三维动画制作中3D建模技术的探讨

冯 杨

（商丘职业技术学院，河南 商丘 476000）

在数字化普及的今天，我们周围的事物，如3D电影、游戏、动画、杂志等都与数字化离不开.虽然计算机的发展经历了很长时间，但是现实中的三维图像几乎都是近十年的成果.尤其在当今的电影业中，3D扮演了及其重要的角色.

1 三维动画制作中物体的分类

从类型上来分析，三维动画中的基本物体被分为规则与非规则物体两种类型。比如车船、电器、建筑等物体，他们都有准确的规格指标，这类物体被称为规则物体。与之相反的，物体从细节层面到整体都没有规则可言的被称为非规则性物体，例如地貌、山峰、动物等.由此可见，规则物体因为其固定的规格指标，在动画制作中可以批量生成，又称为复制克隆.

非规物体因为其没有规则可寻，因此在制作非规则物体的时候没有统一的标准.它的制作要根据物体的生动水平等因素来约束.不同的作者对同一事物的判断不同，因此，非物质物体模型的制作根据作者的经验判断，这是考验制作人能力的重要依据.作者在制作不规则物体的时候，首先必须进行大量的实地考察、观察和研究，将要制作的物体的特点在三维软件上绘制出来.因此，可见在三维动画的制作过程中作者需要深入了解各种建模技术才能绘制出逼真的物体.

2 绘画结构分析及其与3D建模之间的联系

3D对物体进行建模的根据是对其结构的分析。当作者分析一类物体对象时，首先应该对物体进行展开的设想，分析整体的物体由那些简单的物体集合构成.分析结束后，作者需要利用软件工具将简单的结合进行绘制，并对细节的内容进行细化分工.这种对结构进行逐层分析的方法和绘画打稿基本类似.在建模过程中应该注意对物体结构的绘制，对于初学者和经验丰富的建模人员来说，对同一事物的结构分析过程的流程可能不一样。经验丰富的建模人员会根据个人的建模习惯直接进行细节的绘制而不按照先分析后绘制的流程进行分析对象.这样做很难保证合理的布局，很难抓住对象的整体结构特点.容易事倍功半.因此，在制作中作者必须全面掌握精密的分析能力、归纳总结能力，能审慎周密的观察对象并快速做出准确判断，令建模工作简单化、科学化.

3 3D建模方法

在制作三维动画的过程中，建立模型是动画和场景的基础.没有模型的动画，就相当于有剧本没有演员和道具的电影.由此可见，建立模型在制作三维动画的过程中非常重要.在制作三维动画的软件中3D的建模功能非常强大.不同的动画人物、不同的结构特点、不同的要求对建模方式的要求都不一样.因此，在建模之前，需要先分析物体的特点以及需要什么样的动画效果，在此基础上选择合适的建模方式对物体进行基础拆分，最终确定各个部分的拓扑结构.

三维动画的建模方式主要是2种：细分建模法和堆砌建模法.

细分建模法遵循先整后零的原则.即先创建出需要绘制的物体的整体形状，再对细节部分进行分析雕刻.堆砌建模法顾名思义就是先零后整，先从细节分析物体，将细节整合在一个构成整体.2种建模方法截然不同，适用于不同的物体.细分建模法适用于不规则物体，找出适合物体的基本模型，再通过网络和多边形等图形对物体进行细化.

堆砌建模法比较实用于规则的物体，首先将物体的整体划拆分成基本的图形，在制作过程中先绘制基础零件，再按要求把他们堆砌起来构成一个整体即一个完整的物体.在使用堆砌建模法建模的过程中，尤其需要了解要绘制的模型的比例大小和空间的位置.根据对物体的特点、结构特征的分析，如果作者不能准确地抓住事物的特点或找不到合适的基本几何构成，就不能使用堆砌建模法.

4 三维动画制作中3D建模技术方式

3D建模技术在三维影视动画制作中的应用方式主要分为NURBS建模、多边形建模、细分曲线建模等，每类建模方式都有其特征属性，我们可依据不同的制作需求合理应用［1］45.

4.1 多边形建模技术

多边形建模技术用于对规则形状的创建以及对无曲面的对象的制作.使用多边形建模技术可以创建基本集合，在其基础上根据不同的要求标准使用修改编辑器对物体进行修改.或者可以在基本集合的基础上通过放样、布尔运算等技术进行组合构成物体对象.这种建模技术主要的特点在于操作简单，但是，对于复杂的光滑曲面的处理难道较大.使用多边形建模技术制作的物体对象可以很方便的通过对建模的参数的调整获得不同分辨率的模型.方便满足作者对不同虚拟场景显示的要求.

4.2 NURBS建模技术

NURBS建模又称为非均匀性曲线建模，隶属于图形理论中的数学概念，是三维动画制作中主要的建模方式之一.适用于各种复杂的曲面模型、光滑模型.使用NURBS建模技术创建的模型在细节上比较逼真，这点事其他建模技术不能比的，因此具有比较广泛的应用空间.但是，因为制作的模型比较复杂，需要用到复杂的拓扑结构，为了方便后期的调整，在建立基本建模单元的时候就需要应用曲面片，这样就需要增加控制点，随着控制点的增加导致整体制作难于控制.

4.3 细分曲面建模技术

细分曲面技术应用的时间并不长，其不仅有效解决了上述NURBS技术在曲面建立阶段面临的诸多困难，且可应用任意多面体进行网格控制，而后可自动化依据控制网格生成各类平滑性曲面.由此可见，细分曲面的建模技术其网格可包含任意形状，因而，可较为便捷、容易的构造出多重种类的拓扑结构，并令整体曲面始终保持光滑属性［2］56.

5 结语

研究建模的方法、技术的目的是为了能得到一种方便快捷地制作三维动画的途径.通过3D软件可以将不同的三维物体划分为2种类型，即不规则物体和规则物体.这两类物体都可以通过细分建模法和堆砌建模法来实现建模.对于能拆分成基本几何形状的物体使用堆砌建模法，否则需要使用细分建模法来实现建模.通过不同类型的搭配使用可以有效地简化建模过程，节省建模时间.多边形建模技术主要是用于通过堆砌建模法构建物体的模型，细分曲面建模技术主要应用于细分建模法构建模型.NURBS建模主要应用于创建曲面模型和光滑模型.

［1］陈大钢.神工鬼斧［M］.北京：机械工业出版社，2004.

［2］曲曼宁.3D建模技术在三维影视动画制作中的探讨［J］.旅游纵览，2011（6）.