浅析maya软件建模的基本流程

徐国艳 苏家有

摘 要：学习三维建模的人必须在掌握三维建模的流程（创建模型、UV拆分、贴图绘制、灯光设置、渲染设置）基础上，学习和掌握其相关的建模技巧和造型能力，了解模型的精度级别以及制作规范，才能做出精美的模型。

关键词：maya；UV拆分；流程

中图分类号：TP37 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

3D建模通俗来讲就是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。3D建模大概可分为：NURBS和多边形网格。NURBS对要求精细、弹性与复杂的模型有较好的应用，适合量化生产用途。多边形网格建模是靠拉面方式，适合做效果图与复杂场景动画。综合说来各有长处。

3D是three-dimensional的缩写，就是三维图形。在计算机里显示3D图形，就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里，真实的三维空间，有真实的距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界，因此在计算机显示的3D图形，就是让人眼看上就像真的一样。人眼有一个特性就是近大远小，就会形成立体感。计算机屏幕是平面二维的，我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3D线条的绘制。比如要绘制的3D文字，即在原始位置显示高亮度颜色，而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓，这样在视觉上便会产生3D文字的效果。具体实现时，可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2D文字，只要使两个文字的坐标合适，就完全可以在视觉上产生出不同效果的3D文字。

建模的软件有很多，常见的有3D MAX、AutoCAD、MAYA、Softimage、Houdini、Lightwave等。3D模型绘制贴图的软件有photoshop、mudbox、bodypainter、zbrush等。

2 项目实例说明（Project examples）

下面以maya和photoshop软件为基础，以一个牙膏盒为例为大家说明一下三维建模的基本流程，学习三维建模的人必须在掌握三维建模的流程基础上，然后学习和掌握其相关的建模技巧和造型能力，才能做出精美的模型。

2.1 建模前的准备工作

（1）制定合理的场景单位，如果是个大型的项目，需要几个人配合来做，那么制作一个统一的标准是必需的。

（2）建模精度的认定及标准。

按照模型服务的对象以及镜头对建模精度做一下分类，见表1。

表1 建模精度分类及标准

Tab.1 The modeling accuracy of classification and standard

模型精度级别 技术要求 服务对象 镜头级别 是否可用贴图表现结构

I级精度模型 外形，纹理与实际图片相同，模型细节内容与附属内容需做出，模型与照片保持一致 电影 特写、近景 不可

II级精度模型 造型与细节的颜色，形状与实际保持一致，可减少模型附属元素 电视剧 近景、中景 可以

III级精度模型 不必面面俱到细致到所有细节，可以采用白模贴图的方式表现 游戏

电视剧 远景、全景 可以

（3）模型的制作规范及要求。

a.建模时，模型的法线一定朝外，防止渲染时出现死黑现象。

b.不允许对两个以上的物体或者一个组进行命令操作，否则会对以后的模型修改工作造成麻烦。

c.模型不允许现穿插，点未合并现象。

d.贴图可从照片中截取或拼合作为贴图素材，在使用照片制作贴图的过程中，尽量去除贴图中不属于模型本身的东西。

e.贴图保存的长宽尺寸必须为2的N次方。

f.贴图命令必须按规范进行操作：项目名称拼音或英文_模型单体名称拼音或英文_贴图编号。

g.材质名称必须与贴图名称一致。

（4）首先要选定好参考图（网上下载或利用真实的盒子扫描均可），将参考图导入photoshop软件中调整成正方形（选取正方形的原因是在maya软件建立正方形平面比较容易，这样参考图也不会变形），本例调整为900*900像素。

2.2 三维模型的制作流程

（1）启动软件，创建工程文件

工程文件，就是在创建一个比较大的项目时需要创建的一系列文件和文件夹。在C：＼Documents and Settings＼“计算机名”＼My documents＼maya＼projects＼default文件夹下面有maya默认的工程文件，如图1所示，这里的文件夹不止10个。

有san个文件夹是必须了解的文件夹。scences文件夹用来存放项目文件，sourceimages文件夹用来放置贴图素材文件，images放置渲染效果图。

（2）在maya软件，新建一个NURBS平面，为NURBS平面赋予lambert材质，在lambert材质的颜色节点上导入参考图，然后创建一个立方体，修改点的位置建立如图2所示模型。

（3）为模型拆分UV，拆分UV没有一个固定的格式，只要UV点分布均匀，没有拉伸，然后全都分布在第一象限即可。如图3所示，在UV纹理编辑器中，单击select faces to moved in UV space（在UV空间移动选择面）图标，可以将我们映射完成的UV自动在0—1的这个范围内进行一个排列。这个命令对于不规则的生物模型或者其他不规则模型是非常有用的，在整理UV之前检查投射面是否都是蓝色，如果有红色的，可用UV纹理编辑器中的Flip selected UVs in U direction工作反转。

UV：在动画片的制作过程中，特别是角色动画的质感要求上，maya自身的纹理贴图无法满足我们的实际需要。对于模型来说，要制作出逼真的、具有冲击力的、富有质感的贴图，需要花费很大精力，maya中的UV贴图就用来解决这个问题。UVs提供了一种模型表面与纹理图像之间的连接关系，UVs负责确定纹理图像上的一个点（像素）应该放置在模型表面的哪一个顶点上，由此可将整个纹理都铺盖到模型上。展UVs，一般都在模型完全制作好之后，并且在指定纹理贴图之前进行。此外，任何对模型的修改都可能会造成模型顶点与UVs的错位，从而使纹理贴图出现错误。UV编辑器就是我们编辑UV的平台。

