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拼合

2021-09-07浮雕16422

构造浮雕曲面功能只能构造一块块单张的曲面，这种单张的曲面结构简单、截面单一，是最基本的构造曲面的方法，对于较为复杂的造型是不能通过直接构造浮雕曲面就能达到设计要求的，但是我们可以把复杂的浮雕曲面分解为最基本的曲面，通过浮雕曲面功能构造出基本的曲面，然后把这些基本的曲面按照要求“拼合”起来，完成最终的造型。好比盖房子，要先备好料，比如砖、瓦等，然后把砖瓦按要求一块块“拼合”起来，然后装修一下，房子就盖成了。构造浮雕曲面就是造砖造瓦，提供原料，盖房子就是本节要讲的“网格拼合”功能，装修就是“曲面光滑和重构”功能。

网格拼合就是把一个或多个网格曲面拼合到基面上的过程，曲面拼合就象盖房子还得需要一个“地基”，有个“依靠”，不能把它盖到空中，基面就是我们选择的作为被拼合曲面的“依靠”——“地基”。

拼合的方式包括叠加、切除、取高、取低、取代五种。我们制造的砖瓦是柔性的，可以根据基面的特点发生各种各样的变形，还可以与基面发生交差并的操作，灵活的使用这些叠加手段可以生成复杂、逼真的三维浮雕效果。

实现方法：

（1）根据需要构造被拼网格曲面和拼合网格基面。

（2）选中被拼网格曲面和拼合网格基面，设定拼合方式和其他参数，拼合网格曲面。

操作步骤：

1、构造被拼网格曲面和拼合网格基面：按照要求构造被拼网格曲面和拼合网格基面，注意要有相互重叠的部分。

2、选中网格拼合命令，选择被拼网格曲面和拼合网格基面：选中网格拼合命令，鼠标点选被拼网格曲面和拼合网格基面，右键切换。

3、设定参数，进行网格拼合

各参数意义见拼合参数定义。

参数定义：

曲面融合：

“曲面融合”是网格曲面拼合中重要的参数，它直接决定了被拼合曲面和基面哪一个发生变形、是否融合为一个整体。

▲图1 曲面拼合参数设置

（1）选择“曲面融合”

选择“曲面融合”，基面发生变形，被拼合曲面按照拼合方式拼合在基面上，并与基面融合为一个整体。拼合后的曲面保留基面拼合前的轮廓范围，被拼合曲面与基面拼合后如果超出基面，超出部分自动消失。拼合后的曲面融合为一个整体，也就是说成为一张面，在融合时如果被拼合的曲面存在基高，或者曲面很小，由于拼合精度的存在，生成的曲面会非常粗糙或者在被拼合曲面的直侧面出现锯齿，不光滑。如图6-244所示。

▲图2

解决粗糙有锯齿的方法有多种，这里只介绍以下几种：一是拼合时不使用“曲面融合”，这种情况在构造被拼合曲面在基面的上面时（凸模）可以使用；二是提高基面和被拼合曲面的网格精度（在构造时的精度）；三是使用剪裁基面这个选项。

（2）“曲面融合”、“裁剪拼合基面”和“裁剪被拼曲面”都不选

“曲面融合”、“裁剪拼合基面”和“裁剪被拼曲面”都不选的时候，被拼合曲面发生变形，基面保持不变。被拼合曲面按照拼合方式拼合在基面上，不和基面融合为一个整体，而是相互独立。拼合后被拼合曲面只是发生了变形，超出基面部分也不会消失，基面在整个拼合过程中只是作为被拼合曲面的“参照物”，自己“丝毫不损”。

（3）裁剪拼合基面

将拼合基面进行裁剪。不选中此项则不裁剪拼合基面。如图所示。执行剪裁拼合时间可能会稍长。

图3和4分别是不裁剪拼合基面和裁剪拼合基面。图2中，由于没有选裁剪拼合基面，执行操作后，拼合基面仍然是完整的曲面；而图3中，因为选了裁剪拼合基面，可以看到拼合基面中、拼合基面和被拼曲面的公共部分被裁剪掉了。

▲图3 不裁剪拼合基面（叠加）

▲图4 裁剪拼合基面（叠加）

（4）裁剪被拼曲面

将被拼曲面进行裁剪。不选中此项则不裁剪被拼曲面。裁剪被拼曲面只有在被拼曲面有部分在拼合基面外才有意义，如图5所示。

▲图5 裁剪被拼曲面（叠加）

基面形态：

基面形态有单调和非单调。如图6-248所示的长方体表面为非单调曲面。

▲图6 非单调曲面

单调：

基面和Z轴的任何一条平行线相交，最多只有一个交点。

非单调：

基面和平行Z轴的线相交，交点大于一个，如长方体。

图7－9为非单调基面下的拼合图，注意图图7-8中是仰视图，这可以从旁边的坐标系中看出。

▲图7 拼合基面和被拼曲面

▲图8 非单调，拼高（叠加）

▲图9 非单调，拼低（切除）

拼合方式：

拼合的方式包括叠加、切除、取高、取低、取代五种。

（1）叠加

a、被拼合曲面上某一点的高度值（Z1）加上此点正上方（Z轴方向）对应的基面上一点的值（Z2），就是此点变形后的值（Z3），如图10所示，C点=Z3=Z1+Z2，被拼合曲面上所有的点按照这个规律变化，生成叠加后的曲面，即被拼合曲面与基面在投影方向（Z轴方向）高度相加。

▲图10

b、自然叠加的曲面网格图和渲染效果图，如图11所示。

▲图11

（2）切除

a、与自然叠加正好相反，被拼合曲面上某一点的高度值（Z1）减去此点正上方（Z轴方向）对应的基面上一点的值（Z2），就是此点变形后的值（Z3），如图12所示，C点=Z3=Z1–Z2，被拼合曲面上所有的点按照这个规律变化，生成自然切除后的曲面，即被拼合曲面与基面在投影方向（Z轴方向）高度相减。

▲图12

b、自然切除的曲面网格图和渲染效果图，如图13所示。

▲图13

（3）取高

a、取高的变化规律：

被拼合曲面上某一点的高度值（Z1）与此点投影方向（Z轴方向）上对应的基面上某一点的值（Z2）进行比较，哪一个点的高度值大，拼合后生成的曲面在此投影方向上对应的点就采用这个点的高度值，如图14所示，C点=Z3=Z1，被拼合曲面上所有的点按照这个规律变化，生成拼合后的曲面，即被拼合曲面与基面在投影方向（Z轴方向）取两个曲面中最高部分的曲面作为拼合后的曲面。

▲图14

b、取高前的渲染效果图与取高后的渲染效果图，如图15所示。

▲图15

（4）取低

a、取低的变化规律：

与取高正好相反，被拼合曲面上某一点的高度值（Z1）与此点投影方向（Z轴方向）上对应的基面上某一点的值（Z2）进行比较，哪一个点的高度值小，拼合后生成的曲面在此投影方向上对应的点就采用这个点的高度值，如图16所示，C点=Z3=Z2，被拼合曲面上所有的点按照这个规律变化，生成拼合后的曲面，即被拼合曲面与基面在投影方向（Z轴方向）取两个曲面中最低部分的曲面作为拼合后的曲面。