Rhino+KeyShot產(chǎn)品設(shè)計(jì)教師姓名：

Rhino是一款強(qiáng)大的三維建模軟件，廣泛應(yīng)用于三維動(dòng)畫制作、工業(yè)制造、科學(xué)研究及機(jī)械設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，支持輸出OBJ、DXF、IGES、STL、3DM等不同格式的文件。Rhino提供了NURBS建模功能，用它建模的過程非常流暢。從設(shè)計(jì)稿、手繪圖到實(shí)際產(chǎn)品，或者只是一個(gè)簡單的構(gòu)思，使用Rhino提供的工具可以精確地制作出渲染效果、動(dòng)畫、工程圖或生產(chǎn)用的模型。在Rhino中可以建立、編輯、分析和轉(zhuǎn)換NURBS曲線、曲面和實(shí)體，不受復(fù)雜度、階數(shù)及尺寸的限制。Rhino也支持網(wǎng)格和點(diǎn)云，讓用戶可以建立任何可以想象到的造型，并且這些造型完全符合設(shè)計(jì)、快速成型、工程、分析和制造所需的精確度。Rhino早些年一直應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，擅長產(chǎn)品加造型與建模，但隨著相關(guān)插件的開發(fā)，Rhino的應(yīng)用范圍變得越來越廣，近些年在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用較多。Rhino配合Grasshopper參數(shù)化建模插件使用，可以快速做出各種有優(yōu)美曲面的建筑造型，其簡單的操作方法、可視化的操作界面深受廣大設(shè)計(jì)師的青睞。另外，Rhino在珠寶、家具、鞋模設(shè)計(jì)等行業(yè)也應(yīng)用廣泛。本章學(xué)習(xí)Rhino的界面、物件類型、基礎(chǔ)設(shè)置等基本知識(shí)，為后續(xù)構(gòu)建三維模型打好基礎(chǔ)。第1章認(rèn)識(shí)Rhino本章導(dǎo)讀Rhino?可以對(duì)?NURBS?曲線、曲面、實(shí)體、細(xì)分?（SubD）幾何圖形、點(diǎn)云和網(wǎng)格進(jìn)行創(chuàng)建、編輯、分析、記錄、渲染、動(dòng)畫制作與轉(zhuǎn)換等。Rhino具有以下特點(diǎn)。（1）自由性：Rhino不受約束，可以建立任何用戶能想象到的造型。（2）精確性：完全符合設(shè)計(jì)、快速成型、工程、分析和制造等所需的精確度。（3）兼容性好：Rhino可以與其他設(shè)計(jì)、制圖、CAM（Computer-Aided?Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造）、工程、分析、渲染、動(dòng)畫制作以及插畫軟件兼容，可輕易讀取與修復(fù)網(wǎng)格及復(fù)雜的?IGES?文件。（4）易學(xué)易用：非常容易學(xué)習(xí)和使用，用戶可以專注于設(shè)計(jì)與想象而不必分心研究軟件的操作。（5）高效率：不需要特別的硬件設(shè)備，即使在一般的筆記本電腦上也可以運(yùn)行。（6）低成本：價(jià)格實(shí)惠，無維護(hù)費(fèi)用。（7）跨平臺(tái)：Rhino是通用的?3D?建模軟件，在Windows和macOS上都適用。1.1Rhino的特點(diǎn)在使用Rhino之前，需要了解Rhino的界面。