虛擬場景（建模） Virtual scene
格物者專欄 《100點創新設計方法》系列
虛擬場景（建模）
Virtual scene
怎麼做：建立一個產品模型，透過模型檢視產品的不足，並進行修改。
為什麼這麼做：單單靠設計師的想法及頭腦中的想象不足以發現設計中存在的各種問題。
設計師在設計中應注重虛擬場景，透過場景虛擬可以更直觀的感受產品。
虛擬現實（VR）是一種由計算機和電子技術創造的新世界，是一個看似真實的模擬環境，透過多種感測裝置，根據使用者自身的感覺，使用人的自然技能對虛擬世界的物體進行考察或操作；同時提供視覺、聽覺、觸覺等多通道的資訊，使使用者透過視、聽、摸等直觀而又自然的實時感知，並使參與者沉浸於模擬環境中。虛擬現實技術在最近十年裡獲得了極大的發展，這主要歸因於計算機軟、硬體條件的飛速發展。虛擬現實技術中的虛擬場景建模工作是研究的核心問題。
建模即建立模型，建立系統模型的過程，又稱模型化。建模是設計的重要手段和前提。設計建模是設計初期要做的工作，建立起一個框架，就像建房先要畫出平面圖，裝修要有裝修圖一樣。只有建模完成了才能一步步來完成設計。
建模主要用於三個方面
1、分析和設計實際產品。
對於許多複雜的工業產品，建模往往是最關鍵和最困難的任務。
2、預測產品的某些狀態的未來發展趨勢。
預測基於產品的連貫性。例如根據以往的測量資料建立氣象變化的模型，用於預報未來的氣象。
3、對產品實行最優控制。
建立的任何模型都只是實際系統原型的簡化，如果在簡化模型中能保留設計原型的一些本質特徵，那麼就可認為模型與設計原型是相似的。實際建模時，必須在模型的簡化與分析結果的準確性之間作出適當的折中，這常是建模遵循的一條原則。
建模常用軟體
3D Studio MAX
3D Studio MAX 是Autodesk子公司Kinetix推出的一種優秀的三維動畫造型軟體，它廣泛用於遊戲、廣告、建築等領域，是目前PC上最流行的三維動畫造型軟體。
基於模型的構造方法
3DS MAX的幾何建模方法主要有多邊形（Polygon）建模、非均勻有理B樣條曲線建模（NURBS）、細分曲面技術建模（Subdivision Surface）。通常建立一個模型可以分別通過幾種方法得到，但有優劣、繁簡之分。
1、多邊形建模。
多邊形建模技術是最早採用的一種建模技術，它的思想很簡單，就是用小平面來模擬曲面，從而製作出各種形狀的三維物體，小平面可以是三角形、矩形或其他多邊形但實際中多是三角形或矩形。使用多邊形建模可以透過直接建立基本的幾何體，再根據要求採用修改器調整物體形狀或透過使用放樣、曲面片造型、組合物體來製作虛擬現實作品。多邊形建模的主要優點是簡單、方便和快速，但它難於生成光滑的曲面，故而多邊形建模技術適合於構造具有規則形狀的物體，如大部分的人造物體。
2、NURBS建模。
NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines（非均勻有理B樣條曲線）的縮寫，它純粹是計算機圖形學的一個數學概念。NURBS建模技術是最近4年來三維動畫最主要的建模方法之一，特別適合於建立光滑的、複雜的模型，而且在應用的廣泛性和模型的細節逼真性方面具有其他技術無可比擬的優勢。但由於NURBS建模必須使用曲面片作為其基本的建模單元，所以它也有以下侷限性：NURBS曲面只有有限的幾種拓撲結構，導致它很難製作拓撲結構很複雜的物體（例如帶空洞的物體）；NURBS曲面片的基本結構是網格狀的，若模型比較複雜，會導致控制點急劇增加而難於控制；構造複雜模型時經常需要裁剪曲面，但大量裁剪容易導致計算錯誤；NURBS技術很難構造“帶有分枝的”物體。
3、細分曲面技術。
細分曲面技術是1998年才引入的三維建模方法，它解決了NURBS技術在建立曲面時面臨的困難，它使用任意多面體作為控制網格，然後自動根據控制網格來生成平滑的曲面。細分曲面技術的網格可以是任意形狀，因而可以很容易地構造出各種拓撲結構，並始終保持整個曲面的光滑性。細分曲面技術的另一個重要特點是“細分”，就是隻在物體的區域性增加細節，而不必增加整個物體的複雜程度，同時還能維持增加了細節的物體的光滑性。但由於細分曲面技術是一種剛出現不久的技術，3D Studio MAX R3對它的支援還顯得稚嫩，還不能完成一些十分複雜的模型創作。
基於影象的繪製 (IBR)
