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汽车设计之--参数化建模方法

发布:2021-01-27 来源:闲人圈 阅读:2643

参数化设计是个很大的话题,本文把落脚点放在参数化建模上,这是参数化设计的第一章,也是比较关键的一章。

  注:为了方便起见,本文主要以汽车设计为切入点,但它同样适用于建筑设计,产品设计,家居设计,平面设计,多媒体艺术设计等等。

  

  宝马概念车Vision Next 100(参数|图片)的前瞻设计赚足了眼球,它运用了颠覆性的全新技术以适应多种驾驶模式。对汽车设计师和数模师来说,一定也会好奇它那炫酷的模型是怎么制作的,大量的造型元素反复排列,看似杂乱无章又有着某种联系,有渐变有律动,很难用单一规律性去描述。这些用传统的建模方法是很难实现的。

  

  造型的复杂化成为趋势,数字模型的制作是个难题

  参数化建模?对!这些造型的确需要通过参数化的手段来表达,用计算机语言去描述造型内部复杂的关联再生成出数字模型。这时就出现了一个难题,我们需要一个既能画画建模做渲染,又会计算机语言的人。是把设计师改造成程序员,还是把程序员培养成设计师?都不现实。

  

  Processing,Maya 等需要语言基础,并不适合普通设计师使用

  Grasshopper(又称蚱蜢)的出现解决了这一问题,它是一个设计师能掌握的算法建模工具。它把计算机语言打包成一个个小工具供我们直接调用,再也不用手写那些艰深难懂的代码,可以把注意力集中在造型设计上。

  

  BMW Vision Next 100设计师的工作场景,他们正在用Grasshopper做造型

  Grasshopper是以犀牛为平台的插件,但如果你不会用犀牛(作者本人曲面建模就只用Alias),甚至只用Polygon建模,都完全没有关系,Grasshopper一样可以帮到我们。

  学Grasshopper需要哪些知识储备?这是我常被问起的。初中的数学知识就够了,除此之外,还需要一点建模基础。

  下面我用几个简单的案例来带大家走近Grasshopper,对于从业者来说,也许可以从中找到一些兴奋点。

  安装了Grasshopper后,就能在犀牛里调出界面了,如下图所示,右边是犀牛主界面,左边是Grasshopper插件界面,顶部的分类标签里集成了几百个运算器,下面是编辑区,生成的模型会实时显示在犀牛主界面中。

  

  1 雷诺Twin’Z概念车

  

  我们看车顶的图案,大小渐变的菱形单元有律动的排列在一起,抓住几个关键特征构想建模思路:

  a 菱形单元

  对于数量庞大的单元阵列,通常有两种制作途径,一是整体同步做,二是只做一个然后通过复制生成。这里我选择第二种。

  b 渐变

  图示的渐变很自然很随意,没有明显的方向性,这种情况适合用图像采样法——先采集一张灰白图各个像素的明度值,再把这些值作为单元体的缩放因子进行缩放,得到既连续又自然地渐变效果。

  

  c 律动

  我们知道,把曲面的控制点打乱,曲面的Iso线就会摆动起来。我就是用这个方法实现律动的。

  

  按上述思路完成编程,结果如下:

  

  

  

  调整变量,可以更改密度、渐变程度、律动状态,还可以把颜色和单元大小关联起来。视频演示如下:

  (时长5秒)

  

  2 椅子

  

  这种六边镶片式造型其实很容易就能实现,需要用到Grasshopper的插件Lunchbox(作为犀牛插件的Grasshopper自己也有插件哦),但这里我不使用这种方法,原因是它会限制对模型的调整空间,具体在以后的文章中会详细阐述。

  我做这题的思路很简单,就是在座椅表面画出一圈圈折线,再把他们两两连成面就可以了,同时我还希望加入变量调整六边形的疏密。

  按上述思路完成编程,结果如下:

  

  

  

  调整变量,视频演示如下:

  (时长7秒)

  

  3 三角形渐变图案

  

  这种图案经常被用作建筑墙面装饰。它的制作思路就是分割曲面,然后利用一组缩放因子对每个单元进行缩放,这组缩放因子可以像案例1一样用图像采样法获得,也可以用曲线干扰——把每个单元到一条特定曲线的距离作为缩放因子。具体用哪种视情况而定。

  按上述思路完成编程,结果如下:

  

  

  

  调整变量,视频演示如下:

  (时长9秒,可能无法显示缩略图,但能正常播放)

  

  以上就是对Grasshopper参数化建模的概览,接下来我会带来更加详细的案例分析,敬请期待。

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