5.3 细分表面 Subdivision Surface

细分表面修改器是 Blender 里最常用的修改器，没有之一。它让你用很少的点做出光滑的曲面模型。

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一、原理

细分表面（Subdivision Surface）：按某种规则在现有网格上插入新顶点，让原本棱角分明的几何体变得圆滑。

Catmull-Clark 算法

Blender 默认使用 Catmull-Clark 算法：

1. 每个面的中心加一个顶点
2. 每条边的中点加一个顶点
3. 相邻顶点用加权平均的方式"拉向光滑位置"
4. 连成新的四边面网格

结果：原本是立方体的几何体变成了"类似球"的圆滑形状。

简单细分

另一种模式叫"简单（Simple）"：只在面和边中点加点，但不做平滑插值。仅用于增加几何密度而不改变形状。

新手阶段用 Catmull-Clark 就够了。

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二、添加细分表面

方法 1：修改器面板

1. 属性编辑器 → 扳手
2. 添加修改器 → 生成 → 细分表面

方法 2：快捷键

• Ctrl + 1 → 加 1 级细分
• Ctrl + 2 → 加 2 级细分
• Ctrl + 3 → 加 3 级细分
• ...最多 Ctrl + 5

如果已经有细分修改器，这几个快捷键会修改视口级别，而不是新建。

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三、关键参数

视口级别（Viewport Level）

控制在 3D 视图里显示的细分层数。

视口过高会卡。通常 2 级是平衡点。

渲染级别（Render Level）

渲染时的细分层数。通常 ≥ 视口级别。

常见设置：视口 2 + 渲染 3。这样编辑时流畅，渲染时精细。

UV 平滑

细分时 UV 的处理方式：

• 无：UV 不变，不推荐（贴图会拉扯）
• 保留角：默认，平滑但保留锐角
• 保留角与拼合
• 全部：全部平滑

边界平滑

开口边界处是否被拉向内部。默认"保留锐边"。

使用限制曲面

更精确的细分计算，效果更接近数学极限曲面。打开后略慢但更漂亮。

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四、细分 + 控制边

光加细分会让整个模型变得"毫无锐利感"。要让某些部分保持锐利，靠的是控制边。

控制边的原理

细分算法会被相邻几何约束。越靠近一条边的几何越密集，细分时那条边就越锐利。

所以做法：在想要保持锐利的边附近加环切。

示例

立方体 + 细分 = 近似球。 在立方体的 6 个角附近各加 1 条环切 = 几乎还是立方体但轻微圆角。

控制边的位置

• 环切越靠近角 → 角越锐利
• 环切距离角 1 格 → 明显的倒角感
• 环切距离角 0.01 → 几乎完全锐利

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五、细分与拓扑

细分需要四边面

细分在四边面上效果最好。三角面和 N-gon 会产生极点和涟漪，变形不均匀。

原则：如果要用细分表面，就追求全四边面拓扑。

避免长条状四边面

极度拉长的四边面（比如 1×100）细分后会很奇怪。保持比例接近正方形。

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六、性能注意

细分会指数级增加多边形：

建复杂场景时，每个物体都开 3 级 很快会让视口崩盘。建议：

• 工作时视口级别设 1 或 2
• 渲染前临时拉到 3
• 或者只对需要特写的物体开高级

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七、细分 + 平滑着色

两者配合：

• 细分：让几何真的变圆
• 平滑着色：让剩下的面看起来也光滑

缺一个都不完美。

典型流程：

1. 加细分表面，2 级
2. 物体右键 → 着色平滑
3. 加按角度平滑，30°
4. 得到"圆中有锐"的完美表面

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八、硬表面建模流程

使用细分表面做硬表面物体（相机、机器人、家具）的标准流程：

1. 建低模基础（全四边面）
2. 加细分表面修改器
3. 实时预览效果
4. 在需要保持锐利的位置加控制边（环切 + G G 滑到靠近角）
5. 继续调整，直到满意
6. 着色平滑 + 按角度平滑
7. 应用修改器（或保持非破坏性）

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九、相对的"溶解"

有时候细分太多了，你想"退一级"——可以在修改器上降级：

• 视口/渲染级别从 3 → 2
• 或者直接改 Ctrl + 1/2/3

不需要重新建模。

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十、细分 + 简易形变

如果细分表面让形状过圆，而你又需要特定的弯曲，可以加一个"简易形变（Simple Deform）"修改器做弯曲：

原网格 → 细分表面 → 简易形变 → 最终

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十一、优化技巧

自适应细分（Cycles）

Cycles 渲染时可以开"自适应细分"：根据离相机距离，远处少细分、近处多细分，自动优化。

位置：细分修改器里展开"高级"。

细分 1 级 + 控制

有时候不用 2 级：只 1 级细分 + 精细的控制边网络，反而更有控制力。

配合实体化

实体化修改器给平面加厚度。顺序：平面 → 实体化 → 细分。

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动手练习 5.3

练习 A：最简单的球

1. 默认立方体
2. Ctrl + 3 → 3 级细分
3. 右键 → 着色平滑
4. 得到一个球

练习 B：控制边

1. 新立方体
2. 加细分表面 2 级
3. 看立方体变圆
4. Tab 进入编辑模式
5. Ctrl + R 在某个面边缘切一条环线
6. G G 滑动，靠近边角
7. 那一侧变锐利

练习 C：圆角立方体

1. 立方体
2. 所有 12 条边 Ctrl + B 0.1 倒角，3 段
3. 加细分表面 2 级
4. 得到完美的圆角立方体

练习 D：硬表面流程

1. 立方体，加细分表面 2 级
2. 在立方体上挤出几个面，做出一个工业零件的粗形状
3. 对所有锐边加环切接近边缘
4. 应用平滑着色 + 按角度平滑 30°
5. 观察硬表面的"锐而不锋"效果

练习 E：性能观察

1. 加一个经纬球，32 段
2. 加细分表面
3. 视口级别 1 → 2 → 3 → 4 → 5
4. 观察帧率下降
5. 看状态栏的面数增长

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