探索建模与3D打印的基本思维方式——几何解构

第一次根据实物进行建模的时候，经常会碰到一个问题，明明书本上的复杂实例已经画得很熟练了，但面对比较简单的实物进行建模时却束手无策。正如我们前面已经详细学习过了Cura软件，但面对一个新的模型时，却不知道如何才能设置出合理的打印参数。这是因为我们缺少了一种对实物或模型的思维方式。

要想根据实物进行建模，或者根据模型来设置打印参数，首先得对实物或模型进行分析。这个对实物或模型进行几何上的结构分解与分析的思维过程一般称为几何解构。每一个物体都是由无数的点构成，遵循着点动成线，线动成面，面动成体的基本几何原理。实物建模是指对实物的几何特征进行测量，并根据测量的数据在计算机上构建数字化三维模型。实物建模从几何形状上可划分为基本造型建模与曲面造型建模两种。

如图6-1所示，我们把杯子拆解为杯身和把手两部分。杯身的几何构造相对简单，可看作是由一条母线绕中心轴旋转而成，加厚生成的曲面即可得到杯身的实体，这就属于基本造型建模。把手的外形与基本的几何体形状相差较大，不能以常规的旋转、拉伸等方式建模。这时需要测量出把手的轮廓曲线以及多个部位的剖面曲线来构成一个线框结构，然后以曲面封闭线框，最后将封闭的曲面填充成实心的模型，这就属于曲面造型建模。对于建模过程中涉及的曲面线分析，点线面体的数据测量与优化，以及建模过程中的各种技法，这里不做深入探讨。

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图6-1 杯子的实物建模流程

相对于建模来说，基于3D打印的几何解构就简单很多。根据模型的几何特点（比如大平面、悬空、镂空等），打印机以及打印耗材的性能参数，并结合平常积累的打印经验，即可编制出比较合理的打印方案。