在3D建模领域，尤其是使用3ds Max、Maya、Blender等软件进行多边形建模时，”加边”（Edge Adding）是优化模型拓扑结构、提升模型质量的关键步骤。无论是为了增加细节、改善变形，还是为了满足后续的UV展开和纹理贴图需求，快速且精准地加边都是建模师必须掌握的核心技能。本文将深入探讨如何在可编辑多边形（Editable Poly）中快速加边，解决模型布线难题，并突破效率瓶颈。
1. 理解加边的目的与模型布线的重要性
在讨论具体技巧之前，我们首先需要明确为什么要加边，以及良好的模型布线（Topology）意味着什么。
1.1 加边的核心目的
加边不仅仅是简单地在模型表面增加线条，其背后有着明确的技术和艺术目的：
增加细节（Detailing）：在低多边形模型上，通过加边可以创建更锐利的边缘、更精细的表面起伏，为后续的高模烘焙或直接雕刻打下基础。
控制平滑与细分（Subdivision Control）：当使用TurboSmooth（涡轮平滑）或OpenSubdiv等细分曲面修改器时，加边可以控制模型的平滑程度，防止模型在细分后变得松软或变形，保持硬边的锐利度。
优化UV展开（UV Unwrapping）：合理的布线可以将UV接缝放置在不易察觉的位置，减少拉伸，并提高纹理利用率。
改善动画变形（Deformation）：对于角色或需要动画的模型，加边可以确保模型在关节弯曲时产生自然的褶皱和变形，避免穿插或不自然的拉伸。
1.2 什么是好的模型布线？
好的模型布线通常遵循以下原则：
四边面为主（Quads Dominance）：尽量使用四边面（Quads），因为四边面在细分和变形时表现最稳定，也更容易编辑。三角面（Tris）和N-gons（超过四边的面）应尽量避免，除非在特定情况下（如游戏模型的极点）。
流向自然（Flow Direction）：布线应顺应模型的结构和肌肉走向，例如在角色面部，布线应围绕眼睛和嘴巴形成环状，以支持自然的表情变化。
密度合理（Density Distribution）：布线密度应根据模型需求分布，需要更多细节的区域（如面部、关节）布线更密集，而平坦或不动的区域则相对稀疏。
2. 3ds Max中可编辑多边形的快速加边技巧
3ds Max是PC端最主流的建模软件之一，其”可编辑多边形”（Editable Poly）修改器提供了强大的加边工具。以下是一些核心且高效的加边方法。
2.1 Connect（连接）工具：最常用的加边方式
Connect工具是加边的主力军，它能在选中的边或面之间创建新的边。
操作步骤：
选择一条或多条边，或者选择一个或多个面。
在右键菜单中选择”Connect”（连接），或者在”Edit Edges”（编辑边）或”Edit Polygons”（编辑多边形）卷展栏中点击”Connect”按钮旁边的方框图标（设置）。
在弹出的对话框中设置参数：
Segments（分段）：要添加的边的数量。例如，设置为1，则在选中区域中间加一条边。
Pinch（收缩）：控制新边与原始边的距离。0为均匀分布，正数向内收缩，负数向外扩散。
Slide（滑动）：控制新边的位置偏向。-50偏向起始边，50偏向结束边。
效率提升：使用快捷键 Ctrl+Shift+E 可以快速打开Connect对话框，或者直接点击工具栏图标。
代码示例（MaxScript自动化加边）：
如果你需要频繁进行相同的加边操作，可以编写MaxScript来自动化。例如，以下脚本将为当前选中的边添加一条分段数为1的连接边：
-- 获取当前选择的节点
local obj = selection[1]
-- 确保对象是可编辑多边形
if classof obj == Editable_Poly do
(
-- 进入边子对象层级
polyOp.setFaceSelection obj #{} -- 清除面选择
local edges = polyOp.getEdgeSelection obj -- 获取当前选中的边
if edges.numberSet > 0 do
(
