前  言
自由曲面造型技术经过几十年的发展，理论上及系统的易用性方面日趋成熟，已成为现代制造业的基石。尽管如此，传统的自由曲面造型技术在人物，动植物，工仔模，饰品，手工艺品及雕塑品等的造型方面，虽不能说是无能为力，但至少可以说非常困难。造型手段的缺乏在某种程度上限制了这些行业数字化的进程。北京精雕科技有限公司于2003年推出的虚拟雕塑软件JDVirs 1.0将较好地解决二维半的人物，动植物，工仔模，饰品，手工艺品及雕塑品等的造型问题，为这些传统的手工艺行业带来数字化时代的东风。
去料谓之雕，堆料谓之塑，在电脑三维数字化模型上实施交互式堆去料等操作之过程谓之虚拟雕塑（Virtual Sculpting）。JDVirs以现实雕塑为隐喻，其部分功能源于现实雕塑，但又常常高于现实雕塑。JDVirs吸取了图形/图象/曲面系统的精华,它利用图形/图象/曲面系统的概念及操作方法, 实时动态地创建, 修改, 修饰海量数据的三维几何模型, 非常适合构造尺寸要求不严, 形状复杂,二维半的艺术曲面。使用JDVirs完成的作品，可经上处理之后存为图象，利用图象输出设备，如喷绘仪等输出，这样得到的图象立体层次感非常强，呼之欲出；或者可使用快速成型设备或CNC雕刻机单件或批量地加工出来，实现手工与自动化机器的完美结合。
JDVirs 1.0作为精雕软件产品家族中全新的一员，是精雕中艺术浮雕曲面造型功能和技术的一个重大的发展和延伸。JDVirs 1.0的主要功能特如下：
1.以二维图形, 平面图象或素描手稿为起点, 创建三维模型。
2.在三维环境中高保真的着模型上，实时动态地创建, 修改, 修饰海量数据的多边形模型（多边形顶点通常在50万到1000万之间）。
3.多种显示模式（地图方式/灰度方式/图象方式/图形方式）满足造型过程中不同阶段的需求。地图方式把高度的细微差异以人眼易于识别的颜形式表现出来。图形方式时可把图象套于雕塑模型上显示，可用于描图，检查模型与原始图象区域边缘匹配的程度及出效果图。
4.三种操作模式可用于三种不同的场合, 单模型整体操作模式可用于顶点数较少的模型, 单模型局部操作模式可用于顶点数较多的模型或机器速度较慢的场合, 多模型多分辨率操作模式可用于模型一个或多个局部要求比较精细的场合。
汽车漂移教程5.层概念的引入及层模型的实现方便了模型的构造过程。　
6.堆料，去料，擦除，磨光等操作模拟现实雕塑过程，简单直观。
7.颜模板，限高保低，高度模式，擦除，取消/重做等辅助工具，使得虚拟雕塑在某些方面高于现实雕塑。
8.灵活的浮雕生成方式（区域浮雕/单线浮雕/颜浮雕/单线冲压/位图转浮雕/图象浮雕/融接）为造型过程中堆去大料提供方便。
9.几何曲面的造型方法亦被有机地结合进来（插值/旋转/扫掠/直纹/延伸/融接）。
10.漂移，螺旋，凸透镜/凹透镜及各种纹理效果等常见于高端图象软件的功能，在JDVirs中得到了很好的应用。
11.可把模型的一部分定义为特征，对特征执行阵列，变换，单/双向变形，保存，重载等操作。
12.导动工具可控制刷子沿着轨迹运动, 并自动相应地改变模型。可实现虚拟投影雕刻及虚拟投影塑形。
13.直接在模型上涂及各种填方法为模型上提供了便利。
14.用户可自由扩充的纹理库，库中丰富的纹理资源及实时动态在模型上涂抹三维纹理功能，为修饰模型提供了便利。
本书共分十一章，各章主要内容如下：
第一章概述部分，简单介绍了虚拟浮雕软件，并讲解了软件中的基本概念，包括矩形网格、层模型、操作模式、高斯分布、限高保低、刷子、拼合方式等概念。
第二章介绍了模型工具的使用方法，包括新建模型、位图转浮雕、存为位图、图象浮雕等内容。
第三章介绍了橡皮工具的使用方法，包括撤消或重做、擦除或整体擦除、固化修改等命令功能。
第四章介绍了雕塑工具的使用方法，包括堆料、去料、抖动、区域浮雕、颜浮雕、单线浮雕功能的使用方法。
第五章介绍了几何工具的使用方法，包括扫掠面、直纹面、延伸、融接功能的使用方法
