基于rhino的三维网格快速建模

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1、基于Rhino的三维网格快速建模【摘要】本文简要介绍基于Rhino自带的脚本程序RhinoScript对三维网格进行快速建模。首先介绍在Rhino中关于网格的一些重要概念如向量、面、网格等，以及这些概念在RhinoScript脚本语言中的实现方法。最后以一个建立菱形网壳的实例来做进一步说明。【关键词】RhinoRhinoScript三维网格一、Rhino与Rhinoscript的概述Rhino是由美国RobertMcNeel公司于1998年推出的基于NURBS为主的三维建模软件，他可以广泛的应用于三维动画制作、工业制造以及建筑设计领域。NURBS是一

2、种非常优秀的建模方式，在高级三维软件当中支持这种建模方式。NURBS能够比传统的网格建模方式更好的控制物体表面的曲线段，从而创建出更生动逼真的造型。现在有很多三维建模软件，如3dsmax、Maya等，但是与这些软件相比，Rhino软件以其小巧、易用性强独树一帜，获得了众多从业人员的青睐。Rhinoscript是Rhino自带的参数化编辑脚本程序，可以通过参数的调整直接改变模型形态，这无疑是一款极具参数化设计的软件。Script是一种计算机语言，用户只需通过使用键盘就可以控制它，而程序将会执行用户输入的命令。Rhino执行的是标准的VBscript,就

3、是说Rhinoscript完全等同于VBscripto所以，在RhinoScript中的流程与VB的流程一样，数据类型与变量也一样。这一点对于原来对于VBA二次开发比较熟悉的人学习更为容易。用户只要熟悉犀牛软件的操作，并且掌握了Rhino中的数据模型类的对象、属性、方法即可进行脚本语言编程。其开发界面如图1所示。二、RhinoScript中的重要对象（一）平面在Rhino中平面并不是真正存在的对象，他们被用来在三维空间中确定一个坐标系。最好把平面看做向量，他们仅仅是一种数据结构。一个平面可以由一个参数方程来确定，可以把它理解为一系列的坐标轴。一个平面

4、由若干个点和三个向量组成，点表示平面本身，向量代表着三个坐标轴。在定义平面时需要遵循许多规则，并不是任意点和向量的组合都是合法平而利用RhinoScript中的plane方法可以很轻松的建立一个平面。在RhinoScript中定义平面时都要满足以下条件：①坐标轴向量必须是成套的。②所有的坐标轴向量必须是相互垂直的。③X和Y轴的顺序必须按逆时针。（二）网格（Mesh）网格是一个局部定义，而不是把表面看做是一个矩形NURBS面的变形，这就是说一个单独的网格面是可以任意拓扑的。一个网格面可以由一些不连接的可以移动的面组成，这在RhinoScript中是不可

5、能实现的。因为网格是一个局部定义，所以在网格的格式中可以直接存储更多信息，比如颜色、材质、坐标和法线。网格与NURBS有明显的不同，而且这种不同是由各自定义决定的。例如从网格中删除任意数量的多边形后网格仍是一个合法的对象，但不能从NURBS中删除节点。Rhino中的Mesh可以使非流行的，所以多个表面可以共享一个边界。这与NURBS技术是不同的，即在NURBS中不允许出现这种情况非流行的形状在拓扑上很难处理。如果一条边只属于一个面，那么这个边就是外部的，否则就是内部的。（三）NURBS表面表面的定义有很多种，如由显函数定义的表面、分型表面、极小曲面等

6、。除了一些常见的曲面类型外Rhino还提供了一种很有用的NURBS曲面。NURBS曲面与NURBS曲线非常相似，他们计算形状、发现、切线等的算法都是相同的。但也有不同之处，例如曲面具有法线和切平面二曲线没有，所以说曲面缺少方向性。在编程时需要对曲面的方向进行假设。三、建立网格（一）网格的拓扑拓扑是对属性的拓扑研究，这些属性来自于对实际对象的变形、扭曲、拉伸。所以拓扑不关心大小、形状、颜色等，它只关心研究物体的本质属性。网格对象的顶点是由一群三维点坐标组成的。它可以处于空间中的任何位置，他们控制着网格的大小和形状。表面并不包含数据，他们只表示定点是如何

7、连接的。以一个最简单的网格为例，我们需要一些匹配的顶点和表面数组。生成网格点阵是很简单的，只需利用循环语句对每一个顶点进行赋值。有了点阵之后就要生成面数组，它是依赖与顶点数组的行和列的尺寸。在得到顶点后，我们就可以创建表面把这些顶点连接起来。因为表面是拓扑的，所以不用关心顶点的实际位置，而只用关心他们是如何组织的即可，在图1中显示了常用的网格形式，该网格有12个顶点和6个四边形的表面，顶点的排序与顶点在函数中创建的顺序相同，其中。（二）网络的单元格在图2中每一个四边形需要以逆时针顺序连接。观察2可以得到规律表迗式中A没有确定，因此可以以A作为循环数，

8、遍历所有顶点进而依次求出所有四边形。（三）数据的存储这里用.ini文件来存储数据。*.ini文件是文本文件，