出
2. 在前视图模式中，按快捷键[K]切割椅柱，接着再按键[C]、[Z]，移动切线位置到靠背顶部下一点的位置并回车，结果在两条椅柱上均产生了切线，如图3-
10所示。
图3- 10 切割
3. 在顶点模式删除两条靠背上面的4个顶点并封口（4个点建面），这样上面就平了。
切刀（Knife Tool）
切刀工具可用于交互式地细分（削减）几何线或创建洞。快捷键是[K]，按下后还有几个快捷键参数，按住[Ctrl]捕捉中点；按下[Shift]键取消捕捉，自由切割（默认切刀是开启捕捉顶点的）；按 [C] 键角度限制切割；双击封闭切割，当在中间切割一个洞时，双击鼠标，自动封闭；按[Z]键透切，不仅可视面被切割了，背面也会被切割。切割时按住鼠标中键可移动视图，方便切割。 本处按键[C]、[Z]表示按水平方向透切。
另外还有一个切分BISECT工具，在网格菜单中的，操作时要先选中要切割的边面，单击工具或快捷键[Shift]+2出现切分图标，在参数面板上有三个重要选
项：填充、清空内侧与清空外侧，即在切割时自动删除一侧，还可自动填充切割面。如图3- 11所示。
图3- 11 切分
思考切刀、环切与切分工具操作与效果异同？
3.删除如图3- 12左图所示选中面，然后用桥接工具[LoopTools]连接，结果如
图3- 12右图所示。
图3- 12 桥接
三、椅脚制作
选中椅面底部四个面，挤出生成椅脚。操作时选中底部四个边角面挤出，锁住[Z]轴，长度为1.5个单位，结果如图3- 13左所示，最后效果如图3- 13右图所示。
图3- 13 椅脚
给椅子加四条脚横档，增加椅子的稳固程度。
最后文件命名为“3.1椅子.blend”保存。
请结合所学知识偿试选择下面的物体进行制作，制作时可加上你的创意。
圆形靠背椅子
沙滩椅
普通靠背椅子
四脚凳
3.2镜像建模
【技术学习目标】 掌握镜射工具操作 理解删除多余重叠点 掌握面按块挤出操作 【设计学习目标】
理解设计的技术美学原理 会运用技术美学原理进行设计 学习任务：
怀表的制作
镜像建模是指对称结构的三维模型，通过制作一半甚至是1/4，另一半通过镜像工具自动生成，最后一起合成目标三维物体的建模过程。
利用圆环制作如图3- 14所示的怀表。
图3- 14 怀表三维模型
观察怀表包括那几个部件，想想它是怎样制作出来的？（参考：表
盘、表针与表把）
设计的技术美学原理
技术美学把功能、结构、形式这三个概念统一成整体，追求功能美和形式美，以达到使用和观赏两方面的审美需求。设计时遵循以下四点原则：
主体原则：审美创造是为了人。 功能原则：物质功能和精神功能。
综合原则：产品美首先在于功能美，并通过形式美体现之，而且体现了
产品的功能、形态、色泽、结构、材料等的综合统一，体现效能、经济和美的统一。
发展原则：美具有时代性、模糊性、导向性和多样性，必须不断创新。
图3- 15 表
如图3- 15产品，请分析它的技术美学部分。
制作分析
表盘是圆形对称结构，先制作1/4表盘，包括里面的分隔，然后利用镜像功能生成整个表盘，再制作表针和表把，最终建模成成椅子三维物体。
一、制作表盘
用基本网格物体：环体，通过删除3/4后变形制作表盘的1/4，然后用镜像制作成表盘。
1. 在用户视图中心游标处添加网格：环体，段数为60，参数界面如图3- 16左图所示，结果如图3- 16右图所示。
图3- 16 添加环体
2.切换到编辑模式、顶视图（正交）、线框、顶点模式下操作，先删除左下3/4，选择界面如图3- 17左图所示，再删除里面8段，选择界面如图3- 17中图所
