Полное руководство по NURBS в Blender

NURBS curves in Blender.

Введение

NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) — это математический способ описания гладких кривых и поверхностей. В Blender NURBS удобны, когда вы хотите «вырасти» форму процедурно, а не вылепливать её вручную или собирать из отдельных полигонов. NURBS дают высокий контроль над кривизной через контрольные точки и веса, поэтому они особенно полезны для промдизайна, автомобилей, сосудов и любых объектов, где критична бесшовная гладкость.

Важно: NURBS в Blender работают немного иначе, чем кривые Безье. Понимание отличий сокращает количество ошибок при переходе к сеткам.

Что такое NURBS — одно предложение

NURBS — это набор контрольных точек и весов, который описывает гладкую кривую или матрицу поверхностей; изменение точек и весов управляет формой, а параметр разрешения управляет визуальной детализацией.

Как создаются NURBS в Blender

NURBS в Blender можно добавить через меню Добавить в Объектном режиме. В зависимости от категории вы найдёте разные пресеты:

В меню Кривая: NURBS Curve и NURBS Circle.
В меню Поверхность: NURBS Curve, NURBS Circle, NURBS Surface, NURBS Cylinder, NURBS Sphere, NURBS Torus.

Creating NURBS in Blender

Ключевое различие: объекты из категории Кривая имеют один интерполяционный параметр вдоль кривой; объекты из категории Поверхность всегда имеют два параметра (матрица строк и столбцов). Проще говоря, кривую можно «развернуть» в поверхность, когда добавляется второе направление интерполяции.

Совет: если вам нужна полноценная сетка в конце конвейера — планируйте конвертацию изначально, чтобы избежать пересчётов разрешения и переплетения топологии.

Работа с контрольными точками и весом

После добавления NURBS вы увидите контрольные точки. Саму кривую/поверхность вы напрямую не редактируете — форма задаётся положением контрольных точек и их весом.

A NURBS curve in Blender.

Перемещение: используйте клавишу G, как с обычными вершинами.
Масштабирование и вращение: клавиши S и R и стандартные оси.
Разделение/Добавление геометрии: в Режиме правки вы можете выделить сегмент и применить Subdivide.

Для NURBS поверхности вы увидите «клеточную» структуру контрольной сетки. Добавлять отдельные точки нельзя — только целые ряды или столбцы, что отражает двумерную структуру поверхности.

A NURBS surface in Blender.

Вес контрольной точки (Weight, поле W в настройках контрольной точки) — это параметр, который «тянет» кривую в сторону данной точки. Увеличение веса усиливает локальное влияние точки, уменьшение — ослабляет.

Важно: изменение веса не добавляет вершин; оно изменяет вклад точки в вычислении кривой. Для добавления геометрической детализации используйте подразделение (Resolution) или Subdivide.

Параметры разрешения и детализации

В панели Свойств -> Свойства данных объекта (Object Data Properties) есть параметры Resolution (разрешение) — они не создают новых контрольных точек, а управляют числом фрагментов, по которым визуально интерполируется NURBS при отрисовке и при конвертации в сетку.

Повышение разрешения делает поверхность визуально гладче и увеличивает количество вершин при конвертации.
Низкое разрешение экономит память и упрощает предварительную работу.

Подсказка: когда вы готовите NURBS для рендера или экспортируете в приложения, требующие полигональной топологии, увеличьте разрешение только перед финальной конвертацией.

Преобразование NURBS в сетку (Mesh)

Когда вы хотите работать с полигональной топологией или использовать инструменты моделинга, которые требуют сетки, выполните преобразование в Mesh.

Converting NURBS to mesh.

Шаги:

В Объектном режиме выберите NURBS-объект.
В меню Объект выберите Преобразовать -> Сетку.
Альтернативно: правый клик по объекту -> Преобразовать -> Сетку.
Нажмите Tab, чтобы вернуться в Режим правки — вы увидите вершины, расположенные вдоль кривой в соответствии с текущим разрешением.

Converting NURBS curves to mesh in Blender.

Важно: после конвертации вы получаете полигоны, которые можно редактировать стандартными инструментами. Но следите за плотностью: слишком много полигонов усложнит дальнейшую работу.

Лофтинг (Lofting) NURBS кривых

Lofting — это метод создания непрерывной поверхности между несколькими кривыми или сечениями. В Blender вы можете «натянуть» поверхность между последовательностью NURBS кривых, получая плавный корпус или органическую форму.

