硬表面丨blender硬表面手册（下）（堆栈曲面3D）

多边面还是四边面?

我曾和奇普·沃尔特斯聊天，他是blender工具包Ops kitbash插件的作者。他是一位经验丰富的工业设计师，拥有数十年的经验，我总是对那些行业的资深人士的想法很感兴趣(尽管我22岁，我很清楚智慧只是伴随着更多的生活经验，所以我想了解行业老兵对于生活以及工作上的一些经验技巧)。我记得他说过一些类似 “如今整个行业里关于多边面的讨论是荒谬的” 的话，这激起了我的兴趣，因为听了这位行业大厂的老兵谈论自己的见解，它令人耳目一新，这些新的布尔/多边面工作流技术大部分都相当新颖。就在今天早些时候，我问他是否愿意在这本手册中加入一点自己的见解，他很高兴的接受了。

他一字不差地说: “使用四边形代替Ngons多边面有4个理由，让我们来总结一下。

“因为它本该如此”大多数人可能都会脱口而出，但是并没有任何意义，CG届老旧派都偏爱四边形布线，很多人自己也不知道为什么，稍后我会补充
“这样做是为了后面能够给模型增加细分以此获得高分辨率模型”，也许吧，许多基于四边面的网格不一定是为了细分表面而考虑的，或者并不是为了流行布线的拓扑结构，还有许多其他考虑因素，比如什么类型的UV映射，包括不同分辨率的UV贴图

“这种布线适合角色设计，”有变形的或者一些有摇摆变形动画的硬表面，这是使用四边形布线最有力的理由
“对于着色显示产生更少的瑕疵问题”这部分的确是事实，高分辨率细分下的四边形网格表面在渲染的时候表现很好，不需要法线平滑调整，在加权法线编辑功能出来之前，可能这就是我第一点所提到的“因为它本该如此”的原因吧，但是现如今，有了适当的硬表面建模技术，这个问题几乎是无关紧要的

那么Ngon多边面的优势是什么呢？

与所有四边形相比，用Ngon多边面构建的网格制作更快，编辑更容易。
正因为如此，Ngons提供了一个迭代的设计工作流，当艺术家可以以非破坏性的方式多次尝试不同的概念时，所有3D概念艺术家都在使用Ngon多边面工作流。

你可以在多边面上灵活地使用布尔，甚至还能给布尔过程做动画，事实上比在一个四边面细分表面上更加容易
CAD文件总是使用不合适的四边形网格导入。在大多数情况下，也需要重新拓扑。
“由于建模速度和布尔的使用，Ngon多边形工作流也更擅长为3D打印创建零件，并且易于在非流行表面进行测试。”奇普直言道，基本上重申了我们之前在ngons多边面和quads四边面中简短提及的内容。

我相信使用四边形布线最令人信服的原因是有机结构或者是变形表面，如果你在3A项目中，这是一个最基本的技术要求，对于UV展开来说，四边面也是比较容易展开的，但这并不是必须的，修剪过的网格即便是没有好看的四边形布线，一样有一些处理的技巧，如果实在搞不定一些问题你仍然可以随时用传统手艺卡四边形布线结构，除此以外，我基本上每天都在跟ngons多边面打交道。

关于第二点在齐普的讨论中给我们带来一个新的话题——nondestructive VS destructive 非破坏性的工作流与破坏性工作流之间的比较。

非破坏性工作流VS传统破坏性工作流

有两种建模工作流：非破坏性工作流跟破坏性工作流。下面我来讨论一下。

最常见的破坏性工作流指的就是我们一开始被教过的常见建模方式：挤出、操控已有的模型网格、添加切线、剪切等等命令。你一定在使用细分曲面工作流的时候接触过这些。之所以这种方式被称之为破坏性工作流是因为你通过调节模型网格，直接物理上的更改了模型结构，唯一撤销修改的方式只能是不停的ctrl z，这种方式很难在一段时间内很方便的来回迭代修改。

而非破坏性工作流则允许你在必要的时候可以很流畅的来回修改迭代模型设置，而无需多次备份来修改模型。

我们来举个简单的例子：

这里我在一个盒子表面切割了一些线段，然后我使用了 Loop Tools插件来将中间的方形变成了圆形。

然后我向下挤出一个坑，给个细分修改器。

然后为了卡紧结构转折，给了一段循环边然后移动到接近结构转折处，这样得到下面的效果：

那做到这，如果我被甲方爸爸反馈说中间的圆形结构要移动到别的地方，甚至有要接近外侧的转角，这该如何是好呢？显然，这不是件容易的事，我需要选择所有中间造型结构的点，然后手动移动（一般来说其他dcc软件这种操作会破坏模型显示方式，事实上大多数软件对于多边面正常显示并不友好），这就很烦人了，尤其如果是更加复杂的结构，还可能影响到其他区域。

