1.4　木材层级结构的绘制方法

1.4.1　木材截面图的绘制方法

制浆与造纸工程是轻工科学与技术的二级学科，主要研究内容为通过化学、物理和机械方法将木材、秸秆等植物生物质资源转化为具有各种性能的纸张。因此，在科研和教学过程中需要经常使用木材的形态和结构图，本节主要介绍木材的截面图的绘制方法。

木材的横截面主要为椭圆形年轮结构，由于木材生产速度不同，因此靠近中心位置的年轮间距疏松，靠近树皮位置的年轮结构紧密。木材的纵截面大致为内疏外密的平行线，是其年轮结构的纵向体现。此外，最好绘制出木材外部树皮的结构以增强综合效果。

木材横截面的年轮结构的绘制方法如图1.69（a）所示，将不同大小的同心椭圆有规律排布即可，注意椭圆边缘的距离从内至外依次减小。绘制完横截面后，利用两条十字交叉的直线（直线1与2）找出圆心，并从圆心处往外绘制一条斜线（直线3）与最外侧椭圆相交，在直线2的底部绘制直线4与直线3平行且等长，再绘制直线5，从而使直线2、3、4、5组成一个平行四边形；然后复制直线5，并依次排列于直线3与各个椭圆的交点，最终形成图1.69（b）中的格栅状图形，将其作为纵截面中的重要组成部分。

图1.69　木材横截面的年轮结构（a）及格栅状图形（b）

按上述方法得到的格栅状图形如图1.70（a）所示，然后使用“Pen Tools”中的多点连续工具沿图1.70（a）外形绘制一个平行四边形（对四个顶点进行描点即可），在“Curves”菜单中将其设置为“Filled”，并在“Colors”中将其颜色设置为灰色，效果如图1.70（b）所示。之后，将图1.70（a）与图1.70（b）组合成图1.70（c）的效果，这样便得到了木材的部分纵截面图。使用“FlipHorizontal”命令将图1.70（c）的复制图形转变为图1.70（d）的效果，转换时灰色填充的平行四边形会遮盖格栅状图形，使用“Send to Back”命令将其放置在底层即可。绘制完成后，使用“Group”及“Integral”命令分别将图1.70（c）和图1.70（d）组合成整体图形。组合完成后，按图1.70（e）的状态将图1.69（a）与图1.70（c）及图1.70（d）组合在一起，从而绘制出木材截面图的截面部分，之后还需对其进一步完善。

图1.70　木材截面图的截面部分绘制

对木材截面图的完善过程如图1.71所示。在图1.70（e）的基础上分别绘制两个椭圆，椭圆面积略大于最外侧年轮的面积，线宽设置为0.105左右（在“Object Settings”下的“Line Width”中进行修改），并用“Send to Back”将其设置在底层，作为树皮部分的截面。然后沿椭圆的外侧绘制垂线，使两个椭圆与纵截面形成一个封闭的不规则图形，如图1.71（a）中箭头所示。再使用“Pen Tools”中的多点连续工具沿不规则图形的轮廓分别绘制出这两个不规则图形并填充颜色，其颜色与椭圆的颜色应一致，绘制出的图形如图1.71（a）中图形1与图形2的状态所示。最后将其与木材截面的主体结构组合成图1.71（b）所示的效果。

图1.71　对木材截面图的完善过程

这样，木材截面部分就绘制完成了，但为了突出整体效果，应再补充一部分木材的主体结构并添加树皮的纹理，绘制过程如图1.72所示。首先绘制一个与木材树皮部分椭圆大小一致的椭圆，填充成白色，并置于图1.71（b）的底部；然后在其下部依次绘制一个矩形和椭圆，矩形的宽度与椭圆的长轴（树的直径）相等，颜色与上述树皮部分的颜色相同，并将三者组合成图1.72（a）的效果。进一步在树皮的正面绘制一个矩形，矩形的高度应起到适当遮盖效果为宜，其颜色设置成白色（或与背景色一致的颜色）；之后在白色矩形上层再绘制一个矩形框，并使用“Pen Tools”中的连续曲线工具在框内绘制几条纵向的曲线，效果如图1.72（b）所示。最后，再使用“Pen Tools”中的连续曲线工具在树皮位置绘制一些不规则图形，以强化树皮的效果。木材截面图的最终效果如图1.72（b）所示，读者也可以据此原则和实际需要进一步对其进行美化。

图1.72　突出整体效果处理