Rhino的界面主要包括標(biāo)題欄、菜單欄、指令視窗、指令提示、工具列分組、常用工具列、工作視窗、工作視窗標(biāo)題、工作視窗標(biāo)簽、物件鎖點(diǎn)控制、狀態(tài)欄、面板區(qū)這12個(gè)區(qū)域，如圖所示。1.2Rhino的界面1.2.1?標(biāo)題欄標(biāo)題欄用于顯示當(dāng)前模型的文件名稱與大小，如圖所示。1.2Rhino的界面1.2.2?菜單欄Rhino的菜單欄按照功能對(duì)Rhino指令進(jìn)行了分組，該部分涵蓋了建模會(huì)用到的所有工具，因?yàn)槌Ｓ玫墓ぞ叨伎梢栽诠ぞ叻纸M中找到，所以這個(gè)部分可以當(dāng)作“功能詞典”，實(shí)在找不到的工具，可以來此處尋找。將鼠標(biāo)指針懸停在“曲面”菜單上，則會(huì)出現(xiàn)有關(guān)曲面的所有工具。右圖所示為“文件”菜單，下面介紹其中較為常用的指令。1.2Rhino的界面1.2.3?指令視窗與指令提示指令視窗用于顯示指令記錄，指令提示即指令可編輯的選項(xiàng)。例如使用“曲線工具”，指令視窗會(huì)顯示曲線的英文單詞“Curve”，而指令提示處會(huì)出現(xiàn)該工具可編輯的選項(xiàng)，包括“階數(shù)”“適用細(xì)分”“持續(xù)封閉”，如圖所示。通常，在使用Rhino建模的過程中都是先調(diào)用工具，然后根據(jù)指令提示來修改對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)，以實(shí)現(xiàn)需要的效果。輸入指令后，單擊鼠標(biāo)右鍵或按Enter鍵即可執(zhí)行該指令。此外，建模過程中有時(shí)需要進(jìn)行許多重復(fù)的建模操作，可以在指令執(zhí)行完之后單擊鼠標(biāo)右鍵，以快速調(diào)用該指令。1.2Rhino的界面1.2.4?工具列分組工具列分組包含多組工具，它是菜單欄的“圖文版”，如圖所示。菜單欄中的“文件→保存文件”與工具列分組中的“標(biāo)準(zhǔn)→儲(chǔ)存文件”的功能一致。這里可以單擊相應(yīng)的工具列分組，以查找要使用的工具。1.2Rhino的界面1.2.5?常用工具列常用工具列也叫作邊欄工具列，它包含用于啟動(dòng)指令的按鈕，如圖所示。啟動(dòng)Rhino后，工具列分組停靠在工作視窗的上方，常用工具列停靠在左側(cè)邊欄，Rhino中常用的工具都在常用工具列中。用戶也可以將常用工具列懸掛在Rhino界面中的任何位置。1.2Rhino的界面1.2.6?工作視窗與工作視窗標(biāo)題Rhino的工作視窗顯示了Rhino的工作環(huán)境，包括工作視窗標(biāo)題、背景、工作平面格線、世界坐標(biāo)軸圖標(biāo)等。工作視窗是圖形區(qū)域中的窗口，用于顯示模型的各個(gè)視圖，Rhino默認(rèn)提供頂視圖、透視圖、前視圖和右視圖4個(gè)視圖，用戶可在不同的視圖中觀察和編輯模型。工作視窗標(biāo)題顯示在工作視窗的左上角，雙擊某一標(biāo)題則可以快速最大化該工作視窗。使用鼠標(biāo)右鍵單擊工作視窗標(biāo)題或單擊工作視窗標(biāo)題一旁的箭頭圖標(biāo)，可以打開有關(guān)工作視窗的常用工具。其中，使用最常用的就是不同顯示模式的切換。1.2Rhino的界面1.2.7?工作視窗標(biāo)簽工作視窗標(biāo)簽在工作視窗的左下角，它也顯示了各工作視窗的標(biāo)題，高亮顯示的標(biāo)簽代表正在使用的工作視窗。在使用最大化工作視窗時(shí)，單擊工作視窗標(biāo)簽可以快速地在各個(gè)視圖中轉(zhuǎn)換，如圖所示。1.2Rhino的界面1.2.8?