GeomagicDesignX三维建模案例教程

前言

绪论

0.1逆向工程的定义

0.2逆向工程的关键技术流程

0.3逆向工程的应用与发展

0.4软件安装

0.5用户界面

项目1维纳斯石膏像模型重构

任务1点云数据的处理

1.1点云导入

1.2点云过滤杂点

1.3点云采样

1.4点云平滑

1.5构造面片

任务2面片修复与处理

2.1三角网格面片修补

2.2面片优化

2.3自动拟合曲面

任务3误差分析和文件输出

3.1误差分析

3.2文件输出

项目2三坐标检测标准件模型重构

任务1点云数据的处理

1.1点云导入

1.2三角网格面片修补

1.3数据保存

任务2创建模型特征

2.1领域组划分

2.2对齐坐标系

2.3草图绘制

2.4创建拉伸实体

2.5构造曲面

2.6创建混合实体

任务3误差分析和文件输出

3.1误差分析

3.2文件输出

项目3叶片模型重构

任务1点云数据的处理

任务2创建模型特征

Geomagic Design X三维建模案例教程

2.1领域组划分

2.2创建坐标系

2.3模型构建

任务3误差分析和文件输出

3.1误差分析

3.2文件输出

项目4遥控器模型重构

任务1点云数据的处理

1.1点云导入

1.2三角网格面片修补

1.3数据保存

任务2创建模型特征

2.1领域组划分

2.2对齐坐标系

2.3构造曲面

2.4倒圆角

2.5曲面修剪实体

2.6创建混合实体

任务3误差分析和文件输出

3.1误差分析

3.2文件输出

项目5电话听筒模型重构

任务1点云数据的处理

1.1点云导入

1.2三角网格面片修补

任务2逆向建模

2.1领域组划分

2.2对齐坐标系

2.3模型构建

任务3误差分析和文件输出

3.1误差分析

3.2文件输出

项目6安全锤模型重构（2014年国赛样题）

任务1点云数据的处理

1.1点云导入

1.2三角网格面片修补

任务2创建模型特征

2.1领域组划分

2.2对齐坐标系

2.3模型构建

任务3误差分析和文件输出

3.1误差分析

3.2文件输出

项目7车门把手模型重构（2014年国赛赛题）

任务1点云数据的处理

1.1点云导入

1.2三角网格面片修补

1.3数据保存

任务2创建模型特征

2.1领域组划分

2.2对齐坐标系

2.3构造曲面

2.4添加局部主要特征

2.5添加局部简单特征

2.6创建倒圆角特征

任务3误差分析和文件输出

3.1误差分析

3.2文件输出

项目8汽车后视镜模型重构（2014年教师赛赛题）

任务1点云数据的处理

任务2创建模型特征

2.1创建坐标系

2.2模型构建

2.3安装基座的建立

2.4过渡区域的建立

任务3误差分析和文件输出

3.1误差分析

3.2文件输出

参考文献

本书是国内第 一本由高校教师与企业逆向工程师联手打造的，以真实工程项目和真实工作过程为特色，以教育部全国高职院校技能大赛和教师大赛为标准的基于Geomagic Design X三维建模案例教程，是校企合作在逆向工程领域多年的实践、培训及大赛经验的总结。 本书包含8个源于实际工程的项目案例，分别是维纳斯石膏像模型重构、三坐标检测标准件模型重构、叶片模型重构、遥控器模型重构、电话听筒模型重构、安全锤模型重构、车门把手模型重构和汽车后视镜模型重构。本书由浅入深地讲解和示范了逆向工程设计的各个方面，包含点云数据处理、逆向模型重构和误差分析等。 为便于教师教学和读者自学，本书配有项目操作过程的动画演示光盘，同时提供各项目的点云数据，以帮助初学者尽快的掌握Geomagic Design X软件的操作步骤和规律，增加了本书的实用性和适用性。 本书可作为高等职业院校相关专业的教学用书，也可作为逆向工程师的岗位培训或自学用书。

本书通过经典案例讲授3ds Max建模技术、材质和贴图技术、灯光技术、摄影机技术、渲染技术。全书共12章，第1章介绍3ds Max及其基本操作，第2～6章介绍各种建模技术，第7章介绍材质和贴图技术，第8章介绍灯光技术，第9章介绍摄影机技术，第10章介绍渲染技术，第11章和第12章为综合实践内容（高级建模和高级贴图）。

本书的配套资源包括教程中所有实训和案例的贴图素材、原始文件、完成文件和参考文件，还可为使用该教材的所有教师免费提供教学所需要的PPT、电子教案、教学大纲和教学日历等参考文件。

本书适合作为高等学校计算机、数字媒体、游戏设计、动画设计及相关专业三维建模的初级、中级教材，也可作为职业院校、三维建模培训学校和三维建模爱好者的教材或参考书。

本书通过经典案例讲授3ds Max建模技术、材质和贴图技术、灯光技术、摄影机技术、渲染技术。全书共12章，第1章介绍3ds Max及基本操作，第2～6章介绍各种建模技术，第7章介绍材质和贴图技术，第8章介绍灯光技术，第9章介绍摄影机技术，第10章介绍渲染技术，第11章和第12章为综合实践内容（高级建模和高级贴图）。

本书的配套资源包括教程中所有实训和案例的贴图素材、原始文件、完成文件和参考文件，还可为使用该教材的所有教师免费提供教学所需要的电子教案、教学大纲和教学日历等参考文件。