-- 执行Connect操作
-- 参数: 分段数, 收缩, 滑动, 是否影响边
obj.connectEdges segments:1 pinch:0 slide:0
print "已成功为选中的边添加连接边！"
)
)
2.2 Swift Loop（快速循环）：沿路径加边
Swift Loop工具允许你沿着模型表面快速添加一圈循环边（Loop），非常适合在细分模型上添加细节。
操作步骤：
在右键菜单中选择”Swift Loop”（快速循环）。
将鼠标悬停在模型上，会出现一条预览的绿色循环边。
点击即可添加该循环边。
按住 Shift 键可以锁定循环边的间距，使其均匀分布。
在”Swift Loop”设置中，可以勾选”Keep Quads”（保持四边形）以避免三角面。
效率提升：Swift Loop是实时预览的，无需打开对话框，极大提升了调整位置的效率。
2.3 Insert Vertex（插入顶点）与手动加边
在某些不规则区域，自动加边可能无法满足需求，此时手动插入顶点并连接是更精确的方法。
操作步骤：
在右键菜单中选择”Insert Vertex”（插入顶点）。
在需要加边的边上点击，插入新的顶点。
使用”Edit Vertices”（编辑顶点）卷展栏中的”Connect”（连接）工具，点击两个顶点即可创建一条新边。
效率提升：虽然手动操作看似繁琐，但在处理复杂拓扑或修复破面时，这是最可靠的方法。
2.4 利用Cut（切割）工具进行自由加边
Cut工具允许你在模型表面自由地切割出新的边，非常适合添加不规则的细节。
操作步骤：
在右键菜单中选择”Cut”（切割）。
点击起点，移动到下一个点，点击，依次进行，最后按右键结束。
效率提升：在切割时，按住 Shift 键可以强制切割线吸附到现有的边或顶点，确保拓扑的精确性。
3. Blender中的快速加边技巧
Blender作为一款开源且功能强大的软件，其加边逻辑与3ds Max有所不同，但同样高效。
3.1 Ctrl+R（环切）：最常用的加边方式
在Blender中，Ctrl+R 是加边的万能快捷键。
操作步骤：
在物体模式或编辑模式下，将鼠标悬停在要加边的面上。
按下 Ctrl+R，会出现一圈预览的绿色循环边。
滚动鼠标滚轮可以增加或减少分段数（即加边的数量）。
点击左键确认位置，再次点击左键确认数量，或者按 Esc 取消。
效率提升：这是Blender中最快添加循环边的方法，无需进入任何子模式。
3.2 Extrude（挤出）与Inset（内插）：面层级的加边
通过挤出和内插面，可以间接地创建新的边。
操作步骤：
选择一个面。
按 E 键进行挤出，按 S 键进行缩放，可以创建内插面，从而产生新的边。
或者直接按 I 键进行内插（Inset）。
应用场景：非常适合在模型表面创建凹槽、边缘倒角等细节。
3.3 Knife Tool（刀具）与K键：精确切割
Blender的刀具工具非常强大，可以自由切割或投影切割。
操作步骤：
按 K 键激活刀具工具。
点击起点，移动到终点，点击，按 Enter 确认。
按 Z 键可以开启”精确切割”（Cut Through），贯穿整个模型。
效率提升：在切割时，按住 Ctrl 键可以吸附到中点，按住 Shift 键可以吸附到现有顶点。
4. 解决模型布线难题的策略
加边不仅仅是技术操作，更是解决拓扑问题的艺术。以下是一些常见布线难题及其解决方案。
4.1 难题一：极点（Poles）的处理
极点是指连接超过四条边的顶点。极点会破坏细分曲面的平滑性，产生不必要的凸起或凹陷。
解决方案：
转移极点：通过加边，将极点移动到不重要的区域，如模型的背面或平坦区域。
减少极点：使用”Target Weld”（目标焊接）或”Remove”（移除）工具，结合加边，将多余的边合并，使顶点连接数回归四边。
示例：在创建一个圆柱体时，顶部和底部通常有极点。可以通过加边将极点向侧面”推”，使其远离需要平滑的区域。
4.2 难题二：三角面与N-gons的修复
三角面和N-gons在细分时会产生不自然的折痕。
