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3.2 几何基本体建模

本节介绍C4D的几何基本体建模工具及其参数设置方法。

3.2.1 空对象和临时对象

空对象就是看不见的虚拟对象,虽然什么都看不见,但可以用来作为其他可见的场景对象的集合。

临时对象就是用来作为临时参考的对象,可以删除,但不会影响其他场景对象。

1.空白

空白对象是一个空的集合,也称为“组”,空集中没有对象时,什么都没有,也看不见。当添加了对象到空集后,就形成了对象组。这些在对象组中的对象可以同时进行相同的操作。一个场景中允许创建多个空白对象(也就是多个“对象组”或“对象集”)。

创建空白对象后,可以在其中放置其他对象,将场景中的其余元素组合在一起。这个工具也是经常使用到的。例如,通过“对象”管理器将多个对象拖至“空白”对象中称为其子级,然后选中空白对象并进行平移操作,空白对象子级中的所有子对象将会一起平移运动,如图3-7所示。

图3-7

以上是手动创建空白子级对象的方法。当先期创建了很多对象,并且在“对象”管理器中按住Ctrl键选取多个对象后,可以在“对象”管理器面板的“对象”菜单中选择“群组对象”命令,系统自动将所有对象合并到一个空白对象中,如图3-8所示。

图3-8

2.空白多边形

空白多边形也是一个空的集合,或者称为“空的群组”。这个空白多边形对象用来在其中放置多边形。当然也可以当作“空白对象”使用,将基本体对象放置其中。

3.引导线

“引导线”工具可以创建线段、射线和直线,也可以创建参考平面。引导线可以用作辅助参考线,当不需要时可将其删除。

引导线只有一个节点,也就是中点。单击“引导线”按钮 ,系统在视图中创建引导线,默认情况下引导线的中点在世界坐标系的原点,如图3-9所示。

在“属性”管理器面板中显示“引导对象(引导线)”选项设置面板,如图3-10所示。其中“对象”选项卡中的主要选项含义如下。

图3-9

图3-10

● 类型:引导线的类型包括直线类型和平面类型。直线类型就是创建参考直线;平面类型就是创建参考平面,如图3-11所示。

● 直线模式:当设置为“直线”类型时,“直线模式”单选按钮变得可用。直线模式有3种:无限(无限长度的直线)、半直线(射线)和线段(有限长度的直线)。

● X尺寸:当引导线类型为“平面”时,此单选按钮被激活,用于设置X轴方向的边长。

● Z尺寸:当引导线类型为“平面”时,此单选按钮被激活,用于设置Z轴方向的边长。当引导线类型为“直线”、直线模式为“分段”时,用于设置直线在Z轴方向的长度,如图3-12所示。

图3-11

图3-12

● 空间模式:选中此单选按钮,当引导线类型为“直线”时,可以同时创建X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的直线,如图3-13所示。当引导线为“平面”时,将同时创建3个参考平面,如图3-14所示。

图3-13

图3-14

● 枢轴中心:当引导线类型为“平面”时,此单选按钮被激活。选中时,操控器将显示在参考平面的中心。

3.2.2 标准基本体

标准基本体非常易于创建,只需单击相应按钮,即可自动完成创建。

每种几何体都有参数,以控制产生不同形态的几何体,如锥体工具就可以产生圆锥、棱锥、圆台和棱台等。通过参数的变换和各种修改工具,可以将标准几何体编辑成各种复杂的形体。

1.长方体

长方体是最简单的内置模型,广泛应用于初始建模,可用来制作墙壁、地面或桌面等简单模型。主要由长、宽和高3个参数确定,它的特殊形状是正方体。

在上工具栏的“对象”工具列中单击“立方体”按钮 ,系统自动在坐标系原点创建一个默认尺寸为2000mm×2000mm×2000mm的立方体,如图3-15所示。同时在“属性”管理器中显示“立方体对象(立方体)”选项设置面板,如图3-16所示。

图3-15

图3-16

“立方体对象(立方体)”选项设置面板中有4个选项卡:“基本”“坐标”“对象”和“平滑着色(Phong)”选项卡。这里将详细介绍这4个通用选项卡,后面若再出现相同的选项卡就不赘述了。

