作者：孙燕飞
出版社：机械工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
中文版Rhino 6.0产品设计从入门到精通试读：
前言
Rhino是工业产品设计及动画场景设计师们所钟爱的一套集合概念设计与造型功能的强大工具，广泛应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域。它能轻易整合3ds Max与Softimage的模型功能部分，对制作精细、弹性与复杂的3D NURBS模型，有点石成金的效能。同时，Rhino也是早期将NURBS的强大且完整的造型功能引入到Windows操作系统中的软件之一。本书内容
本书以Rhino 6.0为教学版本，向读者详细地讲解了该软件的产品设计功能及其插件功能的应用，全书共9章。
第1章：以循序渐进的方法介绍了Rhino 6.0软件的基础知识、产品设计相关专业知识等入门内容。
第2章：主要讲解Rhino的基本操作、环境配置、视窗配置、工作平面、坐标系、可见性设置等知识，便于读者在之后的学习中全面理解与掌握该软件。
第3章：主要介绍Rhino中物件变换工具的使用方法及相关功能，包含物件在Rhino坐标系中的移动，物件的旋转、缩放、倾斜、镜像等内容。
第4章：主要介绍Rhino的曲线设计功能。曲线在Rhino中的作用是相当大的，曲线既是实体建模的基础，也是曲面建模的基础。曲线既可作为挤出实体的截面，也是曲面建模时的空间骨架。
第5章：主要介绍Rhino实体建模功能。通常，设计师需要根据产品外形的复杂程度，使用不同的建模工具进行建模。对于产品外形比较简单的机械产品，使用Rhino的实体建模工具完全可以把模型构建出来。
第6章：主要介绍Rhino 6.0的曲面设计功能。曲面就像是一张有弹性的矩形薄橡皮，NURBS曲面可以呈现简单的造型(平面及圆柱体)，也可以呈现自由造型或雕塑曲面。
第7章：主要展示了综合应用Rhino 6.0的实体建模和曲面建模功能等软件技巧来设计三个工业产品。
第8章：主要介绍利用RhinoGold的相关功能设计各类漂亮珠宝首饰的相关方法和技巧。
第9章：主要介绍Rhino的渲染辅助软件KeyShot 7.0，通过学习KeyShot相关操作命令，帮助读者可以更好地掌握对Rhino所构建的数字模型进行后期渲染处理，以及最终输出符合设计要求的渲染图的相关方法。本书特色
本书从软件的基本应用及行业知识入手，以Rhino 6.0软件的建模指令和插件程序的应用为主线，以实例为引导，按照由浅入深、循序渐进的方式，讲解软件的新版特性和操作方法，使读者能快速掌握Rhino的软件设计技巧。
本书中的所有案例均从实战出发，每章、每节都相应配有典型的技术案例，让软件学习与实战技术紧密结合，有助于读者掌握更多的拓展知识。
本书既可以作为大中专院校工业设计、产品设计、珠宝设计等专业的培训教程，也可作为对制造行业有浓厚兴趣读者的案头手册。作者信息
本书由淄博职业学院的孙燕飞负责全书的编写，参与本书内容编写和案例测试的人员还包括：张红霞、孙占臣、罗凯、刘金刚、王俊新、董文洋、张学颖、鞠成伟、杨春兰、刘永玉、金大玮、陈旭、黄晓瑜、王全景、田婧、黄成、戚彬、马萌、赵光、张庆余、王岩、刘纪宝、任军、郝庆波、李勇、秦琳晶、吕英波、黄建峰、张晓智、王晓丹、张雨滋等，他们为完成本书的编写提供了大量的帮助。
感谢您选购了本书，希望我们的努力对您的工作和学习有所帮助，也希望您把对本书的意见和建议告诉我们。Chapter第1章 Rhino 6.0产品设计入门
本章导读
Rhino软件是目前工业设计与产品设计专业应用最为广泛的三维造型软件之一。其强大的曲面造型功能可以应用到诸多行业，如产品设计、建筑造型设计、珠宝设计、游戏建模、制鞋、人物建模等。
Rhino 6.0是目前最新版本，本章将学习Rhino 6.0软件的相关基础知识和工业产品开发与设计流程的知识。
案例展现1.1 工业产品设计概述
工业设计是工业化时代中将技术、艺术与文化转化为生产力的核心环节，也是现代服务业的重要组成部分。
工业设计的主体是产品设计，随着工业加工能力的深入和系统控制能力的提高，其理念已经从产品性能研发、外观设计延伸到市场推广的全过程。1.1.1 理解产品设计
