第四章课程-原核细胞

三维软件课程本章内容：原核细胞建模3DSoftwareFoundationMAYA

案例分析

虚拟仿真（VirtualSimulation）是指通过计算机建构实际系统的仿真环境，分析和预测真实世界的行为和结果。虚拟仿真的实现通常包括建立数学模型、数据采集、系统仿真、结果分析等步骤，当前主要应用于训练、教育、测试、设计等领域。

虚拟仿真实验越来越多地应用到教学中。传统的课堂教学多是用书本图文及多媒体展示来传授知识，学生是被动的受众。虚拟仿真实验则可以让学生按自己的意愿参与体验，如了解对象的全方位形态，观察分解结构，查看触发对象在各种状态下的不同反馈和发展等。虚拟仿真实验有更好的教学效果，学生会更具学习主动性，理解和掌握的知识更牢固。同时，虚拟仿真实验也拓展了课堂实验的覆盖面，让那些高成本、高消耗或在极危环境下进行的实验操作有了可替代的方案。

虚拟仿真的目的是尽可能模拟真实的环境，拟真的数字模型是核心要素。如果是现实中的可见物体，则还原物体的真实形状和材质是基本原则，尽量不画蛇添足地修改加料。如果是较刺激的场景（如医学生物内脏场景），则物体的形态和颜色可进行一定的修饰以降低视觉负面感，突出结构和运作原理。

案例分析

原核细胞不是日常生活中能肉眼可见的物体，但其在微观世界里真实存在。这种有客观依据，也有一定创作自由度的建模，需要建模者具备相关的知识储备。建模者应先查找资料了解原核细胞的基础构成和分解形态，同时明确虚拟仿真实验项目中各部件的具体要求（如是否需拆分结构或制作动画），有整体的制作思路后再进行形象提炼，最后才建模。通过学习，读者可掌握翻卷管道形态的建模技巧，锻炼查找资料、归纳特征的能力。本章要点•虚拟仿真模型“拟真”和“提炼”的平衡。•原核细胞的建模思路。•原核细胞仿真模型的数字建模。

案例分析

本案例源自虚拟仿真实验项目：原核细胞的结构。实验内容来自高中《生物》教材，实验目的是使学生了解原核细胞的形态和结构特点。以大肠杆菌为例，原核细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核、核糖体、鞭毛、纤毛等部分构成。原核细胞与真核细胞的主要区别是，原核细胞虽有DNA集中的区域，但没有成形的细胞核；此外，有些原核细胞有鞭毛和纤毛，有助于细菌在液体中游动。课程目标：（1）学习更多的建模命令，尝试综合运用建模命令来制作复杂度更高的模型；（2）培养进行项目分析和构建制作思路的习惯；（3）体会制作中合理安排流程次序的重要性（如拟核管道建模时把细化加点和调节造型两个步骤进行调转测试）。主要命令：布尔、曲面>挤出、编辑网格>挤出。主要知识点：曲线重建、网格面片加路径挤出管道、曲线加路径挤出多边形管道、删除历史、改变物体轴心位置、把材质赋予物体、Arnold快速渲染。

原核细胞建模

创建一个球体，调节点拉成椭圆形，再布尔运算减去上方部位。细胞膜大形建模

原核细胞建模

选择外侧的面挤出细胞壁形态，给予着色区别。细胞壁大形建模

原核细胞建模

顶视图画出拟核轨迹，在透视图调出上下穿插形态，重建曲线后进行挤出。拟核建模

原核细胞建模

创建圆盘面片和纵向曲线，用路径挤出造型。（具体建模过程可参考教材和教学视频）鞭毛和纤毛建模

西式快餐产品建模

学生作品