物件鎖點(diǎn)控制物件鎖點(diǎn)控制包含持續(xù)性物件鎖點(diǎn)切換復(fù)選框。使用它需要開啟右下方的“物件鎖點(diǎn)”，并勾選需要的鎖點(diǎn)類型。物件鎖點(diǎn)控制主要用于輔助用戶在物件上繪制新造型。例如，繪制了一個(gè)圓，為了以圓心為一個(gè)端點(diǎn)繪制直線段，這里開啟了“物件鎖點(diǎn)”，并且勾選了“中心點(diǎn)”鎖點(diǎn)類型，此時(shí)將鼠標(biāo)指針懸停在圓上，會(huì)提示“中心點(diǎn)”并快速吸附中心點(diǎn)的位置，輔助繪制直線段的起點(diǎn)。1.2Rhino的界面1.2.9?狀態(tài)欄狀態(tài)欄位于Rhino界面的底部，用于顯示目前的坐標(biāo)系統(tǒng)、鼠標(biāo)指針?biāo)诘奈恢玫刃畔?，以及“鎖定格點(diǎn)”“正交”“平面模式”“物件鎖點(diǎn)”“智慧軌跡”等功能。1.2Rhino的界面1.2.10?面板區(qū)在默認(rèn)情況下，面板區(qū)在Rhino界面的右側(cè)。面板區(qū)頂部從左往右依次為“屬性”“圖層”“渲染”“材質(zhì)”“材質(zhì)庫”“說明”這6個(gè)標(biāo)簽，單擊標(biāo)簽可以切換至相應(yīng)面板。其中使用頻率最高的就是“圖層”面板，該面板可以將不同屬性的物件歸類到不同的圖層中。1.2Rhino的界面Rhino中有各種工具，用于創(chuàng)建和編輯各種類型的物件，下面介紹其中常見的物件類型。1.3Rhino中的物件類型1.3.1?曲面Rhino中的曲面是指一種可無限薄、無限柔軟，具有數(shù)學(xué)定義的數(shù)字膜。曲面由一些輪廓曲線和一些內(nèi)部曲線（稱為結(jié)構(gòu)線）來表示，下圖所示分別為曲面在線框模式和著色模式下的效果。1.3Rhino中的物件類型1.3.2?多重曲面Rhino中的多重曲面是指由兩個(gè)或者多個(gè)曲面組合在一起所形成的物件。下圖所示分別為多重曲面在線框模式和著色模式下的效果。1.3Rhino中的物件類型1.3.3?實(shí)體在Rhino中可以直接建立實(shí)體，如球體、柱體等，也可以對(duì)單一曲面進(jìn)行封閉以形成一個(gè)實(shí)體。圖所示為球體在著色模式下的效果。1.3Rhino中的物件類型1.3.4?曲線在?Rhino的相關(guān)術(shù)語中，“曲線”（Curve?）一詞包括直線、多重直線（一系列首尾相連的直線段）、圓弧、橢圓、圓、自由曲線等。?曲線通常是用來創(chuàng)建和編輯曲面的。例如，可以使用曲線修剪一個(gè)物件，也可以使用曲線制作3D模型的2D圖紙或者將曲線作為建模參考線。從曲面可以提取并分離出曲線，所有曲面都有邊緣，因此提取曲面的邊緣曲線是可行的。除了可以提取邊緣曲線之外，還可以提取曲面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)線。圖所示為曲線在著色模式下的效果。1.3Rhino中的物件類型1.3.5?輕量級(jí)擠出物件與多重曲面和實(shí)體相關(guān)的另一種物件類型是輕量級(jí)擠出物件。輕量級(jí)擠出物件是由輪廓線、擠出方向和擠出距離定義的。與多重曲面相比，輕量級(jí)擠出物件使用更少的內(nèi)存，更快的網(wǎng)格，保存的文件也會(huì)更小。圖所示為輕量級(jí)擠出物件在著色模式下的效果。1.3Rhino中的物件類型為了輔助后續(xù)的建模操作，這里進(jìn)行一些基礎(chǔ)設(shè)置，這些基礎(chǔ)設(shè)置都在“Rhino選項(xiàng)”對(duì)話框中，單擊“選項(xiàng)”圖標(biāo)可打開該對(duì)話框，如圖所示。