（注意边界处的顶点） 示，结果如图3- 17右图所示。
图3- 17 删除部分
3.打开修改器，添加镜射功能，钩选X、Y与合并，设置界面如图3- 18右图
所示，结果如图3- 18左图所示。
图3- 18 镜像修改器
镜射操作
镜射是以质心点为中心的对称复制与镜像操作。一般物体的质心点在物体中心，多个物体组合的物体，以最后一个物体的质心点为质心点。如果要改变质心点，单击：物体-设置原点，或者右键选择设置原点，如图3- 19所示，选择不同的方式设置原点。另外镜射界面中合并限距也很重要，特别对改变过质心点的镜射操作，否则容易产生对称轴处的裂缝。
图3- 19 改变质心点
4.选中底顶点，挤出，取消移动；轴点设为游标再缩放，锁住XY平面(按快捷键[Shift]+[Z]),按数字键[0]；单击：顶点-合并顶点-按距离（或右键打开上下文菜单）删除多余重叠点（15个），操作如图3- 20所示。
图3- 20 删除重叠点
锁住平面法向缩放操作
不少操作是要求在同一平面进行的，在物体自身的坐标平面里操作，可通过锁住轴或平面进行，像上面案例，如果不锁住XY平面，直接输入数字0，生成的平面会是中心凹的，不是与所选顶点同平面。
5.选中上顶点；先朝里挤出，取消移动；再缩放（锁住XY平面）一点作边；再朝下挤（锁住Z轴）到中心处；最后同上第4步，挤出、缩放、删除多余重叠点（删除后所有点才会集成一点，否则是叠在一块的），结果如图3- 21所示。
图3- 21 挤出时钟面
6.制作时钟分隔。先加切线，如图3- 22（1）所示；在边模式下选中切线下面的边先挤出，取消移动；再法线缩放，如图3- 22（2）所示；在面模式下按快捷键[Ctrl]+[F]选择生成厚度（注意面的法线方向，不一致需要改变），如图3- 22（3）所示；每5个分隔再选择面生成厚度成双份，如图3- 22（4）所示。
（1） 加切线 （2）选择线缩放
（3）生成厚度 （4）双份厚度
图3- 22 分钟分隔
生成厚度
它是把一个由面构成的模型生成有厚度的模型。快捷键是[Ctrl]+[F]，打开后选择就行了，它只有一个参数项：厚度值。能生成厚度还有如下操作： （1）由挤压生成厚度。一般采用各面或各块挤出。
（2）使用修改器的实体化功能。这个修改器是参数化控制的，本身对原模型没有破坏改变。
7.调整造型与分隔完毕后，在物体模式单击修改器镜像的应用按钮，完成闹钟主体制作，如图3- 23所示。
图3- 23 应用修改器
二、制作表针
制作心形表针，因为是对称结构，先制作一半，再用镜射生成。制作变化过程如所示。表针经过镜射后，Y轴上的点会产生重叠，如图3- 24（3）所示，需要用移除重叠点才能合并两个相距很近的顶点，或者删除重新连接。
图3- 24 表针制作
完成表针形状绘制后，向上挤出0.1生成时针；复制一个时针，移动底部面使时针拉长变成分针，结果如图3- 25所示。
图3- 25 分针复制
按上述要求完成表针制作。
三、制作表把等部件
表把部分包括旋转把子，还有一个圆环挂件。制作表把时在游标中心添加柱体来完成，经过内插面、挤出、缩放等操作完成；制作圆环挂件用环体经过缩放来完成。结果如图3- 26所示。
最后文件命名为“3.2怀表.blend”保存。
图3- 26 表把制作
按上述要求完成表把等部件制作，也可以上网搜索怀表，参考实物制作
更多的部件进行创新，增加怀表的技术美感。
请结合所学知识偿试选择下面的物体进行制作，制作时可加上你的创意。
闹钟 学生桌椅
带摄像头的眼镜 哑铃
3.3插件建模（2.8以下版本才有）
【技术学习目标】