(1)“基本”选项卡。

“基本”选项卡用于设置对象的基本属性,其中主要选项含义如下。

● 名称:对象的名称,可以自定义名称。

● 图层:可以将对象添加到某一图层,也可以创建新图层,再将该对象放置到新图层中。

关键帧:默认状态下此按钮不可用,表示没有定义关键帧。单击该按钮并变成红色时表示定义了当前帧为关键帧。

● 编辑器可见:此选项控制对象在视图中是否可见,也可以在“对象”管理器中控制对象的显示与隐藏。

● 渲染器可见:此选项控制对象在渲染时是否显示颜色,“默认”选项为开启颜色。“关闭”选项为不显示渲染颜色。

● 使用颜色:此选项控制当前对象在视图中显示的颜色。“关闭”选项为不设置对象颜色;“自动”选项为显示材质颜色;“开启”选项为显示对象颜色,并可在下方的“显示颜色”选项中设置对象颜色;“图层”选项为对象显示在图层中设置的颜色。

● 显示颜色:设置当前对象的颜色,单击色块图标,弹出“颜色拾取器”对话框,用于设置对象颜色,如图3-17所示。

图3-17

● 启用:此选项用于控制基本体图元、变形器建模图元和生成器建模图元在视图中的可见性。除此3种类型图元,其他图元将不会有此选项。

● 透显:用于设置对象在视图中的透明显示状态,选中该选项将透明显示,如图3-18所示。

(2)“坐标”选项卡。

“坐标”选项卡用于设置对象在世界坐标系中的绝对位置。“坐标”选项卡如图3-19所示,其中主要选项含义如下。

图3-18

图3-19

● P.X:P表示相对于世界坐标系的位置;X表示X轴方向的位移值。

● S.X:S表示相对于世界坐标系的比例;X表示在X轴方向上的比例缩放值。

● R.H:R表示相对于世界坐标系的角度;H表示操控环的旋转角度(在X轴与Z轴形成的平面上)。

● 顺序:此下拉列表中的选项适用于动画制作,例如,为角色中的手背添加旋转动画。

技巧点拨:

“顺序”下拉列表中的HPB选项表示在C4D中旋转操控器上的3个操控环分别在所属平面上的旋转角度,如图3-20所示。

图3-20

● 四元旋转:选中该复选框可激活该对象的四元数动画(关键帧值将是相同的欧拉值,并且只有值之间的插值才会相应更改)。反之,将使用Euler动画方法。

● 冻结全部:仅用于动画制作。在三维中,对象的冻结也称为“归零”(或者称为“双变换”),因为局部坐标的“位置”值和“旋转”值将各自设置为0并缩放为1,而不更改对象的位置或方向。

● 解冻全部:取消冻结。

● 冻结P、冻结S和冻结R:冻结位置、冻结缩放和冻结旋转。

(3)“对象”选项卡。

“对象”选项卡中的选项用于设置当前对象的基本属性参数,包括尺寸、圆角处理及表面分离等。“对象”选项卡如图3-21所示,主要选项含义如下。

● 尺寸.X、尺寸.Y、尺寸.Z:设置立方体对象在X、Y、Z轴方向上的长度。除了在此输入尺寸来精确定义立方体的大小,还可以在视图中拖动模型上的尺寸手柄来改变大小,如图3-22所示。

● 分段X、分段Y、分段Z:定义立方体在X、Y、Z轴方向上的细分数量,分段就是将表面进行细分,将模型的显示设置为“光影着色”和“线框”形式,会显示面的细分。如图3-23所示为分段数量在X、Y、Z轴方向的数量均为3的细分效果。

图3-21

图3-22

● 分离表面:选中此复选框后,将模型转换为可编辑对象后,立方体的6个面都是独立的,如图3-24所示。

图3-23

图3-24

● 圆角:可以为立方体的边缘添加圆角。选中此复选框后,可在“圆角半径”文本框中输入圆角半径,在“圆角细分”文本框中输入细分数量值,如图3-25所示。

图3-25

技巧点拨:

“圆角细分”值越小,圆角的平滑度就越差,当细分值为1时,圆角就是倒斜角。

(4)“平滑着色”选项卡。

“平滑着色”选项卡主要用于设置当前对象的平滑程度。例如一个球体,实际上是一个由无限数量的多边形组合而成的模型,这个平滑度就是用来控制诸如球体类模型的多边形数量的,多边形数量越多,模型就越平滑,反之就越不平滑。对于立方体而言,平滑着色没有什么作用,但对于球体、圆柱体而言,就很有作用了,此处就不介绍了,后续再讲解。

2.球体

单击“球体”按钮 ,系统自动在坐标系原点创建一个球体。“属性”管理器中显示球体的“对象”选项卡,如图3-26所示。

图3-26

“基本”选项卡与“坐标”选项卡是每个对象模型通用的。只有“对象”和“平滑着色”选项卡才是各对象模型的专属选项卡。

(1)“对象”选项卡。

“对象”选项卡中主要选项含义如下。

● 半径:用于设置球体的半径。

● 分段:用于设置球面的细分数量,默认数量为24。段数越少,细分球面的个数就越少,就会变成相应数量的多面体,如图3-27所示。

● 类型:此下拉列表中的选项用来定义组成球体的表面排列方式。例如,选择“标准”,那么球面则是由三角形和四边形组成的;选择“四面体”类型,则是把整个球面分割成4份;若是设计排球的形状曲面,则可以选择“六面体”类型,表面排列方式如图3-28所示。

图3-27

图3-28

● 理想渲染:选中此复选框,渲染时球面的平滑度最好。如图3-29所示为非理想渲染和理想渲染的效果对比。

图3-29

(2)“平滑着色(Phong)”选项卡。

“平滑着色(Phong)”选项卡如图3-30所示。

图3-30

“平滑着色(Phong)”选项卡中主要选项含义如下。

● 角度限制:选中此复选框,将会调整球面平滑着色的角度。

● 平滑着色(Phong)角度:设置平滑度数,度数越大,球面越光滑,反之越不平滑。如图3-31所示为平滑度为0°时与平滑度为100°时的着色效果对比(非渲染的情况下)。

技巧点拨:

球面的平滑度除了与“平滑着色(Phong)角度”值有关,还与在“对象”选项卡中设置的“分段”数量有关。

图3-31

● 使用边断开:此复选框仅在当前对象转换为可编辑对象时才有用。当需要对模型中的某个多边形进行拖动变形时,如果不选中“使用边断开”复选框,将会出现相邻的多边形一起变形的情况。选中此复选框后,将会单独对所选多边形进行变形,如图3-32所示。

图3-32

3.圆锥

圆锥体在现实生活中经常看到,如冰激凌的外壳、项链的吊坠等。单击“圆锥”按钮 ,系统在坐标系原点创建圆锥体,如图3-33所示。创建圆锥体的“属性”管理器的“对象”选项卡如图3-34所示。

图3-33

图3-34

(1)“对象”选项卡。

“对象”选项卡中主要选项含义如下。

● 顶部半径:此参数可用于创建圆台。当顶部半径为0时,即为圆锥。设置一个半径,则变为圆台,如图3-35所示。

● 底部半径:此参数用于设置圆锥体底部的半径。

● 高度:设置圆锥体的高度。

● 高度分段:在高度方向上的表面细分。

● 旋转分段:在截面旋转方向上的表面细分。

● 方向:设置圆锥体的高度方向,默认为+Y轴方向创建圆锥体。如图3-36所示为在+X轴方向上创建的圆锥体。

图3-35

图3-36

(2)“封顶”选项卡。

“封顶”选项卡如图3-37所示。

图3-37

“封顶”选项卡中主要选项含义如下。

● 封顶:当对象为圆锥体时,此复选框无用。当对象为圆台时,选中此复选框,圆台顶部及底部的面会存在。反之,圆台顶部及底部的曲面将被删除,如图3-38所示。

图3-38

● 封顶分段:封顶表面的径向细分数,如图3-39所示。

图3-39

● 圆角分段:当在下方选中了“顶部”或“底部”复选框时,此参数才可用。用来设置圆台顶边或底边进行倒圆角后的圆角面细分数。

● 顶部:当选中此复选框时,圆台顶部边缘将创建圆角。此复选框与“圆角分段”参数进行配合操作,当圆角分段为1时,设置顶部圆角半径为500mm后的形状如图3-40所示。当顶部圆角分段为5时,设置顶部圆角半径为500mm后的形状如图3-41所示。