Using NURBS curves to model a human ear.

Когда использовать:

Создание корпуса автомобиля, корпуса прибора, лодки.
Органические формы, где важна контрольная кривизна.
Моделирование ветвей и ответвлений с контролируемой толщиной.

Как лофтить:

Поместите несколько NURBS кривых в пространстве как сечения.
Убедитесь, что у всех секций одинаковое разрешение (количество контрольных точек/подразделений).
В зависимости от происхождения объектов (Поверхность или Кривая) вы можете собрать поверхность без конвертации; в противном случае предварительно конвертируйте в сетку и используйте Bridge Edge Loops или Surface tools.

Советы и подводные камни:

Поворот и позиционирование каждой секции сильно влияют на конечную поверхность.
Непоследовательное разрешение между лофт-элементами вызывает артефакты.
Если появляется «склеивание» в промежутках, соединяйте секции по очереди и контролируйте направления нормалей.

Латинг (Lathing) и вращение формы

Латинг — классический приём: вы прорабатываете профиль в плоскости, затем вращаете его вокруг оси, получая симметричный объект (ваза, колонна, колесо).

Creating the world's ugliest vase with the Screw Modifier.

Методы:

Модификатор Screw: добавьте NURBS профиль, примените модификатор в Объектном режиме и настройте направление и количество оборотов.
Инструмент Spin в Режиме правки: рисуете профиль в 2D-перспективе и вращаете его на заданный угол.

В завершение нажмите Apply, чтобы получить постоянную сетку, и редактируйте полигоны дальше.

Lathing in Blender.

Когда NURBS — хорошая идея, а когда лучше другое

Подходит:

Объекты с гладкими, аналитически контролируемыми поверхностями.
Моделирование продуктов промышленного дизайна и транспорта.
Быстрая концепт-моделирование с точной кривизной.

Не подходит:

Скульптинг мелких органических деталей с микрорельефом — для этого лучше использовать мультиврезольв-скульптинг или полигональную скульптуру.
Модели, требующие строгой контролируемой топологии под ретопологию (иногда проще моделировать напрямую в полигональной сетке).

Альтернативы:

Кривые Безье (Bezier) дают интуитивный контроль для некоторых задач, но не обеспечивают точной аналитической формы окружностей и цилиндров.
Subdivision Surface + полигональная основа удобнее для скульптинга и органики.

Практические приёмы и хитрости

Плоская поверхность: выделите все контрольные точки и используйте Scale по оси Z до 0 через панель Параметры последней операции, чтобы выровнять сетку в одну плоскость.
Быстрая дубликация: дублируйте кривую (Shift+D) и корректируйте положения контрольных точек для создания серии сечений.
Стабильность лофта: поддерживайте одинаковое направление нормалей для всех участков.
Отладка артефактов: временно снижайте разрешение и работайте с меньшим количеством фрагментов, чтобы найти проблемную секцию.

Пошаговый рабочий процесс (мини-SOP) для создания корпуса из NURBS

Планирование: набросайте сечения и определите основную ось.
Создание: добавьте NURBS кривые/поверхности для каждого сечения через меню Добавить.
Выровняйте и ориентируйте секции по осям; назначьте одно и то же разрешение.
Настройка весов для тонкой корректировки локальной кривизны.
Лофтинг: создайте связывающую поверхность между секциями.
Проверка на пересечения и скручивание; при необходимости подправьте контрольные точки.
Конвертация в сетку (Преобразовать -> Сетку) и финальная ретопология или художественная правка.
UV-развёртка и материалы.

Критерии приёмки

Поверхность не имеет видимых швов и резких переходов.
Разрешение после конвертации обеспечивает требуемую плотность полигонажа для шейдинга и детализации.
Нормали направлены корректно, отсутствуют перевёрнутые полигоны.

Контроль качества и тесты

Тесты/критерии приёмки:

Визуальная проверка на гранях: плавность вдоль шва между секциями.
Тест рендеринга с сильным шейдером, который выявляет неровности (например, глосс или anisotropic).
Экспорт в целевой формат (FBX/OBJ) и проверка в приложении-приёмнике.

Ролевая чек-лист-инструкция

Моделлер:

План: есть ли эскизы и сечения?
Согласованность разрешения между сечениями.
Проверка весов и локальных опор точек.