掌握插件Insert Polynon操作 掌握相似选择操作
掌握插件：LoopTools圆环操作 【设计学习目标】
理解设计的技术美学原理 会运用技术美学原理进行设计 学习任务：
笔筒的制作
插件是Blender软件的一大特色，它是拓展功能的重要途径。好的插件能提高工作效率，过去用常规命令几步都难做的，如果用合适的插件一步就可能搞定。
利用插件Insert Polynon制作如图3- 27 笔筒三维模型所示的笔筒。
图3- 27 笔筒三维模型
观察笔筒三维模型，想想用前面所学知识能否制作出来的？
设计的生活原点原理
设计不是单纯的美学，设计的原点是生活。设计起源于生活，设计是为了改善生活质量和更好的生活。可以遵循以下原则：
生路中的形态就是设计元素 生活中的需要就能引发设计 生活中的不方便就是改造点
图3- 28 日常用品
如图3- 28 日常用品产品，请分析其中的生活原点原理。
制作分析
先用柱体去掉上下两个底面，然后添加切线，把柱体侧面分割成一个个方格面，然后用插件Insert Polynon插入多边形面，调整多边形面，最后再制作笔筒上沿与底面。 一、笔筒侧面制作
1.在用户视图中心游标处添加柱体，参数默认，并删除上下两面，结果如图
3- 29 删除柱体上下面所示。
图3- 29 删除柱体上下面
2.进入编辑状态，按快捷键[Ctrk]+[R]产生切线，输入数字10，切换到面模式，结果如图3- 30 加10条切线所示。
图3- 30 加10条切线
3.添加插件Insert Polynon后，在工具栏单击打开，在左下角参
数界面中设置比例为绝对，数量为0.03，取消默热选择的Region，界面如图3- 31
Polynon操作右图所示，结果如图3- 31 Polynon操作左图所示。
图3- 31 Polynon操作
Insert Polynon操作
插件Insert Polynon是在所选平面上插入多边形面，参数选项中比例有百分比与绝对两种，无论选择那一种，数量越大产生的面越小。
4.在面模式取消所有选择，右击选择一块方形面，单击3D视图处的菜单选择，再单击选择相似（快捷键[Shift]+[G]，界面如图3- 32 选择相似图形右图所示），选择周长就可以选择所有周长相同的面，结果如图3- 32 选择相似图形左图所示。
图3- 32 选择相似图形
相似选择
选择相似是能快速选择类似形状的面。主要选项有材质、图像、区域、多边形面数、周长、法线、共面等，快捷键是[Shift]+[G]。根据这些特征我们来完成选择。
5.删除所选择的面，结果如图3- 33 删除面所示。
图3- 33 删除面
二、笔筒底部制作
根据生活知识可知为防止笔筒底面磨损，底部制作成吊角楼一样，不平底建面，制作一圈底脚。制作过程如下：
1.在线模式下选择所有底线，按[E]挤出0.05，结果如图3- 34 选择低边线所示。
图3- 34 选择低边线
2.继续挤出但取消移动；按[S]法线缩放一点作底边（参考x/y/Z为0.98），结果如图3- 35 挤与缩放所示。
图3- 35 挤与缩放
3.在第一段挤出面上加切线，往上移动靠挤出边，然后按快捷键[F]创建面，结果如图3- 36 创建面所示。
图3- 36 创建面
三、笔筒上端外沿制作
为美观上端外沿制作成外突形状。制作过程如下：
在线模式下选择所有上端边线，按[E]挤出0.06，接着再挤2次，每次0.03；选择第三次挤出边按[S]法线缩放一点作外沿（参考x/y/Z为1.03），结果如图3- 37
挤出外沿面所示。
图3- 37 挤出外沿面
