MESHLAB制作藝術(shù)鏤空模型

1、MESHLAB制作藝術(shù)鏤空模型先來欣賞一組很有藝術(shù)感的鏤空模型。這樣的模型既很美觀，又很節(jié)省材料。圖1 鏤空模型現(xiàn)在教大家怎么由一個(gè)模型得到這種鏤空的效果（如圖2）。 圖2 鏤空效果展示需要的工具原料：MeshLab軟件、ZBrush軟件、Cura軟件、測試模型Cat.obj。講解之前我們先簡單地介紹一下這次制作過程中使用到的幾個(gè)軟件。MeshLab（提取密碼：nsnt ）是個(gè)開源免費(fèi)的3D網(wǎng)格處理軟件，它主要用于編輯修復(fù)模型，具有簡化、細(xì)分、光滑、采樣、清理、重建等功能。感興趣的朋友們可以在這里看到最詳細(xì)介紹。 ZBrush（提取密碼：nghq ）是一款高精度筆刷式雕刻軟件，建模過

2、程就像玩橡皮泥一樣，利用拉，捏， 推，扭等操作來對幾何進(jìn)行編輯，生成任意的高度復(fù)雜和豐富的幾何細(xì)節(jié)（如怪獸的復(fù)雜表面細(xì)節(jié)）。詳細(xì)介紹請點(diǎn)擊這里。Cura是一款3D打印的切片軟件，主要功能是對模型進(jìn)行切片處理，最后生成3D打印機(jī)能識別的gcode格式直接進(jìn)行打印。阿巴賽提供了Cura的簡體中文版下載，需要的朋友請自行下載。接下來我們一步一步地教大家如何制作這種漂亮的鏤空效果，圖文并茂哦?！維tep 1】：MeshLab導(dǎo)入模型雙擊打開MeshLab軟件，點(diǎn)擊菜單欄【File】-【Import Mesh】導(dǎo)入準(zhǔn)備好的模型cat.obj。導(dǎo)入之后，單擊拖拽鼠標(biāo)左鍵旋轉(zhuǎn)視圖，滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪縮放

3、視圖，單擊拖拽鼠標(biāo)滾輪平移視圖。圖3 MeshLab導(dǎo)入模型【Step 2】：細(xì)分模型 在界面下方的狀態(tài)欄，可以看到該模型的點(diǎn)數(shù)和面數(shù)。為了讓模型有更好的鏤空效果，我們先對模型進(jìn)行細(xì)分。點(diǎn)擊菜單欄【Filters】-【Remeshing，Simplification and Reconstruction】-【Subdicision Surfaces：Loop】，彈出參數(shù)設(shè)置對話框。我們將迭代次數(shù)（Iterations）改為1，點(diǎn)擊應(yīng)用（Apply）；再將邊的閾值（Edge Threshold）變小為原來的一般，再點(diǎn)擊應(yīng)用（Apply）；重復(fù)操作直到點(diǎn)數(shù)達(dá)到一二十萬左右。 /圖4 細(xì)分模型【St

4、ep 3】：點(diǎn)采樣我們想把這個(gè)模型鏤空多少個(gè)孔，我們就采樣多少個(gè)點(diǎn)。因?yàn)槲覀兊乃悸肥菍⑦@些采樣點(diǎn)作為基礎(chǔ)，選擇它們周圍一定范圍內(nèi)的點(diǎn)一起刪除，這樣就形成了我們想要的鏤空效果。點(diǎn)擊菜單欄【Filters】-【Sampling】-【Poisson-disk Sampling】，彈出采樣對話框，在采樣數(shù)（Number of samples）輸入200，點(diǎn)擊應(yīng)用（Apply），關(guān)閉對話框。圖5 對模型采樣接下來我們觀察一些采樣點(diǎn)的質(zhì)量。點(diǎn)擊菜單欄【View】-【Show Layer Dialog】，或者快捷鍵Ctrl+L，調(diào)出對象層級窗口?？梢钥吹綄ο髮蛹壌翱陲@示兩個(gè)模型，我們點(diǎn)擊Cat.obj模型前

5、面的眼睛，就隱藏了這個(gè)模型。此時(shí)，我們就可以看到采樣點(diǎn)的分布了。圖6 采樣點(diǎn)分布【Step 4】：點(diǎn)染色我們利用一種Voronoi算法用剛才的采樣點(diǎn)將原始模型的點(diǎn)賦權(quán)重，說白了就是擴(kuò)大采樣點(diǎn)的領(lǐng)域，準(zhǔn)備好刪去的區(qū)域。點(diǎn)擊【Filters】-【Sampling】-【Voronoi Vertex Coloring】，彈出對話框，勾選BackDistance，勾選Preview，點(diǎn)擊應(yīng)用（Apply）。此時(shí)模型被染成不同的顏色，綠色的部分將會被刪除。在對象層級窗口，點(diǎn)擊任一模型右擊，彈出快捷菜單，選擇【Flatten Visible Layers】 ，在彈出的對話框點(diǎn)擊應(yīng)用。圖7 點(diǎn)染色【Step

