1.4.4 木材细胞壁的绘制方法
木材细胞壁的化学组成主要有纤维素、半纤维素及木质素。其中,微纤状态的纤维素起到骨架作用,赋予细胞壁拉力;半纤维素及其他碳水化合物属于基体物质,渗透于骨架之内,增强了细胞的刚性;木质素则属于结壳物质,遍布于细胞壁内,使细胞获得足够的硬度。而从物理形态看,木材细胞壁可分为初生壁(P)、次生壁(S,外层S1、中层S2及内层S3)、胞间层(ML)及复合胞间层(ML+2P)等。此外,在细胞壁内层还存在一层无定形的瘤层。
木材细胞壁各层的走向均不相同,如初生壁的微纤丝为无定形的网状结构,其主要排列方向与细胞壁主轴呈垂直状态;次生壁的外层纤丝约为50°~70°角,中层的纤丝约呈10°~30°角排列,而内层则为60°~90°角。绘制时应注意各层纤丝的走向。下面介绍木材细胞壁的简要绘制过程。
首先按图1.87(a)所示绘制出一系列曲线。曲线的绘制方法为:使用“Drawing Elements”中不同角度的弧线绘制工具画一条弧线,然后调整弧线的大小和长度。第一种调整方式是使用光标指向该曲线的一端或中间位置(注意不要点击该曲线),待曲线上出现三个蓝色圆点时点击并拖动(不要松鼠标左键)两端的圆点可以调整其长度,拖动中间的蓝色圆点可改变弧形的角度。第二种调整方式则是选中该曲线,此时出现蓝色的边框,拖动边框的对角线位置或者四条边中某一边的中间位置,则可以调整曲线的形状及大小。综合使用上述两种方式,可以绘制出各种不同的曲线。另外,还可以将直线改为曲线,方法类似,我们在以后的章节中会做相应的介绍。将绘制出的曲线组合成图1.87(b)中上方的空白不规则四边形,并按前述方法绘制一个相同的填充图形,然后将二者组合成图1.87(c)的形状。
图1.87 木材细胞壁的绘制步骤1
将图1.87(c)复制并略放大,再改变填充的颜色,即得到了图1.88(a)中下方的图形2。然后将二者组合成图1.88(b)中上方的图形3,同时将复制图形2置于3的正下方,组成图1.88(b)的效果。再使用“Pen Tools”中的多点曲线工具沿图1.88(b)的可视的外立面绘制出图形4,并改变其颜色设置,效果如图1.88(c)所示。
图1.88 木材细胞壁的绘制步骤2
将图1.88(b)与图1.88(c)组合在一起,并删除中间两条垂线,组合后的效果如图1.89(a)所示。将图1.89(a)缩小可得到图1.89(b)中的图形1;将图1.89(a)双层叠加改为单层,并更改颜色设置,同时调整各部分的大小,可依次得到图1.89(b)中的图形2、3及4。修改完成后,图形1至图形4按自上而下(图层顺序也是自上而下)的顺序依次组合在一起,最终形成图1.89(b)的效果。
图1.89 木材细胞壁的绘制步骤3
之后按不同部位微纤维的走向对图1.89(b)中各个图形进行填充,填充后的效果如图1.90所示。其中截面位置的点阵可以使用虚线绘制,也可以自由绘制小短线来实现。
图1.90 木材细胞壁的绘制步骤4
接下来再绘制一些其他的平面式细胞壁结构以与图1.90进行组合,绘制过程如下。
(1)使用“Pen Tools”的多点曲线工具绘制出曲线1,绘制时可将图1.90作为蓝本调整大小及位置。
(2)将曲线1依次缩小为曲线2~5,然后复制曲线5并置于6的位置。
(3)之后,绘制格栅状矩形7和格栅状平行四边形8,矩形和平行四边形内部垂线的距离与曲线1~5的末端间距一致。同时7与8的宽度略宽于曲线1与5的末端总间距,以连接其他曲线(其他细胞壁)。
(4)最后一次画出曲线9~14,并组合成图1.91的效果。
图1.91 木材细胞壁的绘制步骤5
接下来对图1.91进行颜色和形状填充,具体步骤如下:
(1)使用多点曲线工具沿图1.91中曲线5与6围成曲面描边,得到图1.92中的曲面1,并设置为灰色。
(2)使用相同的方法绘制曲线9与10围成的曲面,得到图1.88中的曲面2。
(3)使用相同的方法绘制曲线1与曲线5及对应的立面矩形和平行四边形组成的“C”形曲面,并设置为浅棕色(与图1.90的主色一致)。
图1.92 木材细胞壁的绘制步骤6
(4)沿整个图形的外轮廓绘制不规则图形4,并设置为浅绿色。
(5)将曲面1与2设置在同一图层,“C”形曲面置于图形1的下层,不规则图形4置于最低层。
(6)在立面矩形与平行四边形的垂线间填充不同的斜线和自由曲线,在图形的上截面添加不规则点阵,最终效果如图1.92所示。
(7)在与图1.90组合时,可使用“Structure Perspective”命令调整图1.92的角度和大小。
组合后再对各个部分进行文字标注,效果如图1.93所示。图1.93中没有绘制细胞壁内层的瘤层结构,读者可以自己练习添加。
图1.93 木材细胞壁示意图