撰文: CCL

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在材料研究领域，有一类具有三维网络的织物状材料，如下图1、图2所示。这一类材料因其自身的结构特点而具有一些突出的性质。本文介绍如何利用3D软件构建三维网络结构的织物状材料模型，所用软件为Cineme 4D。

图 1

图 2

图 3

根据前几期的经验和大家的反馈，在以后的每期作图教程中，钟老师都会将源文件公开（请点击“阅读原文下载”），以方便大家学习。

简单分析织物结构会发现，其分为相互垂直的两部分、并相互交错（图4中蓝色线段和红色线段），每一部分又由两条具有一定相位差的线段构成。

图 4

根据以上分析，我们将分两步作图：1.构建由规律曲线（正弦函数）构成的交错网络；2.调变每条曲线的粗细。

1. 构建织物网络结构：

在C4D中，织物网络结构的构建有三种方法：1. 从公式样条Formula Spline出发，2. 从螺旋结构Helix出发，3. 从平面结构出发。本文以Formula Spline为例，见图5。请注意图5标签2中参数的设置。

图 5

同样的方法再创建一个Formula 1（也可以复制第一个Formula），如图6所示。请注意图6中Formula 1的移动方向（Z轴）和距离（10 cm），以及旋转的角度（180 度）（移动方向和旋转方向并不固定，关键是形成错位的位置关系，移动距离和Formula的周期相关，要保证和下一步垂直的两条样条相匹配）。

图 6

同时选中上文创建的两条样条曲线Formula ，Formula 1，复制。再选中复制后的两条样条曲线Formula2、Formula3，旋转270度，并适当调节位置，以实现相互交错，如图7所示。

图 7

通过Connect功能将Formula、Formula 1连接起来，再将Connect放置到Cloner命令下（请见图8）。注意图8中参数的设置：克隆模式为线性（linear）；数目（count）为20；坐标： X = 0 cm; Y = 0 cm; Z = -20 cm。

图 8

同样的方法连接、克隆Formula 2、Formula 3，见图9，克隆（Cloner 1）参数会有所改变。

图 9

到此，织物的网络结构已经出来了，见图9。

2. 调变每条样条曲线的粗细：

在调变样条曲线之前，需要做一些简单的设置，步骤如下：选中克隆（Cloner）标签，右击，在下拉菜单中选择Current State to Object（图10标签1），此时会复制出一个克隆标签。对于Cloner 1同样操作。再选择复制出的Cloner标签，右击，在下拉菜单中选择Select Children（图10标签2）；再次右击，在下拉菜单中选择“ Connect Object + Delete ”（图 10 标签3）。对复制出的Cloner 1 同样操作（这一段有点绕口，大家多尝试尝试）。

图 10

调节曲线的粗细，需要使用扫描（sweep）功能。在使用扫描功能之前，创建一个正方形，如图11所示。参数设置时，记得勾选Rounding项，并将半径设置为2 cm，如图11标签2所示。

图 11

创建Sweep命令（见图12），将创建好的正方形和Cloner1拖放到Sweep命令下（见图12），注意正方形和Cloner1的顺序。

图 12

同样的方法设置Cloner 2。效果图见下图13。

图 13

如果将正方形改成圆形，以及其他的各种形状能够出现不同类型的织物结构，如下图14：

图 14

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