1.2 了解Rhino建模的核心理念

Rhino是一款相对较小的建模软件，对系统配置的要求也不高。其操作界面简洁，运行速度很快，建模功能也非常强大，能够很容易地表现设计师的设计思想。同时，在Rhino中可以输出OBJ、DXF、IGES、STL、3DM等不同格式的文件，几乎可以与市面上所有的三维软件完成对接。

Rhino建模的核心是NURBS曲面技术，要了解这一建模理念，首先要明白什么是NURBS。

1.2.1 什么是NURBS

NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写，译为“非均匀有理B样条曲线”，是指以数学的方式精确地描述所有的造型（从简单的2D线条到复杂的3D有机自由曲面与实体）。由于它具有灵活性与精确性，因此可以应用到从草图到动画再到加工的任何步骤中。

Rhino以NURBS呈现曲线及曲面，NURBS曲线和曲面具有以下5点重要的特质，这些特质使其成为计算机辅助建模的理想选择。

第1点：目前，主流的CG类软件（如3ds Max、Maya、Softimage等）以及主要的工程软件（如Pro/E、UG、CATIA等）都包含NURBS几何图形的标准，因此使用Rhino创建的NURBS模型可以导入许多建模、渲染、动画和工程分析软件中进行后期处理，而且以NURBS保存的几何图形在20年后仍然可以使用。

第2点：NURBS非常普及，目前有很多大学及培训机构都有专门教授计算几何及计算机图形学的课程，这意味着专业软件厂商、工程团队、工业设计公司及动画公司可以很方便地找到受过NURBS程序训练的程序设计师。

第3点：NURBS可以精确地描述标准的几何图形（直线、圆、椭圆、球体、环状体）及自由造型的几何图形（车身、人体）。

第4点：以NURBS描述的几何图形所需的数据量远比一般的网格图形要少。

第5点：NURBS的计算规则可以有效并精确地在计算机上执行。

1.2.2 多边形网格

在Rhino中着色或渲染NURBS曲面时，曲面会先转换为多边形网格。多边形网格是Rhino的又一大利器，它的存在为Rhino与其他软件的完美对接搭建起了一道可靠的桥梁，也为Rhino自身的进一步强大创造了一个新的机遇。

在开始了解多边形网格前，首先来了解一下什么是多边形造型。所谓多边形造型，是指用多边形表示或者近似表示物体曲面的物体造型方法。多边形造型非常适用于扫描线渲染。

多边形造型所用的基本对象是三维空间中的顶点。将两个顶点连接起来的直线称为边。3个顶点经3条边连接起来成为三角形，三角形是欧几里得空间中最简单的多边形。多个三角形可以组成更加复杂的多边形，或者生成多于3个顶点的单个物体。四边形和三角形是多边形造型中最常用的形状，通过共同的顶点连接在一起的一组多边形通常被当作一个元素，组成元素的每一个多边形就是一个表面。

通过共有的边连接在一起的一组多边形叫作一个网格。为了增加网格渲染时效果的真实性，它必须是非自相交的，也就是说多边形内部没有边（或者说网格不能穿过自身），并且网格不能出现任何的错误（如重复的顶点、边或者表面）。另外，对于有些场合，网格必须是流形，即它不包含空洞或者奇点（网格两个不同部分之间通过唯一的顶点相连）。

Rhino的多边形网格是若干多边形和定义多边形的顶点的集合，包含三角形和四边形面片，如图1-7所示。

Rhino的多边形网格包括了各个顶点的坐标值，此外还包含了法线向量、颜色和纹理等信息。

多边形网格的一个主要优点是它比其他的表示方法处理速度快，而且许多三维软件都使用具有三维多边形网格数据的格式来表示几何体，这为Rhino与其他软件之间的数据交换创造了条件。