1.4建模前的基礎(chǔ)設(shè)置1.4.1?線框模式在“Rhino選項(xiàng)”對(duì)話框中將“物件”的“控制點(diǎn)的型式”修改為“中心為白色的正方形”，“控制點(diǎn)大小”修改為5，在“Rhino選項(xiàng)”對(duì)話框中將“曲線”的“曲線線寬”修改為3。1.4建模前的基礎(chǔ)設(shè)置1.4.2?著色模式在“Rhino選項(xiàng)”對(duì)話框中將“著色模式→著色設(shè)置→顏色&材質(zhì)顯示”修改為“全部物件使用單一顏色”，顏色設(shè)置為藍(lán)色。在“Rhino選項(xiàng)”對(duì)話框中將“著色模式→著色設(shè)置→背面設(shè)置”修改為“全部背面使用單一顏色”，顏色設(shè)置為黃色。在“Rhino選項(xiàng)”對(duì)話框中將“物件”的“控制點(diǎn)的型式”修改為“中心為白色的正方形”，“控制點(diǎn)大小”修改為5。將“曲線”的“曲線線寬”修改為3。1.4建模前的基礎(chǔ)設(shè)置1.4.3?渲染模式將“渲染模式→工作視窗設(shè)置→背景”修改為“使用程序設(shè)置”。將“渲染模式→照明配置→照明方式”修改為“默認(rèn)照明”。取消勾選“啟用陰影”復(fù)選框。1.4建模前的基礎(chǔ)設(shè)置在Rhino的工作視窗中，利用鼠標(biāo)可以完成多種基礎(chǔ)操作。1.5Rhino中鼠標(biāo)的多種應(yīng)用1.5.1?點(diǎn)選與框選物件點(diǎn)選：單擊物件。全選框選：從左往右拖曳鼠標(biāo)框選物件，若物件全部在框中則該物件被選中。半選框選：從右往左拖曳鼠標(biāo)框選物件，拖曳出的方框碰到的物件會(huì)被選中。1.5Rhino中鼠標(biāo)的多種應(yīng)用1.5.2?視圖的常見操作放大視圖：往前滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪即可放大視圖?？s小視圖：往后滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪即可縮小視圖。旋轉(zhuǎn)視圖：按住鼠標(biāo)右鍵不放進(jìn)行拖曳即可旋轉(zhuǎn)當(dāng)前視圖。1.5Rhino中鼠標(biāo)的多種應(yīng)用1.5.3?中鍵設(shè)置單擊鼠標(biāo)中鍵會(huì)彈出一個(gè)常用工具框，里面默認(rèn)提供了許多常用工具，用戶可以將自己常用的工具放到該工具框中，這樣，以后調(diào)用這些工具時(shí)會(huì)更加高效。將工具放入常用工具框的操作流程如下。單擊鼠標(biāo)中鍵調(diào)出常用工具框，拖曳常用工具框上方淺灰色區(qū)域，可將其懸掛在界面中的任意位置。使用同樣的方法將“建立曲面”工具列也懸掛在界面中的任意位置。1.5Rhino中鼠標(biāo)的多種應(yīng)用Rhino中的操作軸用于物件的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和縮放。在狀態(tài)欄中單擊“操作軸”可以開啟或關(guān)閉操作軸?！安僮鬏S”開啟之后，選中物件，物件中就會(huì)出現(xiàn)操作軸。1.6認(rèn)識(shí)Rhino中的操作軸1.6.1?物件的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和縮放操作軸中的紅、綠、藍(lán)3種顏色的軸線分別代表x、y、z軸。