如果我们改为简单的使用布尔，来替代上面这种传统的、多步骤细分表面的流程呢？

只需要简单点击一两下，我已经得到了同样的结果，在我向你提出这两种方式除了速度到底有何不不同之前，好好思考一下。

答案揭晓，正如我之前所暗示的，如果我们需要将这个结构进行移动，这里只需要直接移动用来布尔的切割模型了，不需要手动选择所有的点线面，因为我们正处在一个非破坏性工作流里，布尔修改器并没有被应用，在视窗里的效果随时可以被修改！

这就是非破坏性工作流令人惊艳的地方，也是我们在做硬表面模型最常用的。

当然，总有一些时候必须要将布尔修改器应用才能继续做下去，这就需要对模型进行清理，手动设置倒角权重，或者就是直接将布尔修改器应用，因为太多布尔模型，也会看起来不太舒服。

在实在需要应用布尔修改器之前，尽可能得使用这种非破坏性工作流是非常不错的。我的搭档Ponte Ryuurui,比我更多的使用传统的破坏性工作流，这都没问题，纯属个人习惯。

布尔模型清理方法

清理布尔后的模型，还是需要一些小技巧的，我们先解释一些概念，然后继续讲一些具体解决问题的方法。

最有争议的，使用布尔时遇到的第一个问题是与斜面重叠。我们前面已经简单地讨论过这个问题了，但是我们还是要在这里重述一下。

还记得我们之前谈到过的布尔模型连接点的问题么，也就是倒角导致的连线重叠在一起的问题。

解决的办法就就是，链接一个接近垂直的顶点，这样重叠就不会那么容易发生了。

布尔模型清理背后的概念就是：不要有几何体元素重叠，不然就会显示出很糟糕的瑕疵效果。这看起来一点不专业，尤其自己做作品的时候。除非是你在做一些概念渲染，一些小东西不容易被注意到，那也倒无所谓。但我劝你不要养成这种习惯，打破规则之前还是得先掌握规则。

我们来尝试一种更为复杂的情况，在圆柱上切割，这个案例我使用64段圆柱。

简单的圆柱，给一些些倒角，没啥特别的。我们开始在他侧面做一些布尔效果。

显而易见的，圆形周边有一些瑕疵显示出来了。你因为已经知道如何修复这种问题了吧。

我们只需要线段足够密集，这样瑕疵形状就不会延伸开来。

这是修改之后的效果：

在上面的照片中，糟糕的瑕疵效果延伸到顶部。我们需要限制它能延伸多远，所以我们要让横向布线密度更大。

正如你看到，更加干净了吧~

但是问题的本质还是在于如何来清理这种布尔模型。

shading着色显示效果几近完美，但是我们仍然有剩余的一些瑕疵遍布布尔结构的周边，有待清理。

到这里，容我打断你一下，点击这个链接：

https://gumroad.com/l/PamWsw/TOPOLOGYHANDBOOK 去里面下载资料看一下，里面包含视频，对于Blender里的topology拓扑结构的讲解非常的细致。

话说回来，修复那些瑕疵，我们需要将游离点滑动并吸附到bevel倒角的顶点上，产生瑕疵的根本原因就是顶点重合。很多人看到这些瑕疵慌张到不行，而我对于这种现象是暗自窃喜的哈哈，因为这帮人被教授的流程用于修改这种瑕疵的过程是十分的一丝不苟且沉闷的。而blender里就是简单地将顶点移动到bevel顶点上。没有了重叠，效果就对了，就这样。如果有一些游离点，直接ctrl x清除就行了。

也有可能碰到两个顶点离的很近的情况，滑动顶点（两次G键拖动）也可以，选择两个点M键合并也可以。

大多数人对于概念设计的关注点都在边缘曲率，如果你将圆柱的段数进行了精简等修改，以至于破坏了原有的弧度变化，是很容易被看出来的，例如下面这样：

关于这个我上面提到的topology handbook里有详细讲解，强烈建议完整观看一遍，文字表达毕竟有限。

如果我们将布尔模式改为并集呢？同样的，还是移动合并重合顶点，可以自己尝试一下。

布尔模型的整理工作本身就是一种艺术，我没办法完全通过文字来解释这种直觉——你还是需要多看我们怎么做，看了topology handbook这个教程之后，你会获得很多有价值的信息的~

