卡通頭像3D建模教學 #2 合併網格、建立實體

Q: 方法2：設計為可組裝的零件

就像樂高(LEGO)積木一樣，您可以在兩個組件之間加上接合位的設計。大多數LEGO積木磚頂部都備有稱為 studs ，圓柱形的小凸點。同樣地，您可以添加一個圓柱體，將其合併到頭髮或頭部組件，再使用稍大的圓柱體在另一個組件上敲一個凹孔。 但是，需要高精度才能產生出能匹配合的接合位，而一般需要好幾次測試和調整3D打印零件的公差，才使它們很好地匹配。接合位的建模教學將會在本篇之後的文章介紹，但是這裡不會使用這個做法。

在這篇文章中，我們將繼續為卡通人物的頭髮建模。我們已經在上一篇教學塑造了頭髮的曲面。但是，由於物件的厚度為零，因此無法進行3D打印。因此，有必要加厚曲面以產生一定的容積才能夠用於3D打印，將目標零件進一步修改我們的模型成為實體物件。

整理完頭髮後，可以按照第二部分將頭髮整合到頭部，但是將多個組件融合為一個實體只是選擇性的步驟。如果您的3D打印機軟件可以處理重疊網格，則可以跳過此過程，然後按照第三部分添加耳朵到頭部。

這篇教學將涵蓋：

將頭髮轉換為實體
將頭髮與頭部對象合併
造型耳朵

meina hair hair tip zoom in — 其中一枚髮梢 (放大)

構建頭髮實體

有多種方法可以運用來加厚曲面。大多數3D建模軟件都含有將開放曲面轉換為封閉實體的功能。一般都以偏移表面的算法，產生均勻的厚度，您可以測試一下會出什麼結果；但是，如果曲面複雜且具有許多特徵，就會無法通過該算法獲得高質量的網格。如果是這樣，我會建議您用另一種方法來造出結構良好的網格。以下將說明如何結合幾種手動操作，來為頭髮工件加厚。

步驟 9

加厚Hair 的尖端

從髮束開始，反複使每個分割變厚，然後將方塊改變成毛髮狀

打開 Polygen Extrude 工具選項(按X鍵)，然後將 Mode 切換為 Thick

將網格移動/旋轉/縮放至粗略的形狀，如尖端細薄，根部粗厚的形態。

切换平滑度（按Tab键），然後檢查半成品的形狀。

將視角旋轉到頭髮的內側，然後從拉伸出來的部份刪除封口的多邊形 (如圖所示)

步驟 10

合併髮束

嘗試在頭髮內側形成光滑的邊緣

放大兩個髮束之間的間隙。從一對相對的網格中選擇邊緣，然後使用Bridge工具修補間隙。

步驟 11

產生 Hair 的內側表面

從內側外緣拉伸邊緣，並將新網格縫合成圓頂狀，作為假髮的內側表面

選擇沿外緣部分的邊緣，用Polygon Extrude工具逐漸擴展內部的分割。

使用Bridge工具連接相鄰的網格

檢查點

在此任務結束時，Hair部件的外觀應該變成類似如上圖所示的3D物件。但還未完成，因為它仍是未封閉的網格。如果您玩過LEGO的人仔，它們的帽子和頭髮組件帶有互鎖設計，讓您將它們扣到LEGO人的頭上。同樣原因，我們要留出一些空間給兩個組件之間的接合位設計。

您可以考慮以下3種不同的方法：

這將是最懶惰的方法。在導出為STL文件之前，您只需要繼續縫合頭髮組件的內側表面，以形成一個閉合的網格物件。接下來，通過將頭髮與頭部變形或調整的相對位置，以使兩個立體重疊。然後，將網格合併的操作留給3D打印軟件或後處理器來執行。

例如，Ultimaker Cura能夠處理含多物件的STL。您可以在打印設置中啟用合併重疊實體設置 (Union overlapping volumes settings)。但是，對重疊的網格執行切片處理時，總會存在產生無效幾何形狀的風險。此外，並非所有3D打印機軟件都具有類似的功能。作為替代，您可以嘗試使用Meshmixer把模型輸出成單個實體物件。

就像樂高(LEGO)積木一樣，您可以在兩個組件之間加上接合位的設計。大多數LEGO積木磚頂部都備有稱為 studs，圓柱形的小凸點。同樣地，您可以添加一個圓柱體，將其合併到頭髮或頭部組件，再使用稍大的圓柱體在另一個組件上敲一個凹孔。

但是，需要高精度才能產生出能匹配合的接合位，而一般需要好幾次測試和調整3D打印零件的公差，才使它們很好地匹配。接合位的建模教學將會在本篇之後的文章介紹，但是這裡不會使用這個做法。

這是構建3D可打印對象的最安全方法。將多個3D物件合併為單個實體，就是在3D建模軟件中連接所有網格，將兩個或以上的實體合併成滴水不漏的流形網格。在將網格輸出到3D打印機之前，您可以完成掌控網格的構造，修復所有網格問題，例如：不良的幾何結構、破洞、斷面，以及相交的網格。

3D打印貼士: Tips for successful modeling – Shapeways