产品设计既不是一部分人理解的机械传动设计、电气产品的电子线路设计等工程设计，也不是有些人认为的对产品的外形进行美化装饰。前者属于工程设计的范畴，旨在解决产品系统中物与物之间的关系；后者属于对产品的艺术加工，用于展示艺术家的个人意愿。
产品设计的领域很广，有很多内容与其他设计领域相重叠，如家具、椅子等既是产品，又是室内环境设计的组成部分；电话亭、公共候车亭等既是产品，也是室外环境设计的组成部分；产品的标志、包装等设计又涵盖了视觉传达设计的内容。美国著名设计师雷蒙德·罗维认为，产品设计的内容包括大到火车、小到口红的设计。
产品凝聚了材料、技术、生产、管理、需求、消费、审美以及社会经济文化等各方面的因素，是特定时代、特定地域的科学技术水平、生活方式、审美情趣等诸多信息的载体。对于产品的正确理解，有助于把握产品设计的实质。
讨论产品设计离不开对使用者的讨论，可是一旦将人的因素加进来，就容易使刚接触产品设计的人迷失方向。如若抛开人的因素不谈，单从产品本身来讲，产品的基本类型大致有如下几种。
1. 具有全新功能的产品
图1-1所示的椅子看起来很简洁，却蕴含着多种变化的可能性，符合现代家具多功能、无限定、简约的特征。它不仅可以作为椅子使用，还可以作为小爬梯、储物架或者任何你能想到的方式来使用。图1-1 全新功能的椅子
2. 具有全新形态的产品
图1-2所示的这款室内自行车设计可同时供3个用户使用。不使用时，它呈鸡蛋形，在下拉出席位时，踏板也跟着推出。外壳是由玻璃纤维制成，使整个设计轻巧耐用。图1-2 全新形态的室内自行车
3. 在现有功能上进行改进的产品
专供老年人或病人卧床喝水的杯子，设计中注重卧床者使用的功能因素，杯口的部分边缘向外突出，便于在卧床状态下的人饮用时水流直接进入其口中，从而避免握杯的手晃动时水流溢出。水杯把手在喝水口的正侧面，造型宽扁，并向后倾斜一定的角度，使水杯更易于抓握，如图1-3所示。图1-3 老年人用水杯
图1-4所示的这款产品则是在传统插头外观的基础上进行了改造，把插头的中间部分设计成一个圆环，在拔出插头时手指可以放在里面，这样在拔插头时会非常方便、容易，设计师还在圆环内设计了一圈LED光环，可以让用户在夜间迅速找到它，并且很方便地拔下。图1-4 方便拔出的插头设计
4. 具有新用途的现有产品
图1-5所示的这款插座，可以像电风扇的定时控制开关一样设定电器的工作时间，不用的时候可以旋转插头把插座关闭锁住。它还提供非常方便的电流供应时间选择，如果电器本身没有设定工作时间的功能，那么只要将它旋转到对应的时间位置就可以了，到指定时间即会自动切断电流。图1-5 自动切断电源的插座
5. 具有附属功能的产品
在图1-6所示的第一张图中展示的U盘设计结合了数字存储功能和夹纸功能，非常适合办公环境。而第二张图展示的这款产品设计则为管道牙刷，中间有空隙，当牙膏用到最后阶段时，可以直接用它来辅助将牙膏挤出，从而避免浪费。第三张图展示的设计则是将茶几的腿部设计开口，可以用来夹报纸杂志。图1-6 附属功能的产品设计
6. 开辟新市场的产品
Swatch公司在2008年推出了两款奥运新品,一款以京剧脸谱为灵感,两张鲜艳的红色脸谱图案贯穿整个表带,呈现出中国传统艺术所具有的平衡美与大气。另一款则以唐代青花瓷为设计元素,不仅生动地绘制出中国传统的繁花、祥云、蝴蝶、羽翼和燕子等元素,更巧妙地将其结合奥运五环,把属于世界的盛典赋予清秀淡雅的中国气韵，如图1-7所示。图1-7 中国风手表
7. 改进式样的产品
外观造型是产品向消费者提供的第一个刺激信号，优秀的造型设计可以为一件产品的技术与价值带来提升，从而延长产品的寿命周期。因此，改进式样是企业实现产品更新的一种手段,例如，别克君越和君威的造型变化，既能实现产品设计的差异化，又能保持产品系列的基本元素特征，如图1-8所示。图1-8 改进式样的产品
8. 降级产品
为了应对国际金融危机，带动工业生产，促进消费，拉动内需，我国自2009年开始推广家电下乡活动，一些在城市销量一般的产品在乡下却是畅销品，农民朋友们也从中受益。对于乡镇地区来说，就是接受了降级产品。