其中，箭頭標(biāo)識(shí)用于移動(dòng)物件，弧線標(biāo)識(shí)用于旋轉(zhuǎn)物件，方塊標(biāo)識(shí)用于縮放物件。兩軸移動(dòng)：若要同時(shí)朝兩個(gè)軸向移動(dòng)物件，可以拖曳操作軸中的“雙色方塊”，例如拖曳“紅綠方塊”，可以讓物件同時(shí)朝x和y兩個(gè)軸向移動(dòng)。三軸縮放：若需要沿3個(gè)軸向等比縮放物件，可以在拖曳其中一個(gè)軸向上的方塊的同時(shí)按住Shift鍵。1.6認(rèn)識(shí)Rhino中的操作軸1.6.2?精確移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和縮放物件單擊任意軸向上的箭頭、弧線或方塊標(biāo)識(shí)，輸入數(shù)值后按Enter鍵，可完成物件的精確移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或縮放。1.6認(rèn)識(shí)Rhino中的操作軸1.6.3?快速復(fù)制物件按住Alt鍵的同時(shí)拖曳物件，即可完成物件的移動(dòng)復(fù)制。1.6認(rèn)識(shí)Rhino中的操作軸1.6.4?快速擠出物件當(dāng)物件為單一曲面或曲線時(shí)，x、y、z軸的箭頭標(biāo)識(shí)上會(huì)多出一個(gè)圓點(diǎn)標(biāo)識(shí)，該標(biāo)識(shí)用于快速擠出物件。下圖所示分別為擠出前后的造型。1.6認(rèn)識(shí)Rhino中的操作軸1.7.1?物件的創(chuàng)建和刪除創(chuàng)建物件的例子如下。單擊“立方體：角對(duì)角、高度”工具。根據(jù)指令提示，確定“底面的第一角”的位置，這里以中心點(diǎn)為頂點(diǎn)進(jìn)行繪制，單擊“中心點(diǎn)”。根據(jù)指令提示，在“底面中心點(diǎn)”輸入框中輸入0，按Enter鍵后則該立方體的底面將以坐標(biāo)原點(diǎn)為立方體對(duì)角線的交點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)建。移動(dòng)鼠標(biāo)指針，單擊確定“底面的另一角”的位置，移動(dòng)鼠標(biāo)指針，單擊確定立方體的高度，完成物件的創(chuàng)建。1.7物件的常用操作1.7.2?物件可見性除了隱藏和顯示圖層之外，也可以對(duì)單個(gè)物件進(jìn)行隱藏和顯示操作。物件可見性在“可見性”工具列中進(jìn)行設(shè)置。以下3種為常用的物件可見性操作。隱藏選中物件：選中物件后，單擊第1個(gè)“小燈泡”，即可隱藏當(dāng)前選中物件。顯示所有物件：選中物件后，使用鼠標(biāo)右鍵單擊第1個(gè)“小燈泡”圖標(biāo)，即可完成所有物件的顯示。隔離物件：選中物件后，單擊第4個(gè)“小燈泡”圖標(biāo)，即可完成當(dāng)前選中物件的單獨(dú)顯示。1.7物件的常用操作1.7.3?物件的鎖定與解鎖除了鎖定和解鎖圖層之外，也可以對(duì)單個(gè)物件進(jìn)行鎖定和解鎖操作。選中物件后，單擊“鎖”圖標(biāo)即可完成當(dāng)前物件的鎖定，鎖定的物件不可被選中和編輯。使用鼠標(biāo)右鍵單擊“鎖”圖標(biāo)，即可解鎖場景中已鎖定的物件。1.7物件的常用操作建模輔助工具在Rhino界面的狀態(tài)欄中，可以通過單擊操作來打開和關(guān)閉，除了前面講的“物件鎖點(diǎn)”和“操作軸”之外，還包括“鎖定格點(diǎn)”“正交”“平面模式”“智慧軌跡”“記錄建構(gòu)歷史”工具。1.8建模輔助工具