新手教程：使用maya中NURBS編輯曲線

朱峰社區(qū)在本節(jié)將討論粘合或斷開曲線、排列曲線和曲面、重建曲線、插入節(jié)點(diǎn)、在曲線上添加點(diǎn)、切割和圓整曲線及偏移曲線等內(nèi)容。

合并和斷開曲線

attach curves( 合并曲線 ) 選項(xiàng)需要選擇兩條曲線或曲線點(diǎn)，在大多數(shù)情況下， maya 能夠自動(dòng)算出粘合到曲線的哪一端，用戶要作的只是選擇曲線作為操作對(duì)象。另外，還可以顯示曲線上的 curve point ，然后選擇曲線點(diǎn)強(qiáng)制粘合到正確的一端。

下面制作一個(gè)實(shí)例來看一看曲線的具體連接方法。

執(zhí)行 create → cv cruve tool 命令，在視圖中繪制出一條曲線，按 enter 鍵結(jié)束繪制。然后按 y 鍵，以重新選擇 cruve1 cv curve tool 命令，再繪制出一條曲線，最后效果如圖 4-19 所示。

在視圖中同時(shí)選中兩條曲線，執(zhí)行 edit curves → attach curves 命令，這樣兩條曲線將被連接上，效果如圖 4-20 所示。

圖 4-19 繪制出兩條曲線      圖 4-20 連接兩條曲線

下面使用 curve point 來連接曲線。按鍵盤上的 z 鍵，以取消剛才的連接操作。選中其中的一條曲線，并在其上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后從標(biāo)記菜單中選擇 curve point 命令，在曲線上選中任意一個(gè)點(diǎn)，接著按 shift 鍵并單擊第 2 條曲線，從標(biāo)記菜單中選取 curve point 命令，然后同樣選取一個(gè)點(diǎn)，執(zhí)行 edit curves → attach curves 命令，選擇的兩點(diǎn)之間便產(chǎn)生了一條曲線，如圖 4-21 所示。

圖 4-21 使用 curve point 命令連接兩條曲線

選擇了兩個(gè)正確的曲線端點(diǎn)后，執(zhí)行 edit curves → attach curves 命令 。 blend 是默認(rèn)的粘合曲線方法， blend bias 為 0.5 時(shí)，兩條曲線將在中間相遇。當(dāng)需要保持對(duì)稱時(shí)這是一種理想的設(shè)置。把 blend bias 設(shè)為 0 時(shí)，先選的曲線將粘合到后選的曲線上。

如果發(fā)現(xiàn)曲線的形狀在粘合時(shí)變化太大，在選項(xiàng)框中單擊 insert knot 。如果需要曲線絕對(duì)保持原來的形狀，可以將 attach method 設(shè)置為 connect ，但是要使這項(xiàng)工作正確，曲線端點(diǎn)首先必須連接在一起，圖 4-22 所示為采用不同的合并方法產(chǎn)生的效果。

注意：

粘合曲線或曲面時(shí)，如果 construction history 設(shè)置為打開，要確保 keep original 選項(xiàng) ( 默認(rèn)設(shè)置 ) 設(shè)置為 on 。如果設(shè)置為 off ，也許會(huì)出現(xiàn)奇怪的形式而且在以后會(huì)修改粘合的物體。

斷開已連接曲線的方法很簡(jiǎn)單，選中曲線上的點(diǎn)，然后選擇 edit curves → detach curves 命令便可以斷開曲線，如圖 4-23 所示。這種方法也適用于操作多條曲線。

圖 4-22 不同的結(jié)合方法所產(chǎn)生的效果      圖 4-23 斷開曲線示意圖

曲線的對(duì)齊與連續(xù)

兩個(gè)單獨(dú)的曲線或曲面的端點(diǎn)沒有相連時(shí)，則稱為不連續(xù)。一旦它們相連接，有 3 種可能的連續(xù)：位置連續(xù)、相切連續(xù)和彎曲連續(xù)。在生成一個(gè)平滑面時(shí)，兩個(gè)相連的面之間至少需要有相切連續(xù)。本節(jié)將通過兩個(gè)曲線的例子介紹連續(xù)的概念。

