正文整理稿

按视频原讲述顺序整理的正文稿。

《量产级晶格设计教程》

来源：B站 [赛博玩家_CyberPlayer]
时长：00:29:41
BV号：BV1s92WB4Ehu
链接：https://www.bilibili.com/video/BV1s92WB4Ehu
说明：以下文字按视频原讲述顺序整理，口语、重复和明显噪声已做轻度收束。

开场与理念分享

这个视频我将分享三部分内容：首先谈谈我对 Grasshopper 的一些感悟，然后演示如何用 Grasshopper 生成晶格，最后是组装环节。组装部分在实际操作中经历了好几次失败，但我依然把这些过程保留了下来，希望能为大家提供参考。最后阶段的讲解因为反复试错，难免有些不太连贯，还请各位多包涵。

腔体编辑与格子划分

Grasshopper 同时具备了类似编程的抽象过程与非常具象的结果。其中的电池组可以在不同项目中反复使用，完全体现了编程里函数封装的思想，这是其他建模软件难以做到的。实际上，当你积累足够多的经验，熟悉每一个电池的功能，能够预判每一步会生成什么结果，你就能在脑海中完成 Grasshopper 的设计。

晶格的种类虽然不少，但常用的其实就那几种。我个人倾向于把晶格分为两大类：杆状晶格和影视曲面晶格。这期视频分享一个量产级杆状晶格的完整制作过程。量产级项目对模型的要求极为严苛：不能出现破面，不能存在过薄或过厚的区域，不能有剧烈的转折，也不能出现戳出来的尖锐晶格感。导出的网格体必须是严格的封闭网格，不允许存在非流形缺陷。总而言之，只有对每一步的结果都了然于心，最终才能得到一个高质量、可用于加工的网格。

晶格生成与表皮轻量化

在常用晶格的基础上，同时受到项目的各种约束——比如美学、形状、受力等——巧妙地加入变化，让晶格既满足这些约束，又能输出高质量网格，这是一件很考验功底的事情。主要步骤包括：编辑腔体、画格子、筛选、填格子、形成体积、表皮轻量化以及组装。

ntopology组装与首次失败

第一步是编辑腔体。腔体可能来自客户提供、网络下载或自己建模，总之我们需要在这个腔体内部生成晶格。以自行车坐垫为例，我根据功能分区把它分成了上下两部分：上半部分直接接触身体，要求透气和防滑；下半部分固定在底座上，只需做到轻量化。因此我划分了三个图层：第一个图层是完整的腔体，用来制作晶格；第二个图层是上半部分；第三个图层是下半部分。

接下来是划分格子。划分格子的方式有很多种，不同项目应因地制宜地选择。对于这个项目，我使用 PowerFish 插件的 Twisted Boxes 来自行构造。Twisted Boxes 包含一系列电池，对应不同的生成方式，大家可以参考官方示例自行研究。在这个案例中，我手动构建了上边界和下边界，然后使用 Twisted Box to Surfaces 在上下边界之内生成格子阵列，并且可以分别设置长、宽、高方向格子的数量。

格子划分完成后，需要进行一步筛选：只保留那些完全在腔体内部，以及与腔体相交的格子，将完全位于腔体外的格子剔除。这一步的目的是优化程序，降低计算开销，因为越到后面计算量越大，从一开始就尽可能移除无关元素非常关键。

然后，把晶格代入到刚才划分好的每一个格子中。此时线框已经成型，但线框范围大于实际腔体。这里还可以再做一次筛选，把完全处在腔体外部的线段过滤掉。接下来就是把线框转化为有体积的模型：用 Mesh Pipe 把线段转变成圆管，再用 Shrink Wrap 重建网格。这两个电池是做晶格时经常用到的组合。

多次尝试与最终成功方法

晶格完成后，就可以处理表皮了。通常表皮需要镂空，但镂空不能随意进行，必须实现一种渐变效果——距离某个基准越近，镂空尺寸缩小得不明显；离得越远，则缩小得越剧烈。这种手法在参数化设计中非常常见。

