浅析三维角色模型的制作方法

广州南洋理工职业学院 甘百强

浅析三维角色模型的制作方法

广州南洋理工职业学院 甘百强

角色是动画的主体和灵魂，在三维动画中，三维角色更是必不可少的内容，而角色形象的不同造就了不同的性格特征，这些不同的形象在结构和形体上又存在很大的不同，所以本文主要从三维角色的制作方法及不同类型的角色如何选择适合建模形式来进行探讨。

建模；三维角色；角色布线

1.引言

随着国内外动漫市场的不断发展，近年来三维动画被广泛应用与各种游戏、广告、影视等领域，优秀的三维动画也在成几何倍数的增长，如疯狂动物城、爱宠大机密、愤怒的小鸟、超能陆战队等，这些动画之所以能够得到受众的欢迎，除了吸引人的故事情节，最主要的还是其中的三维角色。一部三维动画的质量的高低受到很多方面因素的影响，而三维角色的设计与制作是其中非常重要的一个环节。目前用于制作三维模型的软件主要有3ds max、maya等，这些软件在建模的方式上各有优缺点，但也存在共通的建模方式，如基础建模、多边形建模、NURBS以及细分曲面建模。本文主要根据该两款主流的建模软件来论述共通的建模方式以及使用的类型。

2.三维角色建模思路

一个好的模型是制作动画的基础，同时也能增加角色的生命力。通常我们将三维角色分为两大类，一类是生物角色，另一类是场景模型。虽然3ds max 、maya拥有非常强大的建模功能，但这些软件只是一个将二维构想的画面转换为三维立体构造实体的工具。所以这就需要我们非常清楚整个三维角色的建模流程：首先，根据原画设计确定角色的类型是属于生物角色还是场景模型，再针对角色的结构和特征进行分析。然后，根据角色的结构特征来选择合适的建模方法，最后完成模型的创作。

3.三维角色原画分析

在进行模型制作之前，我们需要有一个大致的结构样稿作为参考，这就是我们的原画设计，它是设计者将自己的想法通过手绘的方式展现出来，根据设计的角色类型，进行角色性格的分析设定，如果是生物角色，如人物，需要表现出人物的性格、服装以及具有个性化的特点，如果是场景模型，如武器、座椅等，这些只需要刻画出模型的细节特征即可，经过团队成员的反复沟通和交流来确定出最后角色的性格特征、结构细节，并且绘制出前视图、左视图、后视图等几个方向的平面视图，细化的角色形象是为下一步模型制作进行准备。在很多情况下，三维建模师和二维原画师是分属不同的工作岗位，这就要求在原画设计的过程中，平面视图尽可能体现出所设计角色的特征和细节，以便于三维模型的制作。

4.三维角色建模方法

4.1 基础建模

基础建模主要是根据3ds max、maya软件中的一些基本几何体、样条线、CV曲线、EP曲线、修改器和变形器等基础命令来实现的建模方式。通过基本的几何体的组合拼接来实现一些结构复杂模型的制作，使用样条线和修改器的组合同样也可以达到很多意想不到的效果，并且二维线条在场景中可以显示，但不参与最终的渲染输出。对初学者来说是非常好用且易于掌握的一种方法。这种建模的方法虽不需要考虑到角色的布线但存在一定的弊端，只能制作一些简单组合拼接的结构模型，对于在动画角色模型来说，难以达不到制作复杂动画的需求。针对基础建模的方法，我们可以将其运用于结构不复杂，且不需要做复杂动画的物体上。例如：动画场景、道具、桌椅、城堡等。

4.2 多边形建模

多边形建模的最传统也是应用最为广泛的建模方法，它常常用于游戏和一般精度要求的动画短片的角色制作，它的基本原理是利用空间中的若干节点构建出模型的基本形态，各点之间的连线组成了外形的块面。通过调整点、线、面来制作出角色结构。多边形建模的命令简单易用，操作性好，可以随意控制模型的局部精度，布线的自由度很大，便于修改。对于相对复杂的角色模型来说，虽对角色的结构和形体的把握要求不高，但对模型结构布线有比较高的要求。所以在生物角色模型上面一般采用的是平均法布线和结构法布线想结合的方式来进行，首先通过平均法布线的方式对模型的表面采取四边形均分的形式，从而保证面与面之间的连接性和均等性，再添加网格平滑修改器后模型的细节就会更加细腻。三维角色模型最终是要为动画服务，平均法布线的方式对于一些做动画的关节区域来说也采取了均分，若对模型制作动画，必定会产生形变，失去原来模型的造型结构，为弥补模型关节面线的不足，对其细节部分采取结构法布线，沿着模型结构走向进行再次布线，使得制作动画的部位达到面数要求，模型不产生形变。

多边形建模是最为常用的建模方法，但它比较适用于一些精度要求不高的模型，例如，游戏角色模型、动画角色模型等。对于电影级的高精度的模型如《阿凡达》 、《钢铁侠》等在资源利用上就不够经济。

4.3 NURBS建模

NURBS建模方法是专门做曲面物体的一种造型方法，是基于截面曲线，要求对整个模型的拓扑结构有非常清晰的认识和了解，把握每个截面的造型线条，通过线与线之间的控制来实现曲面和曲面之间的连接，有多个曲面时便相互之间产生牵制。在3ds max和maya软件中开发了专门的NURBS工具，通过工具栏中的工具可以绘制出各种不同造型的曲线，从而可以得到不同的曲面，但必须精确掌握截面曲线和拓扑结构，是一种难度较大的方法。但能够制作出高精度的模型，如电影级高精度角色模型、高精度的工业产品造型（汽车、飞机等）。

4.4 细分曲面建模

细分曲面建模是多边形建模方法的升级。它采用曲面方式显示模型，能够做到实时显示模型的结构，综合了NURBS建模和多边形建模的优点，通过多个层级的方式来控制模型的局部和整体细节，并且在多边形的级别下，可以方便的快捷的添加面线来调整整体造型。在NURBS方式下可以有效的调节模型的局部细节，同时也保证了整体结构的完整，模型的精度得到了一定的保证。在后期制作动画的过程中，若由于运动的部位产生的面数达不到要求，也可以通过修改自身的平滑方式来提高模型的面数，使角色模型在运动过程中不产生形变。

但它也存在很明显的缺点，由于平滑所产生的面数较多，在调整时由于系统要同时对多个层级的曲面形态进行计算，占用资源较多，造成交互性下降。细分曲面建模是一种比较实用且很有前途的建模方法，它一般被运用于制作生物的静帧图像、广告设计、工业产品造型等方面。

5.结语

在三维角色模型制作过程中，三维软件（3ds max、maya）虽然提供了非常强大的建模功能，但应该针对不同的结构造型选择不同的方式来进行模型的创建，且每种方法不是固定不变，可以采取一种或多种方法综合运用来进行制作，这样才能够找到适合自己的建模方法和习惯，从而提高建模的质量和效率，以完成前期三维角色模型的制作。

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