NURBS моделирование. Введение

Главным преимуществом Rhinoceros перед другими популярными программами, такими как 3ds Max является – точное 3d моделирование. Точное моделирование достигается посредством работы с NURBS геометрией.

NURBS это аббревиатура, означающая Non-Uniform Rational B-Spline —математическая форма, применяемая в компьютерной графике для генерации и представления кривых и поверхностей. Эта технология 3d моделирования разрабатывается с 50-х годов 20 века и она принципиально отличается от Mesh моделирования (полигональные сети).

NURBS это сплайны и поверхности на их основе, которые строятся на основе базисных сплайнов (B-spline в аббревиатуре NURBS). Базисные сплайны это математические функции, которые строятся по специальным формулам.

Примерное понимание как выглядят базисные сплайны (график математической функции) и как это влияет на построение маленького кусочка сплайна кривой Безье 3-й степени можно посмотреть по нашему видео:

Обратите внимание (вы в дальнейшем об этом узнаете подробнее), что ключевую роль в NURBS играют контрольные точки. Их влияние описывается базисными функциями. И именно глядя на данные графики можно реально понять что такое вектор узла (Knot). Вектор узла в тоже самое время является местом стыковки разных кусочков сплайнов. Об узлах вы узнаете в разделе по моделированию в Rhino, как и обо всех важных функциях и свойствах этой замечательной и мощной программы.

Mesh моделирование

Одна из самых популярных программ для моделирования 3ds Max в основном использует MESH моделирование. Mesh безусловно тоже имеет математическую основу, однако принципиально отличается от NURBS. Очень приближенной аналогией сравнения может быть растровая и векторная графика (сколько не "зумить", качество вектора не меняется). Растровая графика принципиально очень похожа на Mesh, а векторная на NURBS.

Синонимом слова NURBS в Rhino, которое вы будете встречать на протяжении курса, будет слово BREP. Когда вы начнёте изучать Grasshopper этот тип данных вы будете часто использовать. Не следует особо вдаваться в подробности, просто знайте, что это практически одно и тоже.

Более привычным в представлении архитекторов и дизайнеров является MESH моделирование, так как встречается гораздо чаще.

MESH состоит из элементарных объектов, своего рода кирпичиков: это вершины (Vertexes), рёбра (Edges) и Грани (Faces), а вот в NURBS сплайнах важными параметрами являются контрольные точки, векторы узла и степень кривой. А еще здесь есть производная (Derivative)

Область применения полигональных сетей — визуализация, визуальные эффекты, анимация и 3-х мерные объекты игр.

Область применения NURBS — точное моделирование и вывод на производство. Иначе говоря, если вам нужно произвести объект, например, вам нужно смоделировать и построить крыло самолёта, детали автомобиля, мелкие ювелирные изделия, изделия мебели, архитектурные объекты и детали и другое, то ваш выбор – NURBS.

Если же ваша работа – это визуализация интерьеров, продукта, создание моушн эффектов, гейм дев, то адекватным выбором будет MESH моделирование и соответствующие программные пакеты.

В Rhinoceros с 7-й версии появился ещё один тип объектов, при помощи которого легко моделировать сложные криволинейные органические формы - Subd.

SubD моделирование
SubD это особый вид геометрии, отличающийся от NURBS, являющийся разновидностью MESH геометрии. Subd это сокращение от subdivide, с английского дословно можно понять как подразбиение. Если описать упрощенно, то subd это mesh геометрия с особыми алгоритмами сглаживания.

В Rhino 7 при помощи Subd можно быстро создавать сложные органические формы и затем переводить их в NURBS.

Предлагаем освоить основы SubD в практической части.