去过日本的朋友都知道，在日本看过的一些最新产品，国内却没有销售。据传是因为日本有一个不成文的规定，国内生产的某些新产品，要在本国上市一段时间才可以出口到其他消费地区。对于消费日本产品的其他区域来说，也是接受了降级产品。当然，降级产品与质量好坏没有必然联系。
9. 具有全新生活形态的产品
现代社会，压力是每个人都要面对的问题，心灵超市的出现，使人们得以重新审视自己的生活状态，例如某些空容器上面贴有如【每天多点儒家思想】【暂停一下】【中庸】【如何放手】【安全感】等各种关于情感、社会等不同主题的标签,如图1-9所示。图1-9 具有全新生活形态的产品
因住房贷款陷入困境以及受到绿色住宅理念的影响，将火车车厢、大型集装箱等作为住家也变成了一些人的灵感，如图1-10所示。在成本与造价方面，火车车厢、大型集装箱等比传统房屋便宜，最重要的是，这间房屋独一无二只属于你，并且绿色环保（具本摆放规则请依据当地法律法规）。除此之外，世界各地还有很多利用废旧火车，改造成办公场所、餐厅、酒吧、桥梁、教会等的案例。图1-10 废旧火车改造成住宅后的使用情境
10. 加入新服务理念的旧的产品
产品的硬件可能已经陈旧，但是产品的服务依然持续中，比如汽车租赁服务。1.1.2 数字技术下的产品设计表达方式
数字技术下的产品设计表达方式，一般是将产品模型的形体转化为计算机中的数据，再利用这些数据，配合与之配套的软硬件接口构建产品的虚拟模型，预览生产后的效果，模拟机构运动，同时，还能够与生产环节的上下游紧密地结合起来。
1.数字草绘
数字草绘（Digital Sketch）相对于以往的草绘方式而言，更加灵活和便捷。通过数位板（屏）作为输入媒介，真实地模拟马克笔、彩铅、针管笔等设计工具的物理特性，并引入图层这一重要概念，还能够根据施加压力的不同，表现出丰富的笔触变化，既可以进行快速方案构思，也可以进行深入细致的刻画。建议读者掌握一定的数字草绘技术，从而绘制出更加出色的设计方案。数字草绘设计实例如图1-11所示。图1-11 数字草绘设计实例
2.计算机二维效果图
计算机二维效果图（2D Rendering）介于草绘和数字模型之间，具有制作速度快、修改方便、基本能够反映产品本身材质、光影、尺度比例等诸多优点。效果图如图1-12和图1-13所示。图1-12 手机二维设计效果图图1-13 太阳能手电筒二维设计效果图
3.计算机三维效果图
计算机三维效果图（3D Rendering）借助三维造型软件和相关的渲染软件，根据特定的工具和算法进行产品造型和效果表现。相对于二维效果图来说，三维效果图能够更加直观、真实地表现产品本身的质感、体量感和空间感。三维效果图虽然能很直观地表现产品生产后的形象，但工作效率和可修改能力相对不足，如图1-14所示。图1-14 计算机三维效果图
4.VR技术
VR（Virtual Reality）技术亦称虚拟现实技术。该技术通过数字手段，对产品设计方案进行虚拟演示和评估。通过VR技术，操纵者可以在产品电子模型或样机阶段身临其境地进行产品操作，从而确认当前的方案是否有能力完成预期的设计目标，也可从中评估使用的缺陷和问题，并予以改进，如图1-15和图1-16所示。图1-15 利用VR模拟产品在不同环境下的效果图1-16 利用VR进行方案的工程评估
5.RP技术
RP（Rapid Prototyping）技术也叫快速成型技术。该技术是20世纪80年代后期由工业发达国家率先开发的新技术，其主要技术特征是成型的快捷性，能自动、快捷、精确地将设计思想通过电子模型数据的形式转变成一定功能的产品样机或直接制造零部件，该项技术不仅能缩短产品研制开发周期，减少产品研制开发费用，而且对迅速响应市场需求，提高企业核心竞争力具有重要作用，如图1-17和图1-18所示。图1-17 数控RP设备正在加工产品手板图1-18 利用数控铣刀进行油泥车身塑形
RP技术成型的方法基于计算机三维实体造型，在对三维数据进行处理后，形成截面轮廓信息，随后将各种材料按三维模型的截面轮廓信息进行扫描，使材料粘结、固化、烧结，逐层堆积成为实体原型。目前的快速成型技术的成型方法基本都是按照如下步骤进行的。
