基于天工CAD的空洞骑士三维建模

作者：程子熠 宋旺

学校:华中农业大学工学院

一、摘要

【摘要】

天工CAD是一款功能强大且易于使用的三维建模软件，主要用于建模、装配和制图。它可以帮助我们更快、更准确地开发复杂的机械系统，如汽车、飞机和其他高性能机械设备等。天工CAD提供了一系列先进的设计工具，包括三维建模、网格化、装配体系结构、和可视化功能等。这些工具让我们可以轻松地创建和编辑三维模型，并进行复杂的分析。此外，天工CAD还支持多种文件格式，可以方便地与其他软件平台进行无缝协作，身为机械专业的学生，天工CAD的使用更好地方便了我们的学习和生活。经过一个学期计算机绘图学习后，我们决定利用天工CAD进行一个空洞骑士和机械手的建模。

【关键词】 天工CAD 三维建模 空洞骑士 机械手

二、设计灵感

随着时代的不断发展，科技的进步之势愈发快速，犹如奔腾不息的洪流，各类科技题材的电影、游戏更是如雨后春笋般层出不穷，令人目不暇接。而《空洞骑士》便是诞生于这样波澜壮阔背景下的一款引人入胜的科幻游戏。

作为对机械科幻始终怀着满腔热忱的忠实粉丝，出于对空洞骑士那份深沉而炽热的热爱，当得知此次结课大作业的相关要求后，我们几乎在第一时间便毫不犹豫地将目光坚定地投向了它。于是，在经历了一段漫长而艰辛的建模过程之后，那个完全属于我们、凝聚着心血与智慧的空洞骑士模型终于惊艳诞生了。

三、设计过程

（一）、前期准备

对于空洞骑士，我们已有了部分理解，因此在决定画这个之后便立马开始，为了不过于单调，我们又进行了机械手的建模。

（二）、设计过程

主要是对零件的建模、装配和上色。

1.机械手（拇指）：在做好总体规划之后，我们便从机械手开始了建模，第一个部分便是机械手的拇指部分，第一指节采用草图绘制后直接拉伸的方式，关节连接处绘制了小型连接轴，第二指节采用了草图绘制，拉伸以及阵列的方法构造出机械拇指的框架感，与第一指节之间完全实体的填充形成对比，末端连接圆柱，以方便与手掌部分相接。

2. 机械手（四指）：第二个部分是机械手的剩余四指，为营造出手指的弯曲感，构建了许多平面并开始绘制，第一指节与拇指相同，其与第二指节相连的部分加入了齿轮与小型连接轴以便于与拇指部分区分，第三，直接部分采用了直接拉伸的方式，并通过构造新的平面绘制然后除料，在直接上方形成了一层保护罩，不使得手指部分单调重复，整体外观上也显得更加美观。

3.
机械手（手掌部分）：第三部分是机械手的手掌部分，手掌主体部分采用了绘制曲线拉伸并在大体完成之后进行除料修饰细节，在手掌的背面和侧面添加了许多齿轮，以增强其机械质感，并在相应的位置打孔，预留出与手指相连接的部分，以便后续装配。另外，在手掌后部进行了抽壳处理，并绘制许多平面，在这些平面绘制曲线之后，采用扫描拉伸的方式，制造出机械手内部的电线。

4. 空洞骑士（头）：对于本部分，我们先采用了拉伸的方式制造出头颅的大体形状，并进行倒圆处理修饰细节，眼睛部分选择了直接打孔以最大程度凸现空洞感，大角的部分我们选择绘制多个平面并放样拉伸的方式构建，它的分支（小角）部分采用了构建平面，放样拉伸和旋转的方法构建，各部分的相连部分采用了不同大小的倒圆处理，以是得零接触更加顺滑自然。

5. 空洞骑士（身体）：身体部分，我们采用绘制草图随后放样拉伸，旋转的方式构建主体，随后进行细节修饰，双脚部分采用了绘制草图，放样拉伸镜像的方式构造。

6. 空洞骑士（斗篷）：斗篷部分，我们尝试多次，使用过包括构建多个平面绘制草图并进行放样曲面随后加厚形成的斗篷或进行斗篷的部分单独绘制随后形成曲面加厚再进行阵列等多种方式的斗篷，最终选择了构建新的平面绘制曲线旋转构造曲面，再绘制斗篷的细节，花纹并沿曲线阵列得到最终成果

