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关键词：T-splines 工业设计 计算机辅助设计
摘要：本文主要讲述网格建模插件T-Splines在工业设计中的应用，为工业设计的曲面创建提供了新的曲面建模方法。并详细展示T-Splines从实体创建曲面、从线创建曲面和从输入曲面创建曲面的曲面案例效果。作为网格曲面、NURBS曲面的下一代的曲面建模技术，必将有广阔的发展前景。
一、背景
在工业设计中，尤其是工业产品设计中，三维设计表现具有非常重要的作用，快速、准确将创意表现出来是工业设计师必备的能力之一。目前典型的NURBS曲面建模软件Rhino因其曲面功能强大、操作方便、快速入门受到广大工业设计师和学生的欢迎。
Rhino是由美国RobertMcNeel公司于1998年推出的一款基于NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）非均匀有理B样条曲线为主的三维建模软件。是一款强大的专业3D造型软件，Rhino非常适合于工业产品设计早期阶段的设计方案快速表现，在产品设计领域具有广泛的应用。
二、T-splines简介
T-Splines作为Rhino的一个插件，与Rhino紧密集成，帮助设计师缩短其设计时间，完成那些以Rhino处理起来十分枯燥或困难的任务，并且可以在细分表面建模程序与Rhino之间切换，帮助设计师轻松创建和编辑用于设计和制造的有机曲面。
T-Splines是Autodesk公司开发的一种具有革命性的崭新建模技术，它结合了NURBS和细分表面建模技术（3dsmax采用多边形建模技术）的特点，虽然和NURBS很相似，不过它极大地减少了模型表面上的控制点数目，可以进行局部细分和合并两个NURBS面片等操作，通过对控制点的“推和拉”快速完成三维模型的创建，在建模操作速度上有质的提升。
T-Splines是NURBS和细分曲面的扩展，填补了流行的多边形建模功能和传统NURBS建模之间的空白，是继网格曲面、NURBS曲面的下一代的曲面建模技术，是首款真正意义上可以替代基于NURBS建模的软件。
三、T-Splines特点
T-Splines产品功能具有如下特点：
（1）新的建模技术：多边形或箱体建模帮助设计师通过推拉、挤压与调整基本图形的方式，快速拟出大致的理想图形。随着模型逐渐精细，可以细分图形的各个部分以添加更多细节和控制。T-Spines通过NURBS兼容方式首次实现这项技术。
（2）功能强大的表面处理工具：使用简单的T-Splines命令，即可轻松通过曲线生成可编辑的、非矩形的表面——使用NURBS无法实现该操作。
（3）高级别图形控制：始终将控制点数量保持在最小值（使表面平滑）是建模的第一规则。T-Splines可以轻松实现这一点，只需插入单个控制点即可，无需像在NURBS中那样要求输入一整行控制点。还可以编辑这些点，删除点区域，以及添加本地折痕来创建锐边效果。
（4）协同工作：导入多边形模型或.obj文件并将其转化为T-Splines表面。T-Splines表面与NURBS百分之百方向性兼容，而且无论处在设计过程中的哪个阶段，均可将T-Splines模型转换为NURBS模型，以便进行下游分析或应用程序制造。
四、T-Splines创建曲面方法及案例
T-Splines的主要建模方法有从实体创建曲面、从线创建曲面、从输入曲面创建T-Splines曲面，增加曲面或增加细节、合并曲面、点的操作、T-Splines物体的操作等。下面主要介绍常用的建模方法。创建各种曲面后，后期最核心的操作是对T-Splines中控制点、边和面使用移动、旋转、缩放变换对曲面进行塑形操作，来创造复杂的有机曲面形态。
（1）从实体创建T-Splines曲面
T-Splines提供了立方体、平面、球体、圆柱体、圆锥、圆环和方球共7种基本实体，在实体中根据物体属性可设置各方向的面数，选择恰当的面数来满足初步造型的需要，同时可设置实体关于轴对称或径向对称，在轴对称中可设置关于X、Y、Z一个轴或多个轴对称，径向对称可以对局部物体进行径向对称复制或者将整个物体设置为径向对称。如图1所示为T-Splines圆环体，其中绿色的圆表示对称轴，该圆环关于X轴和Y轴对称，图2为选择圆环的一个面，使用移动变换操纵的初始状态，图3为使用移动变换操纵工具将选定的面沿Z轴向上拖动后所形成的曲面效果，轴对称侧的曲面会发生同样的变化。