这里面包含了很多基础知识，没有很多有疑问的地方，方方面面都讲的很全面，做一些布尔结构自己摸索吧~

多重bevel倒角修改器

很多人问我如何在一个布尔模型上获得多个不同圆滑度的倒角呢~

通常我们使用一个倒角修改器，这样的结果就是我们模型的整体倒角圆滑度是一样的。

但是我们其实可以使用一个bevel集合来获得不同程度的倒角细节。

可以观察一下下面的模型：

如果我们想让中间的倒角稍微跟外面的不一样呢？显然最常见的方法就是直接手动调整倒角参数，但这样做已经不是非破坏性工作流了。取而代之的，我们可以使用一个独立的bevel倒角修改器。

这是当前修改器集合的样子：

目前只有一个布尔修改器跟bevel倒角修改器。我们想要再加一个切角修改器，然后独立控制倒角宽度。

但是，我们如果直接加一个切角修改器的效果是这样的：

我们得到了挨在一起的两个bevel切角修改器，这是有问题的，事实上视图中什么也没有改变。这里我们尤其要注意修改器叠加的顺序，注意显示布尔，然后给了一个倒角。这意味着布尔在倒角之前就已经完成了。所以，blender中布尔命令之后的切角修改器作用对象是原先整个模型。所以这里要改变一下修改器顺序。我们要先倒角然后布尔，这意味着整个模型我先倒角，就像这样：

然后加上布尔修改器：

注意布尔切割的地方是没有倒角效果的，因为倒命令在布尔之前已经完成了。所以修改器顺序应该是这样的：

先倒角，再布尔。

现在我们添加第二个倒角修改器，这样只作用于他上面的布尔结构。

我最后将第一个倒角改大了一些，第二个小一些，跟我最初想要达到的效果一致。

这个方法其实也会有一些问题，只不过在这里不太明显，不过遇到一些复杂结构还是会暴露出来，由于修改器集合是按时间顺序排列，第二个倒角会影响到所有上面的结构，包括第一个倒角。这意味着你可能得到两次倒角效果，会马上出现一个重叠效果，看起来很夸张那种，我建议你可以回顾下开头的基于角度限制来倒角的知识点，因为这里就要用到这个知识点。

由于第二个倒角也会影响到第一个倒角，这就需要我们给第二个倒角的角度值要给的比第一个大，否则相同角度的边会倒角修改器识别到，出现重叠的效果：

我故意倒角带一些来夸张这种效果，这正是我所说的效果，你同时给了两次倒角的效果，立刻就出现了重叠面。

如果我们将第二个倒角的角度设置更大的值，这样他就不会识别到第一个倒角，只对后面布尔的结构产生作用。

这个案例中，我第一个倒角给了30度，第二个倒角给了60度（都设置为30就会导致重叠面）。

这是大多数人容易出错的地方，然后就直接放弃了，因为乍一看似乎很复杂。其实只需要在多个倒角修改器之间调整好顺序，设置到角度值就能解决。

我必须承认，我初学的时候，在这个环节，也是磕磕盼盼了好久。如果你搞懂我刚才所解释的，你肯定会比我更快理解的。

另一个路子，自然是结合我们之前提到的，根据权重边来倒角了，要记住这个权重边的方法允许我们完全手动控制哪一个边需要被倒角。

如下图，我可以通过倒角权重边来给切割的边进行二次倒角。

但是这种方法其实也只能算是半破坏工作流了，因为你只有应用了布尔修改器，你才有可能真正的对布尔处的边直接进行权重边设置。这里就得灵活使用了。适时地时候还是可以更具情况来应用布尔修改器的，那么记得一定要备份一个模型，以防你回头还是想回到非破坏工作流。

dicing booleans

我们已经讲了好多东西了，想想我为何写这篇推文，任何一个视频教程都不可能包含所有这些基础知识。我希望我真得能将我当初学习blender的时候所有问题都解释的很明白，不希望大家跟我一样在一个地方卡了很久，完全是浪费时间。言归正传，dicing的意思其实是指循环边结构作为切割模型，dicing booleans需要被拿出来单独讲。

我用一个圆柱在另一个圆柱上布尔：

在前一张图上，你可以去观察，有明显的瑕疵效果。你这时候一定想，没事，我们给被切割模型上加上更多横向线段，就像这样：

那我们怎么在切割边缘处得到循环边结构呢？如果布尔修改器已经应用，事情就不那么容易了。我们很可能很懵逼，不得已使用切割工具修改并清理模型结构。

不要担心，让我来告诉你如何正确处理这种dicing boolean的结构。

只需要简单的在切割处给一些循环边就行了。

只需要进入编辑模式，给用来切割模型上，使用快捷键 ctrl R来添加一些横向段数，切割模型尽量短一些，这样添加段数的时候就不需要调很久来适配被切割模型段数密度。保持一致的密度即可。

