精雕5.19虚拟浮雕教程.docx

前言
自由曲面造型技术经过几十年的发展，理论上及系统的易用性方面日趋成熟，已成为现代制造业的基石。尽管如此，传统的自由曲面造型技术在人物，动植物，工仔模，饰品，手工艺品及雕塑品等的造型方面，虽不能说是无能为力，但至少可以说非常困难。造型手堆/去料等操作之过程谓之虚拟雕塑(VirtualSculpting)。虚拟雕塑是图形/图象/曲面系统的有机结合，它利用图形/图象/曲面系统的操作方法，交互式创建，修改，修饰海量数据的三维几何模型，非常适合构造尺寸要求不严，形状复杂，二维半的艺术曲面，如图1-1。使用虚拟雕塑完成的作品，可经上色处理之后存为图象，利用图象输出设备，如喷绘仪等输出，这样得到的图象立体层次感非常强，呼之欲出；或者可使用快速成型设备或CNC电脑雕刻机单件或批量地雕刻出来，实现手工与机器的完美结合。
图1-1模型
基本概念

按照组成网格曲面的多边形分类，网格曲面可分为如下几类：
普通网格
由四边形及三角形组成。
矩形网格
由MXN个按顺序水平放置的矩形组成。
拓扑矩形网格
由MXN个按顺序放置的四边形组成，如放样等生成的网格。
单向周期网格
拓扑矩形网格的一个特例，常用于表示滚筒。
虚拟雕塑的对象是一张特殊的矩形网格-由MXN个按顺序水平放置的正方形组成。水平及垂直方向分辨率相同的图象可以转换为一正方形网格。普通网格可以通过艺术曲面中曲面重构功能转化为矩形网格或正方形网格。

雕塑模型是虚拟雕塑的对象，是一张水平放置的正方形网格曲面。虚拟雕塑环境同时只
能存在一个工作雕塑模型及零个或多个参考雕塑模型，工作雕塑模型及参考雕塑模型之间可
相互转换。
在艺术曲面模块环境中选择一个或多个矩形网格，然后点击屏幕右侧工具条中虚拟雕塑工具。
进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的新建模型命令。
进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的位图转浮雕命令。
进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的图像浮雕命令。
进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的加载雕塑模型命令。
雕塑操作完成之后，点击选择工具，工作雕塑模型及参考雕塑模型以矩形网格的形式出现于选择工具环境中，此时所针对网格网曲面的操作同样也适用于该雕塑模型。
雕塑模型中顶点的总数决定了系统的运行速度。一般该参数在100万之内，在当前的P4机器上，速度较快，在高配置的机器上，使用局部操作模式顶点数可达1000万左右。若模型由图像转化而来，模型顶点数=X方向的像素数*Y方向的像素数。若模型由艺术曲面中曲面重构功能转化而来，模型顶点数=（X方向尺寸/X方向步长）*（Y方向尺寸/Y方向步长）。“选项”中“模型属性”命令可显示工作雕塑模型中顶点的总数。
在虚拟雕塑过程中，可以增加或减少工作模型顶点数。在构造模型的大面时，可以减少顶点数以提高速度，在大面构造好之后，构造模型的表面细节时，再增加顶点数，以便精细控制。
如果模型某个或多个局部比较精细，系统提供了截取模型功能，可以以较少的顶点（较大的步长）构造整个模型以提高速度，再截取需要精细控制的局部，然后调小步长重构可实现局部精细控制。截取模型时可把截取区域下的基面压低到一个指定高度，从而省去了拼合的过程。

三种操作模式可用于三种不同的场合：
单模型整体操作模式可用于顶点数较少的模型，是系统缺省的操作模
式，也是最常用的操作模式。
单模型局部操作模式可用于顶点数较多的模型或机器速度较慢的场合。
多模型多分辨率操作模式可用于模型一个或多个局部要求比较精细的场合。
系统缺省的操作模式为单模型整体操作模式，利用设定操作范围命令可把单模型整体操作模式转为单模型局部操作模式，利用截取模型命令可把单模型整体操作模式转为多模型多分辨率操作模式。
选择工具中艺术曲面的“矩形网格分割”及“同源矩形网格合并”命令可把矩形网格曲面无损分割及合并。对于超大型网格曲面（顶点数300万—2000万）可利用无损分割命令把网格曲面分为多个小的矩形网格，然后选择一个小的矩形网格（单模型整体操作模式）进入虚拟雕塑操作；或选择多个小的矩形网格（多模型多分辨率操作模式）进入虚拟雕塑操作。各小矩形网格修改完毕后，可用“同源矩形网格合并”命令把小矩形网格无损合并，然后重新无损分割后修补原小矩形网格曲面的边界接合处。利用无损分割及合并技术，可处理超大型浮雕壁画。

虚拟雕塑环境下只有一个工作模型，但该模型是由两个独立的层构成的——流动层及固化层。流动层及固化层叠加在一起，构成屏幕上见到的模型（复合层）。
固化层及流动层都是一张与的工作模型尺寸等同的网格曲面。固化层是一个基准曲面，除固化及流化命令外其它命令不能修改它。所有的命令都是修改复合层或流动层，缺省为复