摘要：本文主要讲述网格建模插件T-Splines在工业设计中的应用，为工业设计的曲面创建提供了新的曲面建模方法。并详细展示T-Splines从实体创建曲面、从线创建曲面和从输入曲面创建曲面的曲面案例效果。作为网格曲面、NURBS曲面的下一代的曲面建模技术，必将有广阔的发展前景。
一、背景
在工业设计中，尤其是工业产品设计中，三维设计表现具有非常重要的作用，快速、准确将创意表现出来是工业设计师必备的能力之一。目前典型的NURBS曲面建模软件Rhino因其曲面功能强大、操作方便、快速入门受到广大工业设计师和学生的欢迎。
Rhino是由美国RobertMcNeel公司于1998年推出的一款基于NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）非均匀有理B样条曲线为主的三维建模软件。是一款强大的专业3D造型软件，Rhino非常适合于工业产品设计早期阶段的设计方案快速表现，在产品设计领域具有广泛的应用。
二、T-splines简介
T-Splines作为Rhino的一个插件，与Rhino紧密集成，帮助设计师缩短其设计时间，完成那些以Rhino处理起来十分枯燥或困难的任务，并且可以在细分表面建模程序与Rhino之间切换，帮助设计师轻松创建和编辑用于设计和制造的有机曲面。
T-Splines是Autodesk公司开发的一种具有革命性的崭新建模技术，它结合了NURBS和细分表面建模技术（3dsmax采用多边形建模技术）的特点，虽然和NURBS很相似，不过它极大地减少了模型表面上的控制点数目，可以进行局部细分和合并两个NURBS面片等操作，通过对控制点的“推和拉”快速完成三维模型的创建，在建模操作速度上有质的提升。
T-Splines是NURBS和细分曲面的扩展，填补了流行的多边形建模功能和传统NURBS建模之间的空白，是继网格曲面、NURBS曲面的下一代的曲面建模技术，是首款真正意义上可以替代基于NURBS建模的软件。
三、T-Splines特点
T-Splines产品功能具有如下特点：
（1）新的建模技术：多边形或箱体建模帮助设计师通过推拉、挤压与调整基本图形的方式，快速拟出大致的理想图形。随着模型逐渐精细，可以细分图形的各个部分以添加更多细节和控制。T-Spines通过NURBS兼容方式首次实现这项技术。
（2）功能强大的表面处理工具：使用简单的T-Splines命令，即可轻松通过曲线生成可编辑的、非矩形的表面——使用NURBS无法实现该操作。
（3）高级别图形控制：始终将控制点数量保持在最小值（使表面平滑）是建模的第一规则。T-Splines可以轻松实现这一点，只需插入单个控制点即可，无需像在NURBS中那样要求输入一整行控制点。还可以编辑这些点，删除点区域，以及添加本地折痕来创建锐边效果。
（4）协同工作：导入多边形模型或.obj文件并将其转化为T-Splines表面。T-Splines表面与NURBS百分之百方向性兼容，而且无论处在设计过程中的哪个阶段，均可将T-Splines模型转换为NURBS模型，以便进行下游分析或应用程序制造。
四、T-Splines创建曲面方法及案例
T-Splines的主要建模方法有从实体创建曲面、从线创建曲面、从输入曲面创建T-Splines曲面，增加曲面或增加细节、合并曲面、点的操作、T-Splines物体的操作等。下面主要介绍常用的建模方法。创建各种曲面后，后期最核心的操作是对T-Splines中控制点、边和面使用移动、旋转、缩放变换对曲面进行塑形操作，来创造复杂的有机曲面形态。
（1）从实体创建T-Splines曲面
T-Splines提供了立方体、平面、球体、圆柱体、圆锥、圆环和方球共7种基本实体，在实体中根据物体属性可设置各方向的面数，选择恰当的面数来满足初步造型的需要，同时可设置实体关于轴对称或径向对称，在轴对称中可设置关于X、Y、Z一个轴或多个轴对称，径向对称可以对局部物体进行径向对称复制或者将整个物体设置为径向对称。如图1所示为T-Splines圆环体，其中绿色的圆表示对称轴，该圆环关于X轴和Y轴对称，图2为选择圆环的一个面，使用移动变换操纵的初始状态，图3为使用移动变换操纵工具将选定的面沿Z轴向上拖动后所形成的曲面效果，轴对称侧的曲面会发生同样的变化。