螺旋类造型 “螺旋形”也是曲面结构造型中的重要类型之一，各行各业的模型设计中都可以找到以“螺旋形”为主，或以“螺旋形”配以其他曲面形式变形的实例。“螺旋形”虽然没有前面讨论过的“扭曲”与“弯曲”常见，但应用领域也颇为广泛。“螺旋形”造型所需的工具与技法也跟“扭曲”“弯曲”有根本的区别。 《SketchUp曲面建模思路与技巧》第六章以8 个小模型为标本来展示“螺旋形”在曲面建模领域的基础应用与相关工具的运用技巧。本节后面要用一个小模型来讨论具体的建模思路与技巧。 1，螺旋类造型例 下面展示《SketchUp曲面建模思路与技巧》第六章里详细讨论的几个实例。这些螺旋造型实例里有“等径等距螺旋”“等径不等距螺旋”“不等径不等距螺旋”“2D螺旋”“双路径双截面螺旋”等多种不同的螺旋造型。
图6.3.1 螺栓螺母垫圈
图6.4.2 创建过程第二部分
图6.6.3 改造成异距异径
图6.9.1 双路径双截面放样示例
2，螺旋线分类 SketchUp 螺旋线可大致分类如下： l 圆柱螺旋如图6.1.1 ①所示，特征是螺径相同，形状近似于圆柱形。圆柱螺旋有等螺距和不等螺距两种。 l 圆锥螺旋如图6.1.1 ②所示，特征是螺径逐圈变化，形状近似于圆锥体。圆锥螺旋也有等螺距和不等螺距两种。 l 2D 螺旋如图6.1.1 ③所示，特征是螺旋在同一平面上。也有等距和不等距的两种。 l 球形螺旋如图6.1.1 ④所示，特征是螺径逐圈变化，两端相同，整体像个球形。
图6.1.1 几种主要螺旋线
3，螺旋线诸要素（指在SketchUp 里创建时） l 圆柱螺旋六要素，包括螺距、螺径、旋向、总圈数、每圈边数、相位角（始端位置）。 l 圆锥螺旋七要素，包括始端螺径、终端螺径、螺距、旋向、总圈数、每圈边数、相位角。 l 2D 螺旋六要素（阿基米德螺旋），包括大螺径、小螺径、螺距、总圈数、每圈边数、相位角。 l 球形螺旋四要素，包括大半径、总圈数、每圈边数、南北相位角。 4，螺旋造型工具概述 工具分成两类，一是绘制螺旋线的工具，二螺旋造型工具。下面分别介绍。 （1）螺旋线工具（绘制和变形螺旋线的功能） l SketchUp原生工具也可以创建螺旋线，但会比用插件麻烦些（略） l Helix alo ng curve 简称“线生螺旋”（见《SketchUp 常用插件手册》5.6 节）。Helix alo ng curve 工具可生成等径与不等径螺旋线。是主要的螺旋线生成工具。 l SketchyFFD（自由变形）工具，详见《SketchUp 常用插件手册》5.31节，用来把等螺距的螺旋线变成“不等距螺旋线”。 l CurveMaker （铁艺曲线）插件，可生成如图6.1.2 所示的9 种曲线，其中④⑦⑧⑨可创建3D 曲线，其余都是2D 曲线（见《SketchUp 常用插件手册》5.29 节）。
图6.1.2 9 种铁艺曲线
l Spherical Helix 斜航线球状螺旋，简称“球状螺旋”（见《SketchUp 常用插件手册》5.6 节）。 （2）螺旋造型工具（将螺旋线变成曲面的工具） l SketchUp原生路径跟随（见本讲座的第5节） l Extrude Tools（曲线放样工具包，见《SketchUp常用插件手册》5.1 节） l Curviloft（曲线放样，见《SketchUp 常用插件手册》5.3 节） l Bezier Surfaces from Curves（曲线生成贝塞尔曲面，见《SketchUp 常用插件手册》5.18 节） l TaperMaker（锥体制作，见《SketchUp 常用插件手册》5.30 节） 5，建模例（景观蜗牛） 上面的图6.7.2是用玻璃钢制作的蜗牛形景观小品照片，图6.7.2 是在SketchUp 里“临摹创建”的模型。2009 年8 月，作者曾用“非线性建模教程-蜗牛”的名称把这个图文教程发布于SketchUpbar.com，有数万的浏览量和较好的评价与响应。