傳統圖形繪製技術均是面向景物幾何而設計的，因而繪製過程涉及到複雜的建模、消隱和光亮度計算。儘管透過可見性預計算技術及場景幾何簡化技術可大大減少需處理景物的面片數目，但對高度複雜的場景，現有的計算機硬體仍無法實時繪製簡化後的場景幾何。因而我們面臨的一個重要問題是如何在具有普通計算能力的計算機上實現真實感圖形的實時繪製。IBR技術就是為實現這一目標而設計的一種全新的圖形繪製方式。該技術基於一些預先生成的影象（或環境映照）來生成不同視點的場景畫面，與傳統繪製技術相比，它有著鮮明的特點：
1、圖形繪製獨立於場景複雜性，僅與所要生成畫面的解析度有關。
2、預先儲存的影象（或環境映照）既可以是計算機合成的，亦可以是實際拍攝的畫面，而且兩者可以混合使用。
3、該繪製技術對計算資源的要求不高，因而可以在普通工作站和個人計算機上實現複雜場景的實時顯示。
3DS MAX在IBR中的應用是自然的，3DS MAX的出色的紋理貼圖，強大的貼圖控制能力，各種空間扭曲和變形，都提供了對影象和環境映照的容易的處理途徑。
犀牛
犀牛建模流程
1、建模前分析
——拿到設計方案（草圖）後，我們應該先去仔細觀察草圖，瞭解所要建模產品的形態結構，分析它由哪些塊面組成，如果所建物體是複雜的組合物體，我們應該怎麼樣去拆開分析這個組合整體，在沒有完全理解物體的情況下不宜草率下手建模，正所謂磨刀不誤砍柴工。這一步，我習慣稱它為建模前分析！
2、建模的物體進行畫線
——在完成上一步的建模分析後，接下來我們對要建模的物體進行畫線，這時，我們還要分析哪些線我們要畫，該畫，哪些是多餘的，不該畫的，同時，畫線應該注意線條的走向，因為你畫的每一根線都影響著你將要建立的模型，所以說畫線是一個嚴謹加耐心的過程，只有把線畫好了，才能更好的表現你的設計意圖，產品才會更美觀！
3、組合成主體形態
——把線畫好了，我們將要做它的主體形態，也就是說根據線來做產品的面、體，最後將它們組合成主體形態，如果是綜合性的模型，線、面一定要分好圖層，清晰的分層對建非常的有幫助，所以，我們要學會劃分圖層（相同物件材質或一個單一零件可以作一個圖層），這個階段，建模不要急忙的去進行倒角處理或打孔這樣的後期工作，以免修改時來帶不便！
4、修正做細節
——做最後完善處理，包括倒角等，當然，比如倒角也有倒角的原則（比如先大後小），所以在整個建模過程中，不同的步驟當中，還有不同的技巧點，這個需要我們多練習，在解決問題中去總結經驗。
注意事項
我們在建模過程中也要形成一些良好的習慣，比如及時儲存等。要想學好犀牛，成為犀牛高手，首先要做到這麼幾點：一是建模要有整體思想和實體概念；二是建模要建完整，不能建不下去就放棄；三是建模要有質量，該倒角的部分一定要倒角，只有不斷摸索和要求自己你才有進步。
建模技巧
拿到一個產品不能盲目的去畫線建面，首先要分析，你建的這個產品是屬於曲面造型比較複雜的還是運用幾何體造型比較多的產品。曲面造型比較複雜的產品要記住這三個要領，第一曲面造型工具，第二曲面修改工具。第三構建分模線和形體結構線。拿到一個曲面模型立刻就要想到曲面的生成工具。所以一定要記住，產品形體分析一定要結合自己的工具庫來分析。
專欄作家
許方雷
格物者創始人
“格物”精神倡導者，推究事物原理
近年來，探索“創業”與“創意”，文化與商業融合。設計作品多次獲得日本、中國大陸及中國臺灣等國內外設計獎項。作為中國設計平臺聯盟發起人之一，致力於推動中國原創設計產業，專注“工業設計”。
《100點創新設計方法》，是格物者透過案例總結和方法歸納，總結出的100個設計小方法，新華出版社出版，是一本方便攜帶的口袋書，讓你在路上，在閒暇時，利用瑣碎的時間來品味的方法創意書籍，可以直接應用到你的創意工作中，隨意翻開一頁，都是一個方法，讓你俘獲靈感，100點創意妙招，我們送你啦！
ISBN：978-7-5166-1195-1
中國版本圖書館CIP資料核字（2014）第210136號
更多《100點創新設計方法》文章：
1。《100點創新設計方法》系列 —— 釋放天性 The release of nature
2。《100點創新設計方法》系列 —— 用更加生動的方法 With a more vivid method
3。《100點創新設計方法》系列 —— 飢餓法 Hunger
4。《100點創新設計方法》系列 —— 參考資料書籍或網路 Referenced books or websites
5。《100點創新設計方法》系列 —— 關鍵詞法 The key words
6。《100點創新設計方法》系列 —— 便籤法 Sticky notes
7。《100點創新設計方法》系列 —— 目錄法 Directory
8。《100點創新設計方法》系列 —— 剪輯法 Clip
9。《100點創新設計方法》系列 —— 記錄觀察法 Record and observation