01 利用CAD/CAM软件（如Creo、SolidWorks、Unigraphics等）设计和构建产品三维模型，然后输出特定格式的文件（如IGES、STEP等）。
02 RP设备内置的处理软件对数据文件进行分层处理。
03 RP设备对分层处理好的数据模型进行分层实体制造，循环往复，直到生成整个成型件。
04 成型件制成后，通常还要按照一定步骤进行表面清洁、打磨抛光、喷漆上色等后处理工序，才能得到最终完美的产品样品。1.2 Rhino 6.0软件简介
Rhino是一款可以在系统中建立、编辑、分析和转换NURBS曲线、曲面和实体的三维多功能建模软件。使用Rhino在建模时不受模型的复杂度、阶数以及尺寸的限制，并且支持多边形网格和点云。1.2.1 简易的用户界面
Rhino是一款专业的3D建模软件，经过版本的更新改进，其操作界面越来越简洁、人性化。Rhino中有大量的工具或命令，而这些工具和命令，不仅可以通过选择图标的方式来选择执行，还可以直接以文本的形式输入命令。另外，Rhino中具有类似于Alias（一款工业设计和A级曲面建模软件）的记录构建历史功能，大大提高了Rhino的实用性。
Rhino支持多种平台，除了Windows系统，还可以在Apple Mac OSX系统中完美地运行，需要注意的是，Rhino 6.0有32位和64位两种版本。图1-19所示的是Rhino 6.0的软件界面。图1-19 Rhino软件界面1.2.2 优质的曲面建模
Rhino通过运用多种技术，帮助用户制作出高品质的曲面，以实现精确建模。它利用G-Infinity混接技术，能够以实时的互动方式来调整混接的两端的转折形状，并维持所设定的几何连续条件（连续性级别最高可以设定到G4）。UDT通用变形技术（Universal Deformation Technology）能够让使用者无限制地对曲线、曲面、多边形网格以及实体物件做变形作业，同时还能够保持物件的完整条件。另外，Rhino还包含布尔运算、RP（Rapid Prototyping）制作、网格（Mesh）文件编辑与修改、强大的多混合（Blend）功能、多样化的圆角技术（Filleting）、多种显示模式等，并且提供了几乎涵盖所有常用工业格式的数据接口，这使得Rhino文件可以完好准确地导入到其他软件中。1.2.3 实惠的价格优势
Rhino自推出以来，一直秉持经济实惠的价格策略，提供专业级的建模技术，是一个较“平民化”的高端软件。
与Maya、SoftImage XSI、Alias等体积庞大的软件相比，Rhino不仅体积小，轻巧方便，而且在功能上也丝毫不逊色于它们，在价格方面也是经济实惠，是一款值得三维设计人员掌握的、具有较高使用价值的高级建模软件。Rhino采用灵活的插件机制，弹性高，用户可以根据自己的需要自由地选择并添加各类不同的插件。
Rhino大概拥有十几种语言版本，在全球几十个国家销售，无论是3D建模新手，还是专家级设计人员，都可以用它完成大量建模工作。1.2.4 多样化的插件支持
Rhino是一款专业的三维建模软件，采用灵活的插件设计机制，支持多样化的插件。目前市面上存在着各种插件，分别应用于不同的领域，用户可以根据设计需要购买相应的插件，并把它们导入到Rhino中使用。现在世界上活跃着大量的插件开发者，很多插件正在开发并陆续面世，用户只需要支付一定的费用便可使用它们来完成特定的设计工作。
在众多插件中，具有代表性的有Flamingo、V-Ray、Maxwellrender、Brazil、HyperShot、Penguin、KeyShot等渲染插件，还有动画插件Bongo、船舶设计插件Rhino Marin、珠宝设计插件TechGems与Rhino Glod、鞋类设计插件RhinoShoe等，这些插件功能强大，极大地增强了Rhino的功能。图1-20所示为利用四款渲染插件制作的作品。图1-20 利用Rhino的四款渲染插件制作的作品1.2.5 良好的文件兼容
Rhino支持约35种文件保存格式，具体的支持格式如图1-21（左）所示，导入的文件支持格式约为28种，几乎兼容了现存的所有的CAD数据，如图1-21（右）所示。Rhino所具备的优秀文件兼容性便于用户把Rhino生成的建模数据导入其他程序或从其他程序导入建模数据进行二次加工，同时也进一步拓宽了Rhino的应用领域。图1-21 Rhino可导入、导出的文件格式1.2.6 逼真的实物输出