首先制作出曲線，生成如圖 4-24 所示的兩條 cv 曲線，按住 x 鍵并單擊把它們捕捉到刪格，然后把它們復(fù)制并平移到一邊。

● 位置連續(xù)：也稱為順序 0 連續(xù) (c0) ，當(dāng)兩個(gè)端點(diǎn)的 cv 被放置到同一個(gè)三維空間時(shí)，位置連續(xù)才會(huì)出現(xiàn)。選擇視圖最右側(cè)的兩個(gè)復(fù)制出的曲線，執(zhí)行 edit curves → align curves 命令 。設(shè)置 continuity 為 position ， 并將 boundary 修改為 both 。單擊 align 按鈕，結(jié)果如圖 4-25 所示。

● 相切連續(xù)：也稱為順序 1 連續(xù) (c1) ，當(dāng)兩條曲線的端點(diǎn)有相同的斜率且同時(shí)位置連續(xù)時(shí)，相切連續(xù)才會(huì)出現(xiàn)。即當(dāng)曲線端點(diǎn)的兩 cv 相連時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。按 z 鍵取消操作。選擇兩條起始曲線，在選項(xiàng)框中將 continuity 換成 target ，單擊 align 按鈕，結(jié)果如圖 4-26 所示。

圖 4-24 生成兩曲線    圖 4-25 對(duì)齊曲線

● 彎曲連續(xù)：也稱為順序 2 連續(xù) (c2) ，當(dāng)曲線有相切連續(xù)，同時(shí)曲線以同樣的方式向端點(diǎn)彎曲時(shí)，這種連續(xù)才會(huì)出現(xiàn)。另一種說法是：兩曲線具有相同的彎曲半徑。曲線在改變時(shí)，從端點(diǎn)起的第 3 個(gè) cv 點(diǎn)和第 2 個(gè) cv 點(diǎn)，都被移動(dòng)以符合曲率的改變。按 z 鍵取消最后的改變，再次選擇曲線，把 continuity 換成 curvature ，再次單擊 align 按鈕，注意從端點(diǎn)起第 3 個(gè) cv 點(diǎn)的位置變化，如圖 4-27 所示。

align curves 和 surfaces 的操作方法相同，它們的默認(rèn)設(shè)置是 modify position first ，即最初選擇的曲線將整個(gè)參與對(duì)齊。在對(duì)齊完成以后，在 channel 盒的 inputs 選項(xiàng)中進(jìn)行不同選項(xiàng)設(shè)置以獲得一個(gè)比較滿意的選項(xiàng)。

圖 4-26 連接曲線      圖 4-27 曲線的連接效果

重建曲線

rebuild curves 允許用不同的方式重建曲線。重建曲線對(duì)生成好的曲面非常重要。當(dāng)處理了一條曲線以后，就會(huì)有一些不必要的 cv 存在，甚至 cv 堆積在一起。它們能用 rebuild curves 工具清除，并且重新建立 ( 或重建 ) 曲線，得到干凈曲面。用 pencil curves 工具生成一條曲線。選中曲線后，再執(zhí)行 edit curves → rebuild curves 命令 。

當(dāng) rebuild type 被設(shè)成默認(rèn)的 uniform 時(shí)，還必須人工設(shè)立曲線的段數(shù)，默認(rèn)是 4 段，但該數(shù)值會(huì)因?yàn)樗�需曲線形狀的復(fù)雜程度而不同。

reduce 設(shè)置依據(jù) global 或 local tolerance 等級(jí)設(shè)置簡(jiǎn)化了曲線。 match knots 的設(shè)置需要選擇兩條曲線，重新參數(shù)化第 1 條曲線以匹配第 2 條曲線的節(jié)點(diǎn)數(shù)。 no multiple knots 的設(shè)置去掉了多重節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)是在曲線被延伸或節(jié)點(diǎn)插入時(shí)生成的。多重節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)多于一個(gè)節(jié)點(diǎn)或編輯點(diǎn)的情況，并占據(jù)曲線上相同的位置。 curvature 的設(shè)置也依據(jù) tolerance 等級(jí)，在更彎曲的區(qū)域重新分配并且插入大量編輯點(diǎn)。對(duì)于 reduce 或 curvature 選項(xiàng)要更改 global tolerance 設(shè)置，選擇 window → settings/preferences → preferences 命令并單擊 settings 按鈕打開 tolerance 欄。