本书适合作为高等学校计算机、数字媒体、游戏设计、动画设计及相关专业三维建模的初级、中级教材，也可作为职业院校、三维建模培训学校和三维建模爱好者的教材或参考书。

第1章3ds Max介绍及基本操作1

1.1软件简介1

1.2项目工作流程3

1.3选择对象5

1.4参考坐标系7

1.5变换对象10

1.6变换中心13

1.7复制对象15

1.7.1克隆15

1.7.2镜像17

1.7.3阵列18

1.7.4间隔工具21

1.8对齐对象22

1.9位置捕捉和角度捕捉23

1.10冻结、隐藏和孤立对象25

1.11文件保存和文件合并27

思考与练习29

第2章标准基本体、扩展基本体及建筑对象30

2.1标准基本体30

2.2扩展基本体36

2.3建筑对象42

2.3.1AEC扩展43

2.3.2门43

2.3.3窗44

2.3.4楼梯44

思考与练习46目

录第3章图形及二维线形修改器47

3.1图形种类47

3.1.1样条线47

3.1.2扩展样条线55

3.1.3NURBS曲线56

3.2二维线形修改器57

3.2.1“挤出”修改器57

3.2.2“车削”修改器61

3.2.3“倒角”修改器64

3.2.4“倒角剖面”修改器66

思考与练习71

第4章三维对象修改器72

4.1“弯曲”修改器72

4.2“锥化”修改器75

4.3“扭曲”修改器77

4.4“FFD（长方体）”修改器81

4.5“噪波”修改器83

4.6“法线”修改器86

思考与练习89

第5章复合对象90

5.1布尔90

5.2ProBoolean（超级布尔）96

5.3放样97

思考与练习108目

录第6章曲面建模109

6.1曲面建模的种类109

6.2网格建模110

6.3多边形建模113

6.3.1“顶点”子层级113

6.3.2“多边形”子层级115

6.4面片建模124

6.5NURBS建模128

思考与练习130

第7章材质和贴图技术131

7.1材质编辑器131

7.2材质类型132

7.3贴图通道和贴图类型134

7.4材质库的创建和调用162

7.5外部文件路径和资源收集器164

思考与练习166

第8章灯光技术167

8.1灯光基础167

8.1.1灯光类型167

8.1.2灯光布置167

8.2标准灯光168

8.2.1目标平行光168

8.2.2泛光灯170

8.3光度学灯光171

8.4日光系统180

思考与练习186目

录第9章摄影机技术、环境和效果187

9.1摄影机技术187

9.1.1摄影机基础187

9.1.2目标摄影机189

9.1.3自由摄影机192

9.2环境和效果192

9.2.1环境192

9.2.2效果194

思考与练习198

第10章渲染技术199

10.1渲染设置199

10.2默认扫描线渲染器200

10.3mental ray渲染器201

10.4VRay渲染器203

思考与练习207

第11章综合实践： 高级建模208

思考与练习222

第12章综合实践:高级贴图223

思考与练习233

实训和案例列表

实 训 列 表

实训1选择对象的方法7

实训2参考坐标系的选择9

实训3变换对象操作13

实训4变换中心的使用15

实训5克隆复制17

实训6镜像复制18

实训7阵列复制20

实训8间隔工具复制22

实训9对齐操作23

实训10角度捕捉的使用24

实训11冻结、隐藏和孤立对象操作26

实训12文件合并操作27

实训13使用建筑对象建模45

实训14布尔操作91

实训15编辑多边形命令117

实训16设置视口背景和环境贴图153

实训17材质库的创建和调用方法162

实训18资源收集器的使用165

案 例 列 表

案例1标准基本体建模——液晶电视34

案例2扩展基本体建模——沙发39

案例3样条线建模——花篮49

案例4“挤出”修改器——书架57

案例5“车削”修改器——酒杯62

案例6“倒角”修改器——立体文字64

案例7“倒角剖面”修改器——茶几67

案例8“弯曲”修改器——竹竿73

案例9“锥化”修改器——机械手底座75案例10“扭曲”修改器——冰淇淋78

案例11“FFD（长方体）”修改器——抱枕181

案例12“噪波”修改器——海面84

案例13“法线”修改器——球天模型86

案例14“布尔”建模——脸盆93

案例15“放样”建模——瓷瓶97

案例16“放样”变形1(缩放/扭曲/倾斜/倒角)——螺丝钉100

案例17“放样”变形2(拟合)——乒乓球拍104

案例18网格建模——石柱110

案例19多边形建模——杯子118

案例20面片建模——床罩125

案例21NURBS建模——抱枕2128

案例22标准(standard)材质1——军营135

案例23标准(standard)材质2——酒瓶150

案例24标准(standard)材质3——盆景154

案例25多维/子对象(Multi/Sub-Object)材质——酒盒156

案例26无光/投影（Matte/Shadow）材质——花篮158

案例27建筑与设计（Arch&Design）材质——房间1159

案例28标准灯光——军营白天168

案例29光度学灯光——军营夜晚172

案例30日光系统——军营日光180

案例31目标摄影机——摄影机参数189

案例32大气——体积光193

案例33效果——镜头效果195

案例34Mental Ray渲染器——房间2201

案例35VRay渲染器——房间3203

案例36石墨工具建模——头盔模型208

案例37“UVW展开”修改器——飞机贴图2232100433B