图3-40

图3-41

● 底部:在圆台底部添加圆角,如图3-42所示。

● 半径:设置圆角半径。

● 高度:设置倒角的高度范围值,此值只能小于或等于圆台总高度的50%。如图3-43所示为设置高度为250mm(圆台总高度为1000mm)的圆台形状。

图3-42

图3-43

(3)“切片”选项卡。

“切片”选项卡中的选项用来设置对象的剖切面,“切片”选项卡如图3-44所示。

“切片”选项卡中主要选项含义如下。

● 切片:选中此复选框,将创建剖切面,并把对象默认剖切为两半,会显示其中的一半,如图3-45所示。

图3-44

图3-45

● 起点:设置剖切面的起点角度。

● 终点:设置剖切面的终点角度。如图3-46所示为终点角度为270°的剖切状态。

● 标准网格:选中此复选框,可以通过下方的“宽度”参数来设置剖切面的细分大小,如图3-47所示。

● 宽度:设置剖切面的细分值。

图3-46

图3-47

4.圆柱

在上工具栏的“对象”工具列中单击“圆柱”按钮 ,系统自动创建圆柱体,如图3-48所示。定义圆柱体的“属性”管理器如图3-49所示。“属性”管理器中的选项设置均与“圆锥”对象的选项相同,因此不再赘述。

图3-48

图3-49

5.圆环

“圆环”工具可生成一个具有圆形横截面的环。单击“圆环”按钮 ,系统自动创建圆环体,如图3-50所示。圆环的“属性”管理器的“对象”选项卡如图3-51所示。

图3-50

图3-51

下面仅介绍“对象”选项卡中的主要选项。

● 圆环半径:设置从环形的中心到横截面圆形中心的距离,这是环形环的半径。

● 圆环分段:设置在圆环径向方向上的表面细分值。

● 导管半径:设置圆环横截面圆形的半径。如图3-52所示为圆环半径和导管半径的示意图。其中R1为圆环半径,R2为导管半径。

图3-52

● 导管分段:在圆环圆周方向上的表面细分。

6.其他基本体

在对象建模中还包括“圆盘”“平面”“多边形”等基本体创建工具,这3个工具是用来创建平面曲面的,如图3-53所示。

图3-53

动手操作——杯子造型

01 执行“文件”|“新建”命令,新建C4D场景文件。

02 在上工具栏的“对象”工具列中单击“管道”按钮 ,创建默认的管道体后在“属性”管理器中设置参数,如图3-54所示。

图3-54

03 单击“圆柱”按钮 ,在“属性”管理器的“坐标”和“对象”选项卡中设置圆柱体的对象参数与坐标位置,然后在“坐标”管理器中设置圆柱体的坐标值,使其置于圆环体底部,以此封闭底部缺口,如图3-55所示。

图3-55

技巧点拨:

在“属性”管理器中,可以按Shift键同时选取“坐标”选项卡与“对象”选项卡,相应参数会一同显示在面板上。若要单独设置坐标参数,也可在“坐标”管理器中设置。

04 单击“圆环”按钮 ,在“属性”管理器的“坐标”选项卡和“对象”选项卡中设置选项和参数,完成圆环体的创建,如图3-56所示。

图3-56

05 在视图中选中圆环体,按住Ctrl键向上拖动圆柱体,复制出一个同等大小的圆环体,然后在视图下方的“坐标”管理器中输入此圆环体的坐标位置,如图3-57所示。

图3-57

06 激活右视图。创建一个圆环,在“属性”管理器中修改参数,然后在视图中手动调整其位置,如图3-58所示。

图3-58

07 按下Ctrl键拖动上一步创建的圆环体,复制出一个新的圆环体。同时修改圆环体副本的参数,并拖至合适的位置,如图3-59所示。

图3-59

08 最终效果如图3-60所示。

图3-60

3.2.3 扩展基本体

1.管道

管道的外形与圆柱体相同,只不过管道是空心的,圆柱体是实心的。因此,管道有两个半径,即外部半径和内部半径。单击“管道”按钮 创建的管道及管道“属性”管理器的“对象”选项卡如图3-61和图3-62所示。