第六章介绍了导动工具的使用方法，包括导动堆料/去料、导动冲压、导动抖动、导动擦除、导动涂、导动磨光等功能。
第七章介绍了特征工具的使用方法，包括对所选特征进行移动、缩放、旋转、对称、变形以及追加造型、阵列、保存特征的讲解。
第八章 介绍了变形工具的使用方法，包括推移、推拉、凸透镜、凹透镜、螺旋、漂移等功能。
第九章 介绍了颜工具的使用方法，包括涂抹颜、单线填、种子填、区域填、当前颜等命令。
第十章 介绍了效果工具的使用方法，包括磨光、整体磨光、糙化、拼贴画、马赛克、墙砖、过程纹理、印象派、雨中池塘、纹理填充等功能。
第十一章 介绍了选项菜单中的几个命令，包括显示方式、限高保低、模型属性等功能。
第一章  概述
1.1  简介
去料谓之雕，堆料谓之塑，在电脑三维数字化模型上实施交互式堆/去料等操作之过程谓之虚拟雕塑（Virtual Sculpting）。虚拟雕塑是图形/图象/曲面系统的有机结合，它利用图形/图象/曲面系统的操作方法，交互式创建，修改，修饰海量数据的三维几何模型，非常适合构造尺寸要求不严，形状复杂，二维半的艺术曲面，如图1-1。使用虚拟雕塑完成的作品，可经上处理之后存为图象，利用图象输出设备，如喷绘仪等输出，这样得到的图象立体层次感非常强，呼之欲出；或者可使用快速成型设备或CNC电脑雕刻机单件或批量地雕刻出来，实现手工与机器的完美结合。
     
图1-1  模型
1.2  基本概念
1.2.1  矩形网格
按照组成网格曲面的多边形分类，网格曲面可分为如下几类：
普通网格
由四边形及三角形组成。
矩形网格
由M×N个按顺序水平放置的矩形组成。
拓扑矩形网格
由M×N个按顺序放置的四边形组成，如放样等生成的网格。
单向周期网格
拓扑矩形网格的一个特例，常用于表示滚筒。
虚拟雕塑的对象是一张特殊的矩形网格--由M×N个按顺序水平放置的正方形组成。水平及垂直方向分辨率相同的图象可以转换为一正方形网格。普通网格可以通过艺术曲面中曲面重构功能转化为矩形网格或正方形网格。
1.2.2  雕塑模型
雕塑模型是虚拟雕塑的对象，是一张水平放置的正方形网格曲面。虚拟雕塑环境同时只能存在一个工作雕塑模型及零个或多个参考雕塑模型，工作雕塑模型及参考雕塑模型之间可相互转换。
初始雕塑模型的创建方法有：
a. 在艺术曲面模块环境中选择一个或多个矩形网格，然后点击屏幕右侧工具条中虚拟雕塑工具。
b. 进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的新建模型命令。
c. 进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的位图转浮雕命令。
d. 进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的图像浮雕命令。
e. 进入虚拟雕塑环境，点击模型工具中的加载雕塑模型命令。
雕塑操作完成之后，点击选择工具，工作雕塑模型及参考雕塑模型以矩形网格的形式出现于选择工具环境中，此时所针对网格网曲面的操作同样也适用于该雕塑模型。
雕塑模型中顶点的总数决定了系统的运行速度。一般该参数在100万之内，在当前的P4机器上，速度较快，在高配置的机器上，使用局部操作模式顶点数可达1000万左右。若模型由图像转化而来，模型顶点数 = X方向的像素数 * Y方向的像素数。若模型由艺术曲面中曲
面重构功能转化而来，模型顶点数 = (X方向尺寸/X方向步长) * (Y方向尺寸/Y方向步长)。“选项”中“模型属性” 命令可显示工作雕塑模型中顶点的总数。
在虚拟雕塑过程中，可以增加或减少工作模型顶点数。在构造模型的大面时，可以减少顶点数以提高速度，在大面构造好之后，构造模型的表面细节时，再增加顶点数，以便精细控制。
如果模型某个或多个局部比较精细，系统提供了截取模型功能，可以以较少的顶点（较大的步长）构造整个模型以提高速度，再截取需要精细控制的局部，然后调小步长重构可实现局部精细控制。截取模型时可把截取区域下的基面压低到一个指定高度，从而省去了拼合的过程。