當(dāng)保持 cv 在其最初的位置時(shí)， keep cv 選項(xiàng)允許重建曲線的參數(shù)。當(dāng)插入節(jié)點(diǎn)時(shí)，曲線的段數(shù)增加，伴隨著更多 cv 的生成，但是曲線上點(diǎn)的參數(shù)化的值和插入前的點(diǎn)是相同的。當(dāng)把 cv 保持在相同的位置時(shí)， keep cv 選項(xiàng)重新計(jì)算包括插入節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的曲線參數(shù)。

添加點(diǎn)

有時(shí)用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)曲線上某些額外的點(diǎn)對(duì)于移動(dòng)整條曲線而言是極其重要的。因此 maya 引入了 add points tool 功能。它可以在制定曲線段或者曲面上添加額外的可控點(diǎn)或者編輯點(diǎn)。

注意：

如果想在線段的開始處添 加一個(gè)額外的點(diǎn)，首先要執(zhí)行 edit curves → reverse 命令將曲線翻轉(zhuǎn)，然后再進(jìn)行添加。

創(chuàng)建完一條曲線以后，執(zhí)行 edit curves → add points tool 命令，將可控點(diǎn)重新顯示出來，如圖 4-28 所示。

圖 4-28 顯示可控點(diǎn)

單擊，添加一個(gè)新的可控點(diǎn)，然后繼續(xù)單擊，添加額外的可控點(diǎn)，新的曲線也隨之產(chǎn)生，如圖 4-29 所示。按 enter 鍵便可以結(jié)束添加命令。

為了進(jìn)一步編輯曲線， insert knot 同樣允許增加更多的編輯點(diǎn)或 cv 點(diǎn)。要使用 insert knot ，先選擇一個(gè) curve point 點(diǎn)，該曲線為想要生成額外編輯點(diǎn)的曲線，然后選擇 edit curves → insert knot 命令。另一個(gè) cv 也生成了。 insert knot 對(duì)應(yīng)的一個(gè)有用的選項(xiàng)是 between selections 選項(xiàng)，該選項(xiàng)也可用于曲面的 insert isoparms 選項(xiàng)。選擇兩個(gè)編輯點(diǎn)，然后選擇 edit curves → insert knot 命令，單擊 between selections 選項(xiàng)，然后單擊 insert 按鈕。另外一個(gè)編輯點(diǎn)在兩個(gè)所選的編輯點(diǎn)中間添加上去了，如圖 4-30 所示。

   
新添加的點(diǎn)

圖 4-29 添加新的可控點(diǎn)   圖 4-30 新添加的點(diǎn)

注意：

如果在該選項(xiàng)中選擇了兩個(gè)曲線點(diǎn)，這兩個(gè)曲線點(diǎn)將隨著在中間插入的新的編輯點(diǎn)而變成編輯點(diǎn)。

一條曲線一旦建立，通過通道框或者屬性編輯器，用戶可以轉(zhuǎn)換它或者改變它的顯示模式，也可以運(yùn)用轉(zhuǎn)換工具變形可控點(diǎn)以改變曲線的形狀。

曲線編輯工具 (curve editing tool) 是一個(gè)方便快捷的工具，該工具操作器由以下幾個(gè)操作手柄組成，如圖 4-31 所示。通過這些操作手柄調(diào)整切線的方向或者調(diào)整切線的縮放手柄，可以快速地改變曲線的形狀。因此，它經(jīng)常用于建模曲線或者動(dòng)畫路徑中。