“属性”管理器中的选项与圆柱、圆锥的选项相同,这里仅介绍“对象”选项卡中的“外部半径”和“内部半径”选项。

● 内部半径:设置管道内圆半径值。

● 外部半径:设置管道外圆半径值。

图3-61

图3-62

2.角锥

角锥就是四棱锥,示例模型如图3-63所示。角锥对象的“属性”管理器如图3-64所示。

图3-63

图3-64

3.宝石

宝石是一种很典型的异面体,它可以用来创建四面体、六面体、八面体、十二面体、二十面体及碳原子形状等。单击“宝石”按钮 ,系统自动创建宝石对象,如图3-65所示。宝石对象的“属性”管理器的“对象”选项卡如图3-66所示。

图3-65

图3-66

“对象”选项卡的主要选项含义如下。

● 半径:宝石形状的外圆半径。

● 分段:宝石形状中各面的细分数。

● 类型:选择创建宝石的6种类型,如图3-67所示为6种宝石(异面体)形状的效果。

图3-67

4.油桶

单击“油桶”按钮 ,自动创建油桶基本体,“油桶”对象“属性”管理器的“对象”选项卡如图3-68所示。

图3-68

“对象”选项卡中主要选项含义如下。

● 半径:设置油桶的半径。

● 高度:设置沿着中心轴的维度,负值将在构造平面下方创建油桶。

● 高度分段:设置高度方向上的表面细分。

● 封顶高度:设置凸面封口的高度。最小值是油桶半径的2.5%。除非“高度”设置的绝对值小于2倍油桶半径(在这种情况下,封顶高度不能超过“高度”设置绝对值的49.5%),否则,最大值为油桶半径的99%。

● 封顶分段:设置在顶部表面的细分。

● 旋转分段:设置油桶截面的旋转方向上的细分。

● 方向:设置油桶生成方向。

5.胶囊

单击“胶囊”按钮 ,将创建胶囊基本体,其“属性”管理器的“对象”选项卡如图3-69所示。“对象”选项卡中的选项及参数与“油桶”工具中的相关参数相同,这里不再赘述。

图3-69

6.人偶

使用“人偶”工具可以创建由分层结构的简单多边形组成的参数化图形。将这个参数化图形转换成可编辑的多边形对象时,分层结构将可见。

单击“人偶”按钮 ,创建人偶基本体模型,“属性”管理器的“对象”选项卡如图3-70所示。

图3-70

“对象”选项卡中主要选项含义如下。

● 高度:用于设置人偶的高度。

● 分段:设置人偶表面的细分。

7.地形

使用“地形”工具在XZ平面上创建山地景观——从崎岖的山脉到平缓的山坡。

单击“地形”按钮 ,自动创建山地地形景观,如图3-71所示。地形的“属性”管理器的“对象”选项卡如图3-72所示。

图3-71

图3-72

“对象”选项卡中的主要选项含义如下。

● 尺寸:设置整块地形的长度、高度及宽度。

● 宽度分段:长度和宽度方向上的细分。

● 深度分段:高度方向上的细分。

● 粗糙皱褶:改变地形的崎岖状态,形成粗糙的山脉,如图3-73所示。

● 精细皱褶:改变地形的崎岖状态,形成精细的山脉,如图3-74所示。

图3-73

图3-74

● 缩放:控制地形中裂缝的高度。较大的值会产生较深的山谷,而较小的值会产生较平坦的地势,如图3-75所示。

图3-75

● 海平面:设置海平面的高度。值越大,海平面就升得越高,反之就越低,如图3-76所示。

图3-76

● 地平面:设置地平面的高度,此参数与海平面正好相反,不是从底部切断,而是从顶部切断,如图3-77所示。

图3-77

● 方向:地形的生长方向。

● 多重不规则:选中此复选框可以生成不同形状的山地地形,这是一种规则算法,反之,将得到另一种山地地形,如图3-78所示。

图3-78

● 随机:此参数影响地形,将用于创建内部起伏的噪声。

● 限于海平面:影响地形在沿海的地方如何变化。选中此复选框后,C4D会尝试软化或平滑地形到海洋的过渡。如果已选中“球状”复选框,则此复选框不可用。如图3-79所示为取消选中此复选框的地形状态。