Технический художник:

Соответствие топологии требованиям пайплайна.
Конвертация и оптимизация плотности полигонов.
Тесты экспорта и корректность UV после ретопологии.

Артист/концепт-художник:

Быстрые итерации формы с низким разрешением.
Проверка silhouette и ключевых профилей.
Генерация вариаций путём дублирования и изменения весов.

Частые ошибки и способы их устранения

Проблема: Неровности после лофта

Причина: несогласованное разрешение или разные направления нормалей.
Решение: выровнять разрешение, проверить нормали, соединять секции последовательно.

Проблема: «Зажаты» участки при конвертации

Причина: слишком высокие веса отдельных точек или близко расположенные контрольные точки.
Решение: уменьшить W, перераспределить точки или добавить промежуточные ряды.

Проблема: слишком плотная сетка после конвертации

Причина: высокий Resolution при предварительной работе.
Решение: уменьшить разрешение, выполнить оптимизацию сетки после конвертации (Decimate/Remesh/Retopology).

Примеры использования и сценарии

Автомобильная юбка и корпус: проектируйте главные сечения (профиль крыши, порога, капота) и лофтите между ними.
Промышленные изделия: отчасти NURBS воспроизводят CAD-like кривизну, поэтому они хороши для принципиальных форм.
Органика в стиле ретро: радиусные плавные детали, где важна неизменная кривизна.

Совместимость и экспорт

NURBS-объекты внутри Blender удобны для внутренних итераций. Для передачи в другие пакеты обычно необходима конвертация в полигоны (Mesh).
При экспорте в форматы, не поддерживающие NURBS, предварительно преобразуйте объект и проверьте топологию.

Примечание: некоторые DCC/CAD-приложения используют собственные реализации NURBS; при переносе форм могут потребоваться доработки.

Решение: когда лучше использовать кривые Безье

Используйте Безье, если вам требуется интуитивное редактирование ручками и контроль над сегментами с малым количеством точек. Для точных кругов и аналитических поверхностей предпочтительнее NURBS.

Decision tree: выбор инструмента (Mermaid)

flowchart TD
  A[Нужна гладкая аналитическая кривая?] -->|Да| B{Требуется 2D профиль или 3D поверхность?}
  A -->|Нет| C[Используйте полигональную модель/скульптинг]
  B -->|2D профиль| D[Bezier или NURBS профиль]
  B -->|3D поверхность| E[NURBS Surface или лофтинг из кривых]
  D --> F{Требуется точный круг/цилиндр?}
  F -->|Да| G[NURBS Circle]
  F -->|Нет| H[Bezier]

Краткая галерея крайних случаев

Очень сложная органика: NURBS неудобны для мелких деталей и микрорельефа.
Массивные интерсекции: при большом количестве пересечений между NURBS поверхностями проще перейти на полигоны и ретопологию.

1‑строчный глоссарий

Контрольная точка — точка, управляющая формой кривой.
Вес (Weight) — коэффициент влияния контрольной точки на кривизну.
Resolution — параметр визуального дробления для рендера и конвертации.
Лофтинг — создание поверхности между несколькими сечениями.
Латинг/Spin/Screw — вращение профиля вокруг оси для получения симметричной формы.

Заключение

NURBS в Blender — гибкий инструмент, который отлично подходит для создания гладких аналитических форм и корпусной геометрии. Освоив контрольные точки, веса, разрешение и процесс конвертации в сетку, вы получите мощный приём в своём арсенале 3D‑моделирования. Начните с простых профилей, повторите лофтинг и латирование, затем усложняйте модели и внедряйте в пайплайн через аккуратную конвертацию и ретопологию.

Важно: протестируйте экспорт в целевые форматы и убедитесь, что требуемая плотность сетки соответствует задачам рендера и анимации.

Краткое резюме

NURBS дают точный контроль кривизны через контрольные точки и веса.
Используйте Surface-объекты для двумерных матриц и Curve-объекты для одномерных кривых.
Конвертация в Mesh обязательна для большинства downstream‑инструментов.

Using NURBS curves in Blender for 3D modeling.

Ссылки для дальнейшего изучения: изучите работу с модификаторами Screw и инструментом Spin, а также взаимодействие NURBS с модификаторами Subsurf и Remesh при конвертации в полигональную модель.