執(zhí)行 edit curves → curve editing tool 命令便可以激活編輯曲線工具，如圖 4-31 所示。

● parameter handle ：習(xí)慣上稱為參數(shù)手柄，主要用于操作曲線編輯工具在曲線上的位置，選擇作為編輯對(duì)象的點(diǎn)。

● position handle ：稱為位移手柄，它可以方便快捷地移動(dòng)曲線上作為編輯對(duì)象的點(diǎn)至合適的地方。

圖 4-31 編輯曲線工具

● tangent direction handle ：切線方向手柄，用來改變切線的方向。

● tangent scale handle ：切線縮放手柄，用于縮放切線的方向，以最終改變整條 曲線的形狀。

● axes lines ：軸向控制用于控制并吸附切線手柄到 x 、 y 、 z 的任意軸向上。

切割曲線

edit curves → cut curve 命令也是一種有用的編輯曲線方式。它的作用是當(dāng)大量曲線相交時(shí)將它們分離。 find intersections 的默認(rèn)設(shè)置是 in 2d and 3d ，即尋找曲線的交點(diǎn)，即使曲線在三維空間內(nèi)不相交，但在活動(dòng)的 ( 二維 ) 視圖中看上去是相交的也可以。在圖 4-32 中，兩條曲線相交，執(zhí)行 edit curves → cut curve 命令之后，曲線從交點(diǎn)斷開。

圖 4-32 切割曲線

圓整曲線

圓整曲線 curve fillet 的作用是使兩相交曲線生成一個(gè)圓角。和 cut curve 在二維視圖中不同，圓整曲線必須是相接的。默認(rèn)的設(shè)置在兩曲線相交處生成一個(gè)圓角，如圖 4-33 所示。在兩曲線相交處，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的圓角，在這種情況下，首先要將曲線剪斷，然后再選擇要圓整的曲線。在選項(xiàng)框中的 trim 和 join 設(shè)置可以剪斷曲線并將各段曲線連接成一條曲線，從而節(jié)省了大量的時(shí)間。

圖 4-33 圓整曲線效果

偏移曲線

offset curve 就是用在選項(xiàng)框中設(shè)置的偏移距離來復(fù)制一條曲線。偏置一條曲線與復(fù)制和縮放一條曲線有很大的不同：當(dāng)進(jìn)行曲線復(fù)制和不均勻縮放時(shí)，曲線仍然保持著原有的形狀，而偏移生成的曲線僅僅是與原曲線保持著距離，不一定保持曲線的原有的形狀，圖 4-34 顯示了它們的區(qū)別。

圖 4-34 偏移曲線

復(fù)制曲線

另一種生成曲線的方法是 duplicate surface curves ，實(shí)際上，這種方法并不是屬于 create 菜單，而是在 edit curve 菜單上。這是一種非常有效的曲線生成方法，特別是它能夠復(fù)制一個(gè)面上所有的等參線。試著使用該工具，生成一個(gè)默認(rèn)的圓柱，顯示等參線，在表面上任意選擇一個(gè)等參線，選擇 edit curves → duplicate surface curves 命令。這樣，一條和圓柱有同樣數(shù)目段的曲線已經(jīng)復(fù)制成了，如圖 4-35 所示。

將復(fù)制的曲線從圓柱體中移去，選中該圓柱體，重復(fù)執(zhí)行 edit curves → duplicate surface curves 命令。如圖 4-36 所示，這次復(fù)制了圓柱所有的等參線，也可以設(shè)置一些選項(xiàng)以便只在 u 或 v 方向復(fù)制，默認(rèn)是在兩個(gè)方向復(fù)制。

圖 4-35 復(fù)制等高 圖 4-36 復(fù)制物體框架

復(fù)制的曲線跨距和原圓柱體，但復(fù)制曲線的數(shù)量和顯示在屏幕上的等參線的數(shù)量是一致的。如果圓柱體的 nurbs 平滑度設(shè)置的精度較高，生成的曲線將比原物體。