现稍作整理修改后把它作为一个“异距异径螺旋体建模”的实例收录入本讲座。本节除了要用到SketchUp 的原生工具外，还要用到以下插件。 （1）Helix along curve（ 线生螺旋，见《SketchUp常用插件手册》5.6 节）。 （2）SketchyFFD（自由变形）工具，详见《SketchUp 常用插件手册》5.31节，用来把等螺距的螺旋线变成“不等距螺旋线”。或JHS Powerbar JHS 超级工具栏的3×3 FFD 工具（ 见《SketchUp 常用插件手册》2.3 节）。 （3）TaperMaker 锥体制作（见《SketchUp 常用插件手册》5.30 节）。 现在开始建模，全过程如下。 5.1. 创建与加工螺旋线 （1）画一条垂线（见图6.7.3 ①）当作螺旋的中心线，高900mm 左右。 （2）预选中心线后调用Helix along curve（线生螺旋）插件，在弹出的对话框（见 图6.7.3 ②）中填写螺旋线参数。（起始半径=10，终止半径=300，总圈数=3，每圈段数=24，其余4行保持默认。）
图6.7.3 创建与加工螺旋线
（3）确定后生成初始螺旋线，如图6.7.3 ③所示（螺旋线是一个群组） （4）预选螺旋线群组后单击JHS Powerbar 工具栏的3×3 FFD 工具，如图6.7.3 ④所示。 （5）双击FFD 控制点框的任一控制点，进入FFD 群组内，全选最上面一组控制点，向下移动，压缩螺旋线，结果如图6.7.3 ⑤所示（可能需要重复操作2 ～３次，螺旋线总高450 ～ 500mm，螺旋线的形状决定蜗牛的形状） 5.2. 生成螺旋体 （1）预选螺旋线（见图6.7.4 ①）（已经用FFD 加工成不等螺距）。 （2）单击调用TaperMaker 锥体制作插件，在弹出的对话框（见图6.7.4 ②）中选择“圆形”。 （3）单击“好”按钮，在另一个对话框（见图6.7.4 ③）中填写螺旋体参数（图中数据供参考：大直径=450，小直径=80，边的片段数=12）。 （4）再次单击“好”按钮，根据填写的参数，自动生成一个预览图，如图6.7.4 ④所示， 在螺旋线的两端各放置了一个垂直于螺旋线的圆面。这两个圆面代表最终生成螺旋体的方向，图6.7.4 ④所示的方向显然是错的。 （5）现在请看图6.7.5，预览图①上自动预置的大小两个圆面，位置显然不对，此时用不着退回前一步去修改参数，只要在对话框②中单击“否”按钮，TaperMaker 锥体制作插件就能把大小两个圆面对调，并自动生成螺旋体，如图6.7.5 ③所示。 （6）根据螺旋线生成螺旋体的过程也可以用其它插件来完成，但经多种尝试，还是上述用TaperMaker 锥体制作插件的方案为最优。
图6.7.4 生成螺旋体１
图6.7.5 生成螺旋体２
5.3 装配 （1）图6.7.6 ①所示就是刚刚生成的螺旋体，需要旋转到合适的角度。 （2）经过两次甚至更多次旋转后，螺旋体的角度如图6.7.6 ②所示。 （3）进入群组，选择螺旋体的大头端面，调用缩放工具，形成喇叭口形状，如图6.7.6 ③所示。 （4）做一个如图6.7.6 ④所示的“蜗牛头”（参考前面图6.7.2 照片），虽然这部分看起来很简单，但只要亲自做过一次，哪怕就像④这样，做到只有六七分像，也要花费不少时间，并且非常考验SketchUp 基本功甚至建模者的美术修养（因这部分跟本节主题相差甚远，过程略），愿意接受挑战的读者可以尝试一下，若没有时间，可借用附件里作者提供的蜗牛头。 （5）把③④两者移动到合适的位置，赋予合适材质后得成品（见图6.7.6 ⑤），成组后保存入库备用。
图6.7.6 装配
15 老怪《SU曲面建模》系列讲座第15节 螺旋.pdf
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