这样之后，我们就需要手动修改循环边了，这属于强制修改几何体结构的一种情况。所以，如果你切割的效果有问题，可以给切割模型多一些分段。

平滑细分网格

对布尔模型进行细分，额，很久以来我一直觉得这是一件糟糕的事，有时候感觉被洗脑了一样，被错误的信息干扰了。事实上，关键在于如何将它们结合起来使用。

显然，如果你的模型到处都是Ngons多边面，这种情况下尝试细分网格，很可能得到的效果跟下面一样：

模型就胡乱塌陷到一坨一坨的效果，除非你玩的就是故障艺术可以直接略过。所以这里要记住ngons模型必须是不能细分的！任何时候都不能！

但没人说过在细分曲面修改器之后运行布尔值。还记得修改器堆栈顺序吗?Blender从上到下执行操作。这意味着如果平滑细分是修改器堆栈中的第一个，那么在它之后的任何布尔修改器都不会是受平滑细分修改器影响!

举个简单的例子，这是一个没有细分的网格模型：

正如你看到的，所有的布线都是四边形布线，循环边结构，一般新人都可以在分分钟之内搞出这么个玩意，然后我们给一个平滑细分修改器，然后看起来就会更加的流线型：

显然，目前为止我们没有用到布尔修改器，仅仅是一些四边面以及细分。假设这是我们最终的形态，然后在通过布尔来切割一些结构出来，如果应用了平滑细分修改器，就会更加的平滑耐看。

布线均匀，且皆为四边面，看得人身心愉悦。

然后我们开始使用布尔，不要再考虑细分网格的事了，因为我们已经应用了平滑细分修改器，

我们来做一些切割：

看到了吗，没啥毛病，只是平滑细分效果不再作用于切割处，因为我们已经应用修改器的缘故。所以这里我们只需要给两块模型加一个倒角修改器。

显然，由于原来模型的网格密度比较密集，倒角修改器很快带来了一些重叠效果。你可以很简单根据刚才我提到的方法来修复这种问题。

当然人们喊着“千万不要在细分网格上使用布尔”，其实他们只说对了一半，真正的意思是“不要在细分修改器下面直接添加布尔”，这才是真正带来灾难的原因。

所以，我的朋友，用布尔随便切，不过你要时刻注意你的修改器堆栈。

Hard Ops/Boxcutter

如果你关注我很久了一定知道我是一个 Hardops/Boxcutter重度依赖者。你们可能不熟悉，这俩是blender的插件，一共也就40刀，我犹豫了好久要不要买，不仅仅是犹豫这个价格，也犹豫有没有必要学这么个完全不一样的工作流。

而现在，它俩是我的至爱。

很多人在抱怨是不是有必要在一个开源免费的软件里花钱买付费插件，我完全想不通，这个插件直接给我节省了上千个小时时间，时间比这40刀值钱多了！

简单演示下它是如何改进工作流的。

我们之前已经讨论过如何在工作流程里使用布尔，但是使用一个自定义的模型来切割其他模型还是很麻烦的，我宁愿通过拖拽的方式创建用于布尔切割的模型。Boxcutter 就可以允许你这个干。你只需要轻松地点击、拖拽、松开，就这样。

布尔切割简单得不能再简单了，比常规新建一个box来得方便的多。你还得通过缩放、位移、给一个布尔修改器，翻来覆去的。

可以在这里详细了解如何使用boxcutter:https://www.youtube.com/watch?v=YDfAWl6ugXY&t

hard ops，某种意义上来说是一个模型管理系统，所有blender里的功能他都有，关键在于他省略很多没有必要的点击步骤，操作起来更加简洁直观。hardops 提供一个更加方便的面板快速使用常见命令。

看起来十分的简洁，事实上也是如此，刚开始习惯它可能会有点难。上面这个只是最基础的面板，它还有更多其他功能，这也是他的核心功能。举个例，这里的倒角按钮，可以直接点击完成，不需要再去设置限制边模式，段数、强制重叠或者硬化法向等设置，全部都是根据你自定义的设置一键完成。这个插件一直在更新，我所说的可能会有一些出路，但是大体相同。

我同样建议可以看看它的帮助文档，我也是通过文档学习的。

说到这儿，不管这些插件多流弊，从学习blender默认基础工作流开始还是很必要的。这些工具只是用来加速你的工作流程的，不然如果出了问题，你完全无法用blender基础命令以及常规工作流来解决问题。

其他插件

这里我列了一个关于插件的表格，是我常用的，有一些免费一些付费，都很流弊：

1. Hard Ops/Boxcutter2. Machin3 Tools (free)

3. Decal Machine

4. Mesh Machine

5. Mira Tools (free)

6. Power Save (free)

7. Kit Ops 2 (free version)

8. Kit Ops 2 (paid version)

9. Cablerator