● 球状:选中此复选框,将生成球状地形,如图3-80所示。

图3-79

图3-80

8.地貌

地貌也就是浮雕图形,如图3-81所示为根据参考图案创建的浮雕。

图3-81

单击“地貌”按钮 ,并在“属性”管理器的“对象”选项卡中单击“纹理”选项的浏览按钮 ,导入一张参考图片用作浮雕的参考,如图3-82所示。导入图片后自动生成浮雕对象,如图3-83所示。

图3-82

图3-83

“地貌”的“属性”管理器的选项与“地形”管理器的选项大致相同,这里不再赘述。

动手操作——足球造型

01 新建C4D场景文件。

02 在上工具栏的“对象”工具列中单击“宝石”按钮

03 在其“属性”管理器的“对象”选项卡中选择“碳原子”类型,然后输入“半径”值为150mm,如图3-84所示。

图3-84

04 由于现在的状态是实体,要编辑就要转换成网格或多边形。选中模型并在左工具栏顶部单击“转为可编辑对象”按钮 ,将宝石基本体对象转换成可编辑的多边形对象。

05 在多边形的“属性”管理器的“平滑着色(Phong)”选项卡中将“平滑着色(Phong)角度”值设为0°,使多边形的表面变成平面,如图3-85所示。

图3-85

06 在左工具栏中单击“多边形”按钮 切换到多边形模式,利用框选方式选取所有的多边形,右击,在弹出的快捷菜单中选择“内部挤压”命令,如图3-86所示。

07 在内部挤压的“属性”管理器中设置选项与参数,如图3-87所示。

图3-86

图3-87

08 添加内部挤压的效果如图3-88所示。

09 在视图下方的“材质”管理器中选择“创建”|“新材质”命令,创建一个新材质,并在属性管理器中设置新材质的颜色为黑色,同理再新建一个材质,并设置材质的颜色为白色,如图3-89所示。

图3-88

图3-89

10 框选所有多边形,在“材质”管理器中右击白色材质,在弹出的快捷菜单中选择“应用”命令,将白色材质赋予所有多边形,如图3-90所示。

11 按Shift键选中所有五边形,在“材质”管理器中右击黑色材质,在弹出的快捷菜单中选择“应用”命令,将黑色材质赋予五边形,如图3-91所示。

图3-90

图3-91

12 选中所有多边形对象,右击,在弹出的快捷菜单中单击“细分”命令后的设置按钮 ,在弹出的“细分”对话框中设置“细分”值为2,单击“确定”按钮完成多边形的细分操作,如图3-92所示。

图3-92

13 可以连续多次执行“细分”命令,使多边形的细分效果更明显,如图3-93所示。

图3-93

14 按D键执行“挤压”命令,在“属性”管理器中显示挤压选项与参数。设置“最大角度”值为33°,“偏移”值为5mm,单击“应用”按钮将挤压效果应用到多边形中,效果如图3-94所示。

图3-94

15 执行“创建”|“生成器”|“细分曲面”命令,在“对象”管理器中将“细分曲面”对象拖至“宝石”对象上释放鼠标,使“细分曲面”对象成为“宝石”对象的一个子对象,如图3-95所示。

图3-95

16 同理,再执行“创建”|“变形器”|“球化”命令,添加一个球化变形器,并将球化变形器对象拖至“宝石”对象上,如图3-96所示。

图3-96

17 在球化对象的“属性”管理器中,修改“半径”值为150,“强度”值为70%,此时视图中的多面体形状变成了球状,如图3-97所示。至此足球的建模工作完成。

图3-97 jM032mgRl3bGr182bJ2DpP5Jm9DbNw6BZT6rZvxs65FTys+bXNYMyoE5nvTHmNMW

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