对于盒子模型来说，同一类的面的贴图是一样的，这样为了最大化地利用好这个0—1的区域，需要将贴图相同的面重叠到一起，所以对于相同的面，其贴图只要画一个就可以了。

（4）输出UV，polygons>UV snapshot...，在弹出的对话框中设置保存路径，图片大小以及图片格式。注：在导出时必须选择模型为物体模式。默认存在image文件夹下，可以自己修改一下路径。

在输出UV快照的时候需要注意调整输出快照的尺寸，保存快照的路径，输出快照的图片格式。

（5）在photoshop软件中打开outUV.JPG，然后进行编辑。

（6）按Ctrl+I反相原图，设置为正片叠底，然后再新建一下图层，放置在本层的下面，设置一个基础颜色，防止以后会产生空白的部分。

（7）拼出合理的颜色贴图。

在制作贴图的过程中，可以利用现有的图片进行修改，也可以利用手绘板进行绘制，最终的目的就是为了完成在模型上产生质感。为了使模型产生真实的效果，贴图会有颜色贴图、法线贴图、高光贴图、AO贴图等，在本例中只做了一个颜色贴图。

a.贴图：“材质”用来指定物体的表面或数个面的特性，它决定这些平面在着色时的特性，如颜色，光亮程度，自发光度及不透明度等。制定到材质上的图形称为“贴图”。

b.法线贴图：在原物体的凹凸表面的每个点上均作法线，通过RGB颜色通道来标记法线的方向，你可以把它理解成与原凹凸表面平行的另一个不同的表面，但实际上它又只是一个光滑的平面。对于视觉效果而言，它的效率比原有的凹凸表面更高，若在特定位置上应用光源，可以让细节程度较低的表面生成高细节程度的精确光照方向和反射效果。

c.高光贴图：反应光线照射在物体表面的高光区域时所产生的环境反射，它的作用是反映物体高光区域效果。

d.AO贴图：AO-Ambient Occlusion，“环境吸收”或者“环境光吸收”。

AO贴图不需要灯光照明，以独特的方式计算吸收“环境光”（未被阻挡的“光线”和被阻挡光线所产生的“阴影”），从而模拟全局照明的结果，通过改善阴影来现实更好的图像细节。改善漏光、飘和阴影不实等问题，改善场景中缝隙、褶皱与墙角、角线以及细小物体等的表现不清晰问题，改善细节尤其是暗部阴影，增强空间的层次感、真实感，同时加强和改善画面明暗对比，增强画面的艺术性。

（8）将做好的图片保存为PSD格式一份（photoshop原文件一定要保留，为后期的修改提供方便），JPG（TGA＼PNG均可）格式一份。

（9）回到maya软件中，将贴图赋予模型，渲染测试。

（10）测试发现有错误，有的图片位置颠倒了，需要回到photoshop软件中再次修改贴图，然后在maya软件中更新贴图就可以了。

（11）最后选择所有的边，执行导角，偏移值约为0.07，分段数为2—3。

倒角的作用是使模型在硬边处产生圆弧效果。多边形倒角需要掌握好倒角的距离，也就是尺寸大小，过大过小都不好。

（12）为模型设置灯光

灯光可以帮助材质体现效果，而材质可以让物体更真实。不同的灯光类型适用于不同的场景，在maya软件中有六种灯光类型，它们各有各的特点。

环境光：模拟大气中的漫反射，对整个场景进行均匀照明。一般情况下，环境光不会被考虑作为场景照明的主光源，环境光一般会和其他光源联合作用。

聚光灯可以很好的模仿类似手电筒和汽车前灯发出的灯光。

点光源类似灯泡的发光作用，向四周传达光源。

面积灯可以通过面来对物体进行照射，光源的强度是根据面积的大小所决定的。

体积光可以方便地控制光照范围和光线的衰减效果，也可以改变体积的形状进行照射。

方向灯在一个方向平均的发射灯光，它的光线是相互平行的，常用来模拟阳光的照明效果。

灯光能影响周围物体的光泽、色彩和亮度，控制调节场景的色调和气氛。

在本例中，按照传统的三点布光法为场景进行基本照明即可。

Fig.9 Finally finish effect

3 结论（Conclusion）

三维建模是一个从二维图片复原出三维模型的过程，在制作的过程中除了要了解三维建模的基本流程，还要熟悉软件的命令，进而掌握建模的技巧，最终为创建出优秀的CG作品服务。

参考文献（References）

[1] 李宇.maya2008从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2] 李铁.三维动画建模[M].北京：清华大学出版社，2009.

[3] 高文胜.数学图像设计基础[M].北京：清华大学出版社，2010.

[4] 王至.三维模型技术项目教程[M].北京：中国传媒大学出版

社，2011.

作者简介：

徐国艳（1979-）女，硕士，讲师.研究领域：计算机三维动画.

苏家有（1983-）男，本科，实验师.研究领域：计算机科学与

技术.