1.1 Rhino的设计应用领域

Rhino的主要应用领域包括工业产品设计、CG动漫游戏开发领域、建筑设计领域、珠宝设计领域，目前Rhino应用的最主要方面还是在工业设计领域，作为众多工业设计师喜爱的一款小巧实用的软件，是如何在此领域发挥作用的呢？

1.1.1 工业产品设计领域

1．Rhino软件的应用类型

在谈论如何在工业设计领域应用Rhino的问题之初，有必要先弄清Rhino在工业设计中属于哪一类型的软件。从目前的应用状况和厂家的开发定位来讲，Rhino应该属于CAD软件中的CAID类软件，该类型软件还有著名的Alias、SolidThinking、Amapi等。图1-1所示为Alias 2013软件启动界面。

Alias是CAID界的老大。但是Alias早期的版本是在SGI工作站上运行的，而且软件价格也非常昂贵，普通用户对它可望而不可即。而Rhino是第一款运行在Windows操作系统的CAID软件，如图1-2所示。这使得CAID软件走向平民化，为大众用户尤其是学生可以接触到它提供了机会。虽然之后Alias也从IRIX平台移植到Windows NT平台，使得很多人能接触到这款渴望已久的软件，但是要流畅地运行Alias依然需要高配置的支持。Rhino当时在一款200MHz以上主频，32MB内存，对显卡没有特殊要求，只需要Windows 95或以上操作系统的机器上就能运行，这让很多想从事或正在从事工业设计行业的人兴奋不已。

2．Rhino在实际造型设计中的功用

首先，按对产品的造型要求的难易对产品设计进行简单的分类：一类是日常使用和常见的中低端产品，如3C家电、手机、数码产品、运动器械等；另一类是高端产品，如交通工具（汽车）、航空类（飞机）等，如图1-3所示。在这两类中Rhino针对的用户主要为中低端产品的制造商，虽然高端产品的制造商并不是Rhino主推对象，但依然可以在Rhino的主页上看到很多用户是属于高端产品的制造商。

对于一名产品设计师而言，首先需要将其设计概念正确地表现出来（通常是手绘），而且往往一种方案是不够的，需要很多方案来供选择。那么在经过筛选之后，其中的一个或两个方案被选中，接下来要做的就是需要多张接近真实产品的效果图。

当设计师需要一款三维软件来表现其产品时，该如何在众多的软件中选择呢？下面就对几款流行的三维软件进行对比。

①3ds Max：可以用它渲染出较真实的效果，但是建模耗时比较长。而且此时做出来的模型只能变成图片，并不能把这个模型导入到CAD软件中做进一步的加工，因为此类CG软件虽然渲染工具强大，但是其建模主要还是以多边形为主，NURBS建模工具很不完善。

②Maya：它虽然继承了Alias强大的NURBS核心，但是要做工业模型却显得很不快捷，对于CAD软件的导出也没有CAID软件支持的好，可见使用CG类软件做产品设计是很不合理的。

③Alias：它是一款功能强大而且具备完整NURBS核心的软件，同时也具备了出色的渲染能力，对CAD软件的导入和导出支持的也很好。从流程和功用而言，Alias可能是最好的选择，但它的价格太昂贵了，而且低端产品的设计无法将它的强大功能发挥出来，这样看来可以说是一种浪费。

④Rhino：Rhino具有强大的NURBS曲面构建内核，适合各类产品曲面的建模。至于渲染方面，虽然它本身没有好的渲染器，但它有Flamingo这样的光线追踪渲染插件，也够用了，可以说是价格平民化，功能集中化。

通过以上比较可以看出，在工业设计领域，遵循实用和够用这两个原则，Rhino完全战胜了其他同类三维软件。虽然功能没有Alias强大，但是对于一般的中低端产品设计完全够用了，这也是Rhino广受欢迎的重要原因之一。

3．Rhino与CAD软件的配合

工业设计，当然不能只停留在设计概念手绘阶段，也不是仅仅渲染几张逼真的效果图就完事的，任何一款产品设计都需要进入生产环节，与CAD软件进行对接。目前，Rhino支持市面上的几乎所有CAD类软件，那么这也说明Rhino的配合使用性。

一般来说，CAID软件基本都是基于曲面核心的，而CAD类软件基本上都基于实体和曲面双核心的。实体核心的优势在于它的参数化建模和特征建模，通过参数和特征来建立和修改模型的优势是曲面核心软件无法比拟的，而且实体核心可以检测很多曲面核心软件无法检测的属性。但是实体核心对于自由形态的造型却显得不够灵活，也就是说，当设计师想把他的概念快速地用三维软件表现出来的时候，在CAD软件中的实体建模就显得没有效率了。虽然CAD软件一般都带有曲面建模，但是效率依然没有专门用来曲面建模的CAID高。

经常会有客户抱怨在Rhino中建模是很快，但是后期要改动一个倒角往往要大费周章。即使是Alias这样带有历史记录功能的软件也无法从根本上解决这个问题，因此，掌握软件技巧对于CAID的人员来说非常重要，而且这里指的不是某个CAID软件，而是指同时掌握CAID软件和CAD软件。