解决方案：
四边化（Quadrangulate）：使用软件的自动四边化功能（如3ds Max的”Quadrify”或Blender的”Tris to Quads”），但需手动检查结果。
手动加边重构：通过手动加边，将三角面或N-gons拆解为四边面。例如，从三角形的一个顶点向对边加一条边，即可将其拆分为两个四边面。
4.3 难题三：硬边与软边的平衡
硬边（Hard Edge）需要足够的支撑边来保持锐利，但过多的边会增加模型面数。
解决方案：
支撑边（Support Edges）：在硬边附近加一条平行的边，距离根据细分级别调整。通常，细分级别越高，支撑边需要越近。
示例：为一个立方体的边缘添加倒角时，在倒角的两侧各加一条边，可以确保在细分后边缘依然锐利。
5. 提升加边效率的进阶技巧
除了掌握基本工具，以下技巧可以帮助你突破效率瓶颈。
5.1 快捷键与鼠标手势
自定义快捷键：将常用的加边工具（如Connect、Swift Loop）设置为单手可触的快捷键。
鼠标手势：部分软件支持鼠标手势，通过划动鼠标即可执行加边命令。
5.2 使用修改器辅助加边
Shell（壳）修改器：在加边前，可以先为模型添加一个壳修改器，增加厚度，这样加边时可以同时考虑内外表面的拓扑一致性。
Symmetry（对称）修改器：在对称模型上加边时，只需操作一半，另一半会自动更新，节省大量时间。
5.3 拓扑画笔（Topology Brush）
对于复杂的有机体模型，使用拓扑画笔（如3ds Max的”TopoSymmetry”或Blender的”Poly Build”）可以在模型表面”绘制”新的拓扑，实时加边并调整布线，非常适合快速重构混乱的拓扑。
5.4 脚本与插件
3ds Max：使用”Quadify”插件或自定义MaxScript脚本，可以一键优化布线，自动添加必要的支撑边。
Blender：安装”LoopTools”插件，它提供了”GSpace”（均匀分布循环边）和”Bridge”（桥接）等高级功能，能大幅提升加边后的调整效率。
6. 实战案例：从低模到高模的加边流程
让我们通过一个简单的案例——创建一个带有倒角的立方体——来演示完整的加边流程。
场景：你有一个立方体，需要将其边缘进行倒角处理，并确保在细分后边缘锐利且表面平滑。
步骤：
初始状态：一个标准的立方体（6个面，12条边，8个顶点）。
选择边缘：选择立方体的所有边缘（在3ds Max中按 2 进入边层级，按 Ctrl+A 全选；在Blender中按 Alt+Shift+Z 显示边缘，然后全选）。
第一次加边（创建倒角基础）：
3ds Max：使用 Connect 工具，设置 Segments=2，Pinch=0。这会在每条边中间添加两条边，形成倒角的基本结构。
Blender：按 Ctrl+B 进行倒角，调整鼠标滚轮增加分段数为2。
第二次加边（添加支撑边）：
3ds Max：选择倒角区域的内侧边（即新生成的两条边中间的那条），再次使用 Connect 工具，设置 Segments=1，Pinch=0。这会在倒角中心添加一条边，作为支撑边。
Blender：选择倒角面，按 I 键进行内插（Inset），设置 Thickness 为较小的值。
应用细分：添加TurboSmooth或Subdivision Surface修改器，级别为1或2。
结果：模型边缘保持锐利，表面平滑，没有出现松软或变形的情况。
通过这个案例可以看出，快速加边的核心在于理解支撑边的作用和熟练使用Connect/环切工具。
7. 总结
快速加边是解决模型布线难题、突破效率瓶颈的关键。无论是3ds Max的Connect和Swift Loop，还是Blender的Ctrl+R和刀具工具，核心都在于：
明确目的：为细节、平滑或动画而加边。
掌握工具：熟练使用核心加边命令及其参数。
理解拓扑：通过加边优化布线，避免极点和三角面。
提升效率：利用快捷键、修改器和脚本自动化重复性工作。
通过不断练习和应用这些技巧，你将能够轻松应对各种复杂的模型布线挑战，显著提升建模效率和质量。