表皮和晶格都完成后，我们将它们导入 nTop 进行最终的组装。首先，把菱形的挤出物体导出为 SCP 格式，并命名为“上表皮的布尔”；上表皮也导出一个 SCP 文件；晶格则只能导出 STL 格式；腔体也要导出一个 SCP 文件，命名为“腔体体积”。打开 nTop 进行组装，需要先通过 Input 导入一个 CAD 对象，选择刚才导出的上表皮 SCP 文件。同时把晶格也导入进来。接着，将上表皮从 CAD 转换为 nTop 独有的隐式格式，晶格同样转换为隐式格式。然后，对腔体和晶格做一个相交运算，得到的便是腔体内部的晶格。

接下来，我们依次导入上下表皮和镂空模型。但这一步其实已经有些卡顿了。实际操作中此时遇到了问题，又一次失败了。于是我想：先把上表面转成网格，然后在 nTop 里进行加厚，但这个模型质量较粗糙，这个方法也行不通。只能另想办法。

我在 nTop 里试过布尔运算，结果出现了瑕疵。我也尝试过先在 Rhino 里分别导出，再在 nTop 里做布尔；或者先在 Rhino 里完成布尔再导进来。但后一种方式会导致孔洞变形，因为内部的 second body 有点膨胀的感觉，如果在 Rhino 里提前布尔好，导入后仍会有一定变形。如果两种方法都不可行，就只剩下另一种办法了。

这种情况其实相当常见，因为原始的曲面很可能不是一个完整的单一曲面，而是由许多面拼合而成的多重曲面。在对它进行偏移生成厚度时，有很大概率会发生破面。比如在 Rhino 里，对这个面做一个 offset，偏移后破面的风险非常高。

把它导进 nTop 之后，发现依然存在问题，这很正常。我尝试使用自动修复功能，修复后看起来没有问题，那就只能换一种思路：稍微给它加厚一下。这个加厚功能难免会带来一些变形，但它确实能修复某些错误。不过这个方法也有毛病，结果未必每次都能成功。从算法上可以看到，在与计算方向平行的表面上，会出现明显的条纹，这个效果有些类似于 3D 打印时水平堆叠的层纹。

暂且假设以 0.3 毫米的加厚可以使用，晶格和这部分都完成后，看一下顶视图，晶格恰好与镂空对应上。接下来就把它们合并在一起，合并比较简单，用一个 Union 运算就可以了。

再试一次，我重新处理上表皮。先在原始面上向外偏移 1 毫米，确定后发现局部出现破面。接着在 Rhino 里翻转法线方向，让它朝外偏移，再导出上表皮。回到 Maya（这里应该指 nTop，推测可能口误），删除当前对象，导入上表皮。然后对面做一次“面转实体”，厚度设为 1.5 毫米。再导入上表皮的布尔体，将它们合并后继续做布尔减运算，红减绿。此时检查横截面是否有问题，确认晶格和它是否有交叠，看起来确实交上了，但依然存在一些小瑕疵。

经过刚才的几次失败，最终重新梳理了流程，并成功完成。首先撒点生成面，然后做一个双向偏移——同时向内侧和外侧各偏移 0.7 毫米，总厚度为 1.4 毫米，由于原始数据稍有偏差，描述为 1.6 毫米也无妨。这样做的意义在于，在原始面的基础上内外两侧都拥有厚度，最后进行布尔运算时就不会出现重合。重合是导致布尔失败的常见原因，非常恼人，即便软件没有报错，那个地方也常常存在瑕疵。一定要确保没有重合区域。

此时，将这个两侧都有厚度的面导出，比如导出为上表皮的网格格式。接着在 nTop 里先导入上表皮，再导入晶格。这里我选择先减后加的顺序。先把上表皮的布尔体导进来，合并零件，再做布尔减运算，确定后上表皮的镂空就完成了。这时可以看到表面几乎没有多余的碎线，说明模型质量较高。然后再导入晶格，用体积和晶格做交集，把晶格修剪干净。最后再对晶格和完成镂空的上表皮进行布尔合并，整个组装步骤就顺利完成了。

本文由 AI 基于转写整理，仅供复查参考。