RHINO的3D空間觀念

這篇文章構思了許久，市面上有非常多有關3D電腦繪圖的工具書，內容也都不錯，但是為什麼3D還是學不好，是書的問題嗎？還是軟體的問題？其實一些教學經驗告訴我，都不是上述的問題，而是想法觀念的問題。為什麼想法觀念，會影響到3D繪圖的學習？

在談3D繪圖以前，先來了解，什麼是3D？

在過去數學的學習，有學到了座標觀念，X軸與Y軸的座標，可構成一個平面的圖案，然而只運用兩軸的座標，以圖面上來看，只是一個平面圖而已，這樣平面的圖面只能算是「2D」。



2D平面座標，X軸代表水平，Y軸代表垂直

 3D可稱做是三次元，或者是三維空間，日常生活中可指由「長、寬、高」三個維度所構成的空間。若是以數學的概念來描述的話，是一個三維的座標觀念，也就是X、Y、Z三軸的座標觀念。

3D立體座標，除了2D平面的X與Y軸以外，另外又多了一個Z軸(空間深度)

那講到這邊，對於什麼是3D，應該都有初步的知識吧。

那為什麼會覺得3D學不好是因為想法和觀念出問題導致影響到3D學習呢？這是因為想法大部分停留在2D觀念裏面所致。想法停留在2D的觀念，這樣子不管怎麼想，東西通通都是平面的，既然是平面的，那要怎麼去掌握他的立體美感呢？所以不管做任何的設計，其實從最初的Sketch開始，就必須要導入立體的觀念去畫這個Sketch，將來在進入到3D繪圖才不至於覺得會太吃力。

也許上述的說法，看過的人或許還會覺得模糊，直接舉一個例子好了。

舉一個鋼彈的頭為例子，在此先聲明，不是我特別喜歡鋼彈，是因為鋼彈的線條，曲面，平面，拿來練習3D真的是再適合不過了。





以這顆頭為例，再來看下列的工作視窗：

 



以RHINO這套軟體來說，工作視窗初使的設定可分為四個小視圖，這個視圖觀念是與工程圖學中的三視圖觀念一樣，分別是TOP(上視圖)，座標關係為X、Y兩軸也就是長與寬，FRONT(正視圖)，座標關係為X、Z兩軸(Z代表高)，RIGHT(右側視圖)，座標關係為Y、Z兩軸，最後一個小視圖，則是綜合X(長)、Y(寬)、Z(高)三軸的立體透視圖。

瞭解了視圖所代表的意義，再回到那顆頭：



在3D繪圖軟體裡可以在正視圖的工作視圖中輕易的畫出這顆頭的造型


以平面來說，這是一個很完整的造型，但是以3D的觀念呢？

但是看其他的工作是圖，上視或者是側視，卻顯視一條線段而已(黃線)



剛才的繪圖，只能算是一個平面式的繪圖，相信有Sketch手繪能力的，一定都可以畫出美美的圖面，但這樣的繪圖方式只考慮到2D平面的造型，也就是只運用到兩軸的座標來做線段的定位，那這樣的圖面只能算是停留在2D的階段。



已透視視圖來看，這個輪廓線，完全是平面，沒有任何的立體感



要讓這顆頭有3D的立體感，就必須要運用到第三軸的座標觀念，也就是上述不斷的重複說明的X(長)、Y(寬)、Z(高)三軸的座標觀念。但是該如何藉由線段的繪製與後續的端點控制去設定第三軸的座標，這才是RHINO的3D繪圖所要克服的一大難關。



若是不擅長去控制第三座標軸的繪圖者，有80%以上都會採用最直接的方法「擠壓成形」，但是這種擠壓出來的造型真的是理想中的3D造型嗎？

若是只會透過這種幾壓出來的平面造型來呈現，那這樣多數還是被卡在2D平面的框框裡無法跳脫。

要繪製一個具有立體美感的曲面或者是立體造型，最基本還是在線段的繪製與後續的端點控制上，因為線段是構成所有曲面的一個基本要建。



每一條線段，都有他的座標控制點

 

若是針對控制點的座標位置以及X(長)、Y(寬)、Z(高)的3D空間觀念加以運用，是不是就能夠做出一條理想的鋪面結構線段



 

正視圖線條座標不變，透過線段控制讓線段增加了第三軸的座標，是不是結構線段就跳脫了2D進到了3D階段了



透過調整好的結構線段進行鋪面，是不是就產生出了具有立體感的曲面或者是平面



鋪面完成後，是不是可以透過後續的細部處理，如R角，讓3D完整性更高



這顆頭的其他鋪面造型，是不是可以依此3D座標的空間觀念將他畫出來呢？

相信只要3D的空間觀念建立起來後，任何困難的3D造型在繪製時所碰到的種種難題，絕對是可以迎刃而解的。

給初學3D繪圖或者是學3D繪圖遇到瓶頸的各位一個參考囉。