会这两种软件的同时，加上合理的搭配才能使整个产品设计效率大大提升。例如，进行产品建模时，一般都不推荐在Rhino中倒角，或者一定要保留没有倒角的模型文件，然后把没倒角的模型拿到CAD软件中去倒角。这样，一旦碰到需要修改倒角参数时，可以直接用CAD中的实体参数化来修改。而且，未倒角的模型比倒角过的模型导入CAD软件产生破面的机率也要小得多，抽壳功能也是如此。而Rhino主要用来表现设计师的创意概念，以及较为复杂的自由形态曲面。

1.1.2 CG领域

计算机三维领域主要划为两大块：一块是以制造为基础的工业设计领域；另一块是以视觉为基础的CG领域。

前面的内容主要是在工业设计领域，下面来看一下CG领域。CG实际上是基于视觉效果的，通俗点说，就是要求看上去要达到某种效果，电影的CG特效是这个领域中的高端应用。常用的表现三维特效的主要工具有Softimage、3ds Max、Maya、LightWave等，可能还有特效公司自己开发的三维软件。

Rhino的NURBS建模在这个领域是如何应用的呢？

①NURBS模型的优势在于可以随意调节模型的精度，非常方便地做LOD（Level of Detail）设置。也就是说表现NURBS模型的Mesh（网格）可以随意调节，从而控制动画场景的繁简程度，使得渲染时间减少。尤其是对于大量的模型和多帧的动画来说，会节约很多时间，效率当然就会很高。

②由于影片的需要，电影CG特效中的道具（如未来的电话、武器等）会被要求制作出真实的模型来加强特效的真实感，那么就要求三维模型既可以用在动画软件中，也能快速出实体模型，甚至可能会有结构设计的问题，那么就更需要Rhino与CAD类软件的完美对接了。

③Rhino的NURBS虽然比较完善，但是要制作出完全满足表情和肢体动画的模型还是比较困难的，就算做出来了，也会是一个效率极低的工作，原因并不是它的NURBS系统有问题，而是因为它并不具备偏向制作动画模型所需要的工具。但是道具的建模就不同了，由于道具基本不存在变形，而且又有需要被加工成实物模型的可能，那么，Rhino自然就有用武之地了，很多特效电影的道具都是用Rhino设计和制作的，如图1-4所示。

1.1.3 建筑设计领域

如果按广义的工业设计定义来讲，建筑设计同样是工业设计领域的一部分。不过由于建筑设计的独特性和范围的广泛性，在这里单独作为一节内容来讲解其特点。

单纯就建筑设计领域范围而言，三维制作最合适的仍然是Rhino+AutoCAD的组合，后期还要加上3ds Max的渲染能力，主要原因是Rhino与AutoCAD的对接方便快捷。还有就是Rhino本身就是一个半CAD半CAM接口的软件，它的这种特性决定了有很多定位准确的功能，是那些动画软件完全不具备的。例如，“按目标不等比例缩放”几乎就是Rhino一家独有，要想在CAD中做到这一点几乎比登天还难（要做block），而3ds Max和Maya也几近放弃了这个功能。

Rhino非常精准，基本上是建立在对NURBS的高精度近似计算上，如图1-5所示，因此，可以完美地和AutoCAD衔接。计算准确也让它有非常强大的增加不同层次的信息能力。但是它坚定的单核心特点也有一定的局限性，用户要对每一个面片仔细地构建并进行混接，确保和周围连接的面片保持平滑。

在Rhino中建模是非常方便的，用户几乎可以找到任何想的到的方式去修改一个已知模型。如果觉得这个软件很不方便，只能说明用户还没有找到那个特定的功能。实在不行，用户还可以用Scripting写一个工具来使用。

另外，Rhino采用和AutoCAD接近的快捷方式（和命令行）更是极大地提高了它的兼容性。灵活的扩展虽然相对于纯粹的AutoCAD软件精确度差了些，但是99%的情况下能够满足建筑行业的精确度要求。更高于AutoCAD的功能则是灵活的层、组功能，以及简洁易学的Scripting编程。

再有就是庞大的外部插件，几乎满足造型领域的各个方面。尤其是最新的几个版本允许用户自定义自编模块，简直是编程入门级用户的利器。

1.1.4 珠宝设计领域

珠宝首饰历来是人们增加个人魅力、装点自身的时尚精品。随着人们对审美要求的提高，对珠宝首饰设计美学要求上的加强，传统的工匠手工制作已经远远不能满足珠宝设计的需求。为了快速展示设计创意，Rhino在珠宝设计领域也开始崭露头角，如图1-6所示。

珠宝设计领域同样属大工业设计范畴，只是对象不同。它们的设计过程也极其类似：在设计师绘制出草图创意后，需要对选中方案的珠宝设计模型进行渲染展示，然后对接生产环节。从对工业设计领域的分析不难看出，Rhino在珠宝设计领域同样具有无法比拟的优势：简单高效、NURBS曲面核心。

目前，Rhino已经被大多数有创意的珠宝设计师所使用，它的NURBS曲面为设计师们提供了最具创新性、灵活性和准确性的技术支持。除了戒指、吊坠、胸针、手镯或再苛刻的客户提出的身体饰品设计，Rhino都能够满足。同时，Rhino对第三方插件兼容性很好，用户可从Rhino官方网站的第三方珠宝设计合作伙伴中找到新增的宝石和作品库。

此外，作为一款CAID软件，与CAD的良好配合对于自由造型的珠宝设计也尤为重要。Rhino能够通过文件格式转换，方便地将模型导入数控机床、快速成型机或3D打印机中，使用这些快速成型技术准确、便捷地制作出实体模型。