7. 装配：

四、学习体会

我素来对计算机、建模作品、建模高手有种别样的钦佩、向往乃至崇敬之情。选课期间，正当我为“计算机绘图”这个全新的名词而感到忐忑不安，担心是否能接受新鲜事物时，我的学班张祎凡热情洋溢的说到：“不必担心，李老师为人和善，待学生一向很好，而且能学到很多东西。”我那颗悬着的心这才稍稍安稳了下来。

待到第一堂课正式见面时，我不禁一阵恍惚，这位浑身充满幽默气息，灵动不已的老师我似曾相识，在我从那为数不多的大脑记忆里提取出相关回忆后，不禁释然，原来是她！这不是带过我机械导论的老师吗！尤记得当时讲解的关于数控的相关知识让我一阵惊叹，但更让我欢喜的是那不拘一格，幽默风趣的教学风格，总能在某个不经意的瞬间触动心里那根弦，让人忍俊不禁，细细想来那也是我唯一一节没有打瞌睡的导论课了，想到这里，心中的那块大石头也算是彻底落了地。

下面谈谈收获与体会。

谈收获，所谓收获，无非知识与心境。谈知识，那可太多了，一学期的课程，所见所听所想所记实非寥寥数语可以言明，姑且列些印象深刻的重点在下面，也算不枉所学。

计算机绘图在我原本看来是一项高深、枯涩、难懂的课程，但在我一点点了解、学习之后，发现并不是如此，这是一项十分有意思的事情。从点衍生到线，再从线衍生到面，经历过一次次的修正、打磨，最终成为了自己想要的模样，这是从无到有的创造过程，是让人动心的经历，当我第一次看到属于自己的作品时，不禁感慨计算机的奇妙，一股成就感莫名涌上心头，坚定了我继续努力的决心。

从简单的拉伸到复杂的放样拉伸，从开始的平面到后面的曲面，从2d草图到3d草图，再到后面的空间螺旋曲线，再到驱动方程，难度渐渐加深的同时，所获得的成就感也在不断加深，你会发现，只需要在计算机上进行简单的操作，就可以得到很复杂的模型，化繁为简，莫过于此。当我看到那复杂无比，让我头呲欲裂的钻石只需寥寥十余分钟便能完成时，再一次被这项手艺深深折服。

计算机绘图的学习总是魅力无穷，你永远不知道自己学了多少和还剩多少，于是只能接着一步步的往前走，每当自我满足、止步不前的时候，不妨看看周围的实物，能不能每个都建模呢？这也是李老师教给我的建模思想，工科人，建模人，时时刻刻要有建模思维，只有这样，自己的建模水平才会逐步提高，才能真正意义上的学为己用，学有所得。

事实的确如李老师所说那般，时代在变化，教学方法也应当进步。老一套的教学方法或许已不太合适了。时代在发展，科技在进步，我们这些青年更应该主动与时代接轨，学习今后工作生活中应当掌握的科技软件。

在我看来，计算机绘图虽然只是一门课程，但是我在这段时间跟随李老师学习过程中领悟到的道理和了解到的现状，已远远不是一门课程可以衡量，与其说是这门课带给我的，更贴切的不如说是李老师传输的。无论是苦口婆心地劝说我们学习如word、Excel、WPS之类的办公软件，还是从专业素养而言学习建模软件，亦或者是邀请各种各样的优秀学长来和我们交流经验，不厌其烦的强调大学学习和高中学习的不同之处，让我们尽量树立起积极主动的学习态度，让大学生活更加丰满，更加有意义，这都是意料之外的收获。虽然我也不确定能不能做到那样，但是起码，那些学长的经验让我们有了一个目标，一个方向，多元化的同时同样异彩纷呈，大展光彩。

“书不尽言，言不尽意，意不尽情”再多的话语也难以表达我对李老师由衷的感激、敬佩之情，原本一门课能带给我的知识属实有限，但因为老师您的谆谆教导，让学生受益匪浅，不仅仅是绘图技术上的提升，更是思想上的进步。

天下没有不散的宴席，这门计算机绘图也是迎来了终点，后续您的数控课我必不会缺席，山高水长，下次再见。