6、5】：刪去鏤空區(qū)域這時(shí)，我們可以通過點(diǎn)的質(zhì)量或者說權(quán)重去選擇我們將要?jiǎng)h去的區(qū)域。點(diǎn)擊菜單欄【Filters】-【Selection】-【Select Faces by Vertex Quality】，彈出參數(shù)設(shè)置對話框，勾選Preview，現(xiàn)在紅色的部分表示被選中。我們通過調(diào)節(jié)最小質(zhì)量（Min Quality）和最大質(zhì)量（Max Quality）來選擇這兩者之間的點(diǎn)。離采樣點(diǎn)越近，點(diǎn)的質(zhì)量越大。調(diào)到我們滿意的狀態(tài)之后，點(diǎn)擊應(yīng)用（Apply）。鍵盤上按Shift+Del刪除選中的面和點(diǎn)，就得到鏤空的面片。圖8 刪去面片【Step 6】：光滑模型在導(dǎo)出模型之前，我們先對鏤空模型的邊界進(jìn)行光滑處理。

7、點(diǎn)擊菜單欄【Filters】-【Smoothing, Fairing and Deformation】-【Lapacian Smooth】，彈出對話框，點(diǎn)擊幾次應(yīng)用（Apply）即可。 圖9 光滑模型【Step 7】：MeshLab導(dǎo)出模型點(diǎn)擊菜單欄【File】-【Export Mesh】導(dǎo)出模型，或者快捷鍵Ctrl+E。選擇OBJ格式，命名該模型Cat-patch。【Step 8】：ZBrush導(dǎo)入模型雙擊打開ZBrush軟件，在右側(cè)托盤點(diǎn)擊【Tools】-【Import】，彈出對話框，選擇Cat-patch.obj，點(diǎn)擊打開完成導(dǎo)入模型操作。這時(shí)在畫布上拖拽出來，打開上方的編輯（Edit）

8、按鈕。在畫布空白處右鍵拖拽實(shí)現(xiàn)視圖的旋轉(zhuǎn)，按住Ctrl的同時(shí)右鍵上下拖拽實(shí)現(xiàn)視圖的縮放，按住Alt的同時(shí)右鍵拖拽實(shí)現(xiàn)視圖的平移。圖10 導(dǎo)入ZBrush【Step 9】：抽殼現(xiàn)在給模型添加厚度，將之前的面片變成有厚度的實(shí)體。點(diǎn)擊【Tools】-【SubTool】-【Extract】-【Extract】，等待抽殼結(jié)束，點(diǎn)擊下方的【Accept】接受抽殼操作。圖11 給模型添加厚度【Step 10】：光滑處理此時(shí)SubTool有兩個(gè)模型同時(shí)存在，我們切換到第二個(gè)模型Extract0。按住Shfit，鼠標(biāo)的紅色圈圈變成了藍(lán)色圈圈，說明此時(shí)進(jìn)入了光滑（Smooth）筆刷的狀態(tài)，調(diào)整筆刷大小（Draw

9、Size）、過度區(qū)域（Focal Shift）和Z強(qiáng)度（Z Intensity）。然后用鼠標(biāo)左鍵光滑模型，這樣就得到了比較好的鏤空效果。 圖12 光滑模型【Step 11】：簡化模型模型導(dǎo)出之前，我們先簡化一下。當(dāng)鼠標(biāo)停留在當(dāng)前模型上時(shí)，我們可以看到模型的點(diǎn)面信息。當(dāng)前的模型有30萬個(gè)點(diǎn)左右，對于這樣的模型來說，有些冗余。點(diǎn)擊菜單欄【Zplugin】-【Decimation】-【Pre-process Current】，預(yù)計(jì)算當(dāng)前的模型；再設(shè)置模型要簡化成原來的百分比；最后點(diǎn)擊【Zplugin】-【Decimation】-【Decimate Current】計(jì)算當(dāng)前模型。再觀察模型的點(diǎn)面信息，

10、將模型的點(diǎn)數(shù)簡化到幾萬之內(nèi)就可以了。 圖13 簡化模型【Step 12】：導(dǎo)出ZBrush模型處理完畢之后，點(diǎn)擊【Tools】-【Export】導(dǎo)出模型為OBJ格式，命名為hollow_cat.obj。這時(shí)，鏤空模型已經(jīng)制作完畢。我們導(dǎo)入Cura進(jìn)行切片處理，準(zhǔn)備3D打印?！維tep 13】：導(dǎo)入Cura雙擊打開Cura軟件，點(diǎn)擊視圖區(qū)左上角的導(dǎo)入模型圖標(biāo)，導(dǎo)入模型hollow_cat.obj。圖14 導(dǎo)入Cura【Step 14】：設(shè)置打印參數(shù)根據(jù)模型和使用的材料設(shè)置恰當(dāng)?shù)膮?shù)。用視圖區(qū)左下角的縮放工具對打印模型的尺寸進(jìn)行調(diào)整。視圖區(qū)左上角顯示打印該模型需要的時(shí)間。點(diǎn)擊右上角圖標(biāo)，切換到切片顯示狀態(tài)，觀察模型的切片是否正確。圖15 設(shè)置打印參數(shù)【Step 15】：保存gcode