在使用Rhino软件完成三维建模后，可以通过数控机床（CNC，Computer Numeric Control）或快速成型（RP，Rapid Prototyping）设备，将三维建模数据加工成实物，然后把输出的RP模型利用硅或橡胶模进行批量复制加工。若RP材料具备可塑性，则可以采用直接浇铸法（Direct Casting），使用指定的金属进行加工。RP设备是产品设计领域中的常用设备，能够制作出各种各样的形态，对设计研究与产品制作具有非常重要的意义。1.3 Rhino相关设计网站
1.http://www.rhino3d.com
此网站是Rhino软件开发公司Rovert McNeel & Associates的官方网站，内有与Rhino相关的庞大资料，是一个全球性的网络。此官方网站支持多种语言，可点开导航栏中的【Language】选项，在弹出的语言选项中选择相应的语言，即可访问到相应的页面。在该网站中，各种资料被分门别类地组织在一起，主要分类有Rhino最新信息、插件（Plug-in）、支持、教学、资源、作品等。无论是Rhino学习新手，还是专家，都能在此网站的学习中受益，并获得大量有用的信息，如图1-22所示。图1-22 Rhino官方网站
2.http://www.rhino3d.tv
此网站汇聚了Rovert McNeel & Associates公司的视频使用指南以及各种视频学习资料，对Rhino初级学习用户非常有帮助。用户在注册为会员并安装QuickTime后，能够免费获得这些视频学习资料，如图1-23所示。图1-23 视频学习资料网站
3.http://www.tsplines.com
此网站是T-Splines插件的官方网站，T-Splines是由Alias公司领导开发的一种革命性的崭新建模技术，它结合了NURBS和细分曲面建模技术的特点，虽然和NURBS很相似，不过它极大地减少了模型表面上的控制点的数目，可以进行局部细节和合并两个NURBS面片等操作，使得建模操作速度和渲染速度都得到提升。T-Splines在塑造角色自然的面部特征以及表现汽车等流线型的产品时，效果非常卓越。用户在此网站上能够找到此插件使用方法的各种资源，比如PDF格式的用户指南、视频学习资料等，如图1-24所示。图1-24 T-Splines官方网站
4.http://www.asgvis.com
Rhino渲染插件V-Ray的官网，它是由专业的渲染器开发公司Chaos Group开发的渲染软件，是目前业界最受欢迎的渲染引擎。用户在此网站中能够获得V-Ray渲染插件的相关信息与知识，还能获得各种材质资源等。V-Ray也可以提供单独的渲染程序，方便使用者渲染各种图片，如图1-25所示。图1-25 V-Ray官方网站
5.http://www.flamingo3d.com
此网站是Rhino专业渲染插件Flamingo的官网，通过该网站，用户能够获得Flamingo插件的最新信息以及相关的渲染知识，如图1-26所示。图1-26 Flamingo官方网站
6.http://www.sensable.com
此网站是Clay Tools工具的官方网站，用户通过该网站能够获得与Clay Tools有关的信息、作品以及实例等资料。
Clay Tools为美国软件公司SensAble所开发的三维设计工具，运用独有的触感雕刻笔，可在计算机中建立立体雕塑，并且雕刻笔压感强，操作简单，容易上手，是三维设计的好助手。借助此工具能够弥补单独使用Rhino带来的不足，帮助用户轻松而清晰地表达设计观念，应用领域非常广泛，如图1-27所示。图1-27 Clay Tools的官方网站
7.http://www.maxwellrender.com
此网站是Rhino专业渲染插件Maxwell Render的官网，通过该网站，用户能够获得Maxwell Render插件的最新消息以及相关知识，如图1-28所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]