1.2 了解Rhino建模的核心理念

Rhino是一款相對較小的建模軟件，對系統配置的要求也不高。其操作界面簡潔，運行速度很快，建模功能也非常強大，能夠很容易地表現設計師的設計思想。同時，在Rhino中可以輸出OBJ、DXF、IGES、STL、3DM等不同格式的文件，幾乎可以與市面上所有的三維軟件完成對接。

Rhino建模的核心是NURBS曲面技術，要了解這一建模理念，首先要明白什么是NURBS。

1.2.1 什么是NURBS

NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的縮寫，譯為“非均勻有理B樣條曲線”，是指以數學的方式精確地描述所有的造型（從簡單的2D線條到復雜的3D有機自由曲面與實體）。由于它具有靈活性與精確性，因此可以應用到從草圖到動畫再到加工的任何步驟中。

Rhino以NURBS呈現曲線及曲面，NURBS曲線和曲面具有以下5點重要的特質，這些特質使其成為計算機輔助建模的理想選擇。

第1點：目前，主流的CG類軟件（如3ds Max、Maya、Softimage等）以及主要的工程軟件（如Pro/E、UG、CATIA等）都包含NURBS幾何圖形的標準，因此使用Rhino創建的NURBS模型可以導入許多建模、渲染、動畫和工程分析軟件中進行后期處理，而且以NURBS保存的幾何圖形在20年后仍然可以使用。

第2點：NURBS非常普及，目前有很多大學及培訓機構都有專門教授計算幾何及計算機圖形學的課程，這意味著專業軟件廠商、工程團隊、工業設計公司及動畫公司可以很方便地找到受過NURBS程序訓練的程序設計師。

第3點：NURBS可以精確地描述標準的幾何圖形（直線、圓、橢圓、球體、環狀體）及自由造型的幾何圖形（車身、人體）。

第4點：以NURBS描述的幾何圖形所需的數據量遠比一般的網格圖形要少。

第5點：NURBS的計算規則可以有效并精確地在計算機上執行。

1.2.2 多邊形網格

在Rhino中著色或渲染NURBS曲面時，曲面會先轉換為多邊形網格。多邊形網格是Rhino的又一大利器，它的存在為Rhino與其他軟件的完美對接搭建起了一道可靠的橋梁，也為Rhino自身的進一步強大創造了一個新的機遇。

在開始了解多邊形網格前，首先來了解一下什么是多邊形造型。所謂多邊形造型，是指用多邊形表示或者近似表示物體曲面的物體造型方法。多邊形造型非常適用于掃描線渲染。

多邊形造型所用的基本對象是三維空間中的頂點。將兩個頂點連接起來的直線稱為邊。3個頂點經3條邊連接起來成為三角形，三角形是歐幾里得空間中最簡單的多邊形。多個三角形可以組成更加復雜的多邊形，或者生成多于3個頂點的單個物體。四邊形和三角形是多邊形造型中最常用的形狀，通過共同的頂點連接在一起的一組多邊形通常被當作一個元素，組成元素的每一個多邊形就是一個表面。

通過共有的邊連接在一起的一組多邊形叫作一個網格。為了增加網格渲染時效果的真實性，它必須是非自相交的，也就是說多邊形內部沒有邊（或者說網格不能穿過自身），并且網格不能出現任何的錯誤（如重復的頂點、邊或者表面）。另外，對于有些場合，網格必須是流形，即它不包含空洞或者奇點（網格兩個不同部分之間通過唯一的頂點相連）。

Rhino的多邊形網格是若干多邊形和定義多邊形的頂點的集合，包含三角形和四邊形面片，如圖1-7所示。

Rhino的多邊形網格包括了各個頂點的坐標值，此外還包含了法線向量、顏色和紋理等信息。

多邊形網格的一個主要優點是它比其他的表示方法處理速度快，而且許多三維軟件都使用具有三維多邊形網格數據的格式來表示幾何體，這為Rhino與其他軟件之間的數據交換創造了條件。