上述制作完毕后，为使外沿与底部边光滑，制作倒角，段数参考为3，效果如图3- 38 实体化左图所示；最后再实体化，厚度参考0.02，结果如图3- 38 实体化右图所示。
图3- 38 实体化
在笔筒中加十字分隔板，平均分成4隔，这样的笔筒更实用。
最后文件命名为“3.2笔筒.blend”保存。
请结合所学知识偿试选择下面的物体进行制作，制作时可加上你的创意。
笔筒 牙刷
书灯夹子 蓝牙音响
3.4扭曲建模
【技术学习目标】
掌握扭曲（相连衰减）操作 掌握简易变形操作 掌握表面细分局部调节操作 【设计学习目标】
理解设计的视觉传达设计原理 会运用视觉传达设计原理进行设计 学习任务：
莫比乌斯带的制作
扭曲、弯曲等简易变形是建模中常用的一种手段。很多工业接件弯头、旋转螺丝可以通过简易变形来完成，呈现出机械制作的视觉美感。
利用立方体制作如图3- 39所示的莫比乌斯带。
图3- 39
莫比乌斯带三维模型
观察莫比乌斯带，想想它是怎样制作出来的？
设计的视觉传达设计原理
视觉传达设计是指依据特定的设计目的，对信息进行分析、归纳并通过文字、图形、色彩、造型等基本要素进行设计创作，是将可视化信息传达给受众并对受众产生影响的过程。视觉传达一般归纳为以下五个程序：视觉传达一般归纳为：“谁”、“把什么”、“向谁传达”、“效果、影响如何”四个程序。 视觉传达设计原理主要内容有：
（1）人类视觉具有将暧昧的形和色朝着简练的形和色，将复杂的东西还原成简洁化的倾向，传达越是简练越有强烈的效果。
（2）形、色、材质等性质相似的若干图形之间容易作为一图形而表现出统一，距离较近的若干图形容易作为一图形而产生统一，反之距离越远就越远离统一。
（3）借助性质完全不同的对比要素以强调分离相互的特性，以便能在远方看清图形和文字。此外还可借助性质完全不同的对比要素以强调相互的特性，以便在远方看清图形和文字。
（4）错觉既妨碍“可视性”，又可以利用来提高画图的注目性。
图3- 40 视觉产品
如图3- 40产品，请分析它的视觉传达设计部分。
制作分析
先用一个立方体左右两个面各挤出8次做成一条长立方体，然后在一端扭曲180度，再折弯变形成类似手环的三维物体。 一、制作长立方体块
1. 在用户视图中心游标处添加立方体；切换到编辑模式，在面模式下选择Y轴左右两面；按快捷键[Alt]+[E]各块挤出，结果如图3- 41所示。
图3- 41 各块挤出
2. 按快捷键[Shift]+[R]重复上一步各块挤出，这里重复8次，结果如图3- 42所示。
图3- 42 重复挤出
3.给中间块立方体加1条切线，结果如图3- 43所示。
图3- 43 中间加切线
4.选择长立方体左右两个端面删除，结果如图3- 44所示。
图3- 44 删除左右两个侧面
5. 在边模式下选择左端环形边，锁住X轴旋转180，衰减编辑为相连项，衰减方式为线性，衰减编辑区大小为15（最后那个边框不能动），界面如图3- 45右图所示，结果如图3- 45左图所示。
图3- 45 衰减旋转
注意：
衰减编辑
在进行变换操作时，允许按距离的衰减对其他点边面实现变换。本处扭曲就是在旋转时利用衰减编辑项来达到目的的变换（例如位移、旋转、缩放）操作。启用衰减编辑后有四个选项：相连项、投射式（2D）、启用、禁止。作用如下： 相连项：是指对选择中的部分元素进行变换的时候，会影响与这些元素相连的其他元素。在变换过程中，可以通过鼠标滚轮来控制衰减范围。
投射式（2D）：与相连性不一样的是，会影响网格内的所有元素（包含其他
孤立部分），而且影响范围是基于视觉。当衰减完之后，可以通过顶视图看到，它是不规则的，因为基于屏幕的视觉。