10。《100點創新設計方法》系列 —— 照片法Photos
11。《100點創新設計方法》系列 —— 錄音法 The recording
12。《100點創新設計方法》系列 —— 音樂法 Music
13。《100點創新設計方法》系列 —— 頭腦風暴 Brainstorming
14。《100點創新設計方法》系列 —— 分享 - 格物者設計分享 Share
15。《100點創新設計方法》系列 —— 直覺 Intuition
16。《100點創新設計方法》系列 —— 聯想-異形異物 Associating
17。《100點創新設計方法》系列 —— 臆想 Imagine
18。《100點創新設計方法》系列 —— 產品體驗 The product experience
19。《100點創新設計方法》系列 —— 偏好 Preferences
20。《100點創新設計方法》系列 —— 公司進化定位 Company’s evolving positing
21。《100點創新設計方法》系列 —— 歷史文化典故 History，culture and stories
22。《100點創新設計方法》系列 —— 文化禁區Cultural taboos
23。《100點創新設計方法》系列 —— 情感設計 Affectional design
24。《100點創新設計方法》系列 —— 行為習慣 Behavior and habits
25。《100點創新設計方法》系列 —— 不要無意義的修飾 No meaningless ornament
26。《100點創新設計方法》系列 —— 打破常規 Break the routine
27。《100點創新設計方法》系列 —— 圖案紋理 Pattern texture
28。《100點創新設計方法》系列 —— 圖形演變 Graphic evolution
29。《100點創新設計方法》系列 —— 自然環境 The natural environment
30。《100點創新設計方法》系列 —— 仿生仿物 Copy the shape of living things
31。《100點創新設計方法》系列 —— 顏色刺激 Color stimulus
32。《100點創新設計方法》系列 —— 功能的加減 Adding or subtracting functions
33。《100點創新設計方法》系列 —— 產品跨界 The transboundary of product
34。《100點創新設計方法》系列 —— 點線 Point and line
35。《100點創新設計方法》系列 —— 黃金分割 Golden section
36。《100點創新設計方法》系列 —— 用視角還原整體 Rebuild the wholeness from one angle
37。《100點創新設計方法》系列 —— 以小見大 A small sign can indicate a great trend
38。《100點創新設計方法》系列 —— 主題 The theme
39。《100點創新設計方法》系列 —— 視覺焦點 Visual focus
40。《100點創新設計方法》系列 —— 標準化 Standardization
41。《100點創新設計方法》系列 —— 輔助圖形 Auxiliary graph
42。《100點創新設計方法》系列 —— 供需關係 Relationship between supply and demand
43。《100點創新設計方法》系列 —— 外協廠 Outsourcing factory
44。《100點創新設計方法》系列 —— 安全性 Securit
45。《100點創新設計方法》系列 —— 整體產品線法 The overall product line method
46。《100點創新設計方法》系列 —— 總結案例 Summarize the case
47。《100點創新設計方法》系列 —— 草圖 The sketch
……
97。《100點創新設計方法》系列 —— 模擬實驗 Simulation experiment
98。《100點創新設計方法》系列 —— 發掘你的潛在客戶 Explore your potential customers
99。《100點創新設計方法》系列 —— 行動路線 Action route
100。《100點創新設計方法》系列 —— 不良習慣的改正 To correct bad habits