衰减方式常见有7种：Random（随机）、Constant（连续）、Linear（线性）、Sharp（尖锐）、Root （根部）、Sphere（球面）和 Smooth（平滑）等。 衰减编辑区大小要根据变换来调整，可逐渐增大或减小数字来找到合适的数值。如本例增加到15时旋转刚好传导到末端（末端不能旋转，否则不能与左端接合）。
利用衰减编辑制作地形图。
二、简易变形
1. 在编辑模式下全选物体，添加修改器：简易变形，单击弯曲项，在形变角度中输入360度，界面参数如图3- 46右图所示，结果如图3- 46左图所示。
图3- 46 简易变形
简易变形
简单变形修改器允许对一个物体（网格、晶格、曲线、表面和文本均支持）应用简单的形变。打开简易变形后，有4个选项：扭转（绕着Z轴方向旋转）、弯曲（在Z轴方向弯曲）、锥化（沿着Z轴方向线性缩放）、伸展（沿着Z轴方向线性伸展，并通过X、Y轴反方向上的缩放保持体积不变）。
弯曲中主要选项有：顶点组（用来指示是否受变形影响以及各个顶点影响多
少）、参考点（定义变形原点的物体名称。通常为空）、形变（可以取负值以达到相反的形变效果）、限制（设置变形的上限和下限，上限不得低于下限）。 注意：
（1）操作中有时无法变形成功，它是因为变换时没有应用，可在物体模式按快捷键[Ctrl]+[A] 进行变换，选择上面相应变换操作就行了，本处是旋转。 （2）在编辑模式进行简易变形可在y轴移动物体改变弯曲内外孔径大小，在物体模式进行简易变形不能改变孔径大小。
用另外一个物体当形变的原点和轴向，可以产生很不一样的效果。偿试
在参考点中用空物体：纯轴来控制弯曲中心。空物体：轴的添加如图3- 47所示。
图3- 47 空物体
2.返回物体模式，应用简易变形修改器；再次回到编辑模式，选择所有顶点，单击：顶点-合并顶点-按距离（或右键打开上下文菜单）删除多余重叠点（4个），结果如图3- 48所示。
图3- 48 移动重叠点
注意：应用修改必须在物体模式下。此处移除重叠点4个，如没有成功的话需要增大合并间距移除重叠点。 三、调整局部细分
到此莫比乌斯带基本制作完了，但表面由一段一段组成，需要平滑。制作过程如下：
1.在编辑模式下添加修改器：表面细分，细分项设置视图1级、渲染2级，界面如左图3- 49图所示，结果如图3- 49右图所示。
图3- 49 表面细分
2.给模型加4条横切线，朝横边移动，目的是突出4条边的细节（在多边形建模中加切线是非常重要的概念，布线的方式密度等因素将会影响最后的效果，做出更多的细节）。如图3- 50所示红色箭头指向的3条黄色环切线的分布。
图3- 50 硬边操作
利用切线调整局部细分，突出细节
由于细分或光滑后所有边线全部光滑，如需突出局部边角细节，需要加环切线来处理。
3.切到物体模式，这时就可以加大视图的细分级别了，一般4就可以了，之后在左边工具中找到平滑点击一下，从视图中就可以看到更加光滑的表面了，如
图3- 51所示。
图3- 51 光滑处理
最后在属性设置中材质基础选择金色，金属度设为1，其他默认，打开视图预览着色为庭院模式（Courtyard.exr）。然后文件命名为“3.4莫比乌斯带.blend”保存。
给三维物体增加光滑程度可通过修改器表面细分和平滑着色来进行，请探讨
一下它们的异同。
请结合所学知识偿试选择下面的物体进行制作，制作时可加上你的创意。
指南针 激光唱机
苹果充电头 蓝牙耳机
本章涉及到软件、建模与设计知识的思维导图
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