三维建模技术在影视动画领域的发展研究

王羽众 王晓燕

摘要：随着动画类型与游戏形式的快速发展，三维建模技术成为影视动画领域中极其重要的一部分，伴随着技术革新，由传统二维技术制作的作品已不能满足人们的视觉需求，必须通过新技术才能顺应社会发展潮流，实现可持续发展。现如今，三维建模技术应用广泛，在建筑，科研，动画，游戏中均有涉猎。但最主要的还是囊括在影视动画领域中。本文主要分析了三维建模技术在影视动画领域中的发展史，在影视动画领域中的表现形式，以及未来三维建模技术在影视动画领域的发展方向。

关键词：三维建模技术;影视动画领域;发展史;表现形式;发展

一、三维建模技术在影视动画领域的发展史

（一）20世纪60年代时期的三维建模技术：萌芽与起步时期

此时期三维建模技术处于萌芽与起步阶段，人们发现三维实体可以由线框与多边形构造出来，这样的模型被称为线框模型。线框模型和人体骨骼十分相似。但此时期三维建模技术较不完善，故还未用作影视动画技术。

（二）20世纪80年代时期的三维建模技术：探索与尝试时期

三维建模技术开始应用在影视动画领域始于20世纪80年代早期，由于当时微型计算机发展较晚，所以三维动画的制作大都在大型工作站上完成。80年代后期，计算机的图形处理技术得到发展，日趋先进。

（三）20世纪90年代至今的三维建模技术：发展与创新时期

1994年，Microsoft公司正式推出Windows操作系统，大型工作站中的三维建模软件Softimage被移植至小型PC机中，1995年，Microsoft公司又推出了Windows95操作系统，三维动画软件3DS得到升级。

1995年11月22日，由迪士尼公司发行的三维动画影片《玩具总动员》上映，这部由纯三维动画技术制作的影片获得巨大成功，并在全世界引起轰动。自此，三维建模技术在影视动画领域得到重视并广泛应用。

二、三维建模技术在影视动画领域的发展趋势

（一）三维建模技术在虚拟现实（AR）中的发展趋势

目前，虚拟现实技术漸渐崛起，三维建模技术更是与虚拟现实技术相辅相成，二者是计算机图形学研究的最广泛课题。概括的说，虚拟现实技术提供硬件支持，三维建模技术提供软件支持。在今后的影视动画领域中，将出现虚拟现实技术与三维建模技术相结合的情况。由于虚拟现实技术的成熟度已经到达市场爆发的临界点，消费级产品将会产生，客户与使用者对视觉方面要求更高。将有更多不同类型的公司加入市场，如：智能终端生产厂商，互联网大型企业，电影公司，游戏公司等。这就对三维建模技术提出了一个更高的要求：即与虚拟现实技术更好的兼容，配合，并强化三维设计二次研发工作，优化软件综合性能，使产品品质得到大幅度提高，最终创造出令人满意的成果。

（二）三维建模技术在现实增强（AR）中的发展趋势

除虚拟现实技术（VR）外，现实增强技术（AR）也与未来的三维建模技术息息相关。增强现实技术主要包含多媒体技术、三维建模技术等。但起核心与主导作用的仍是三维建模技术。目前，现实增强技术主要应用于医疗、军事、古迹复原与数字化文化遗产保护、娱乐与游戏等领域。三维建模技术在其中发挥的作用，就是通过建模提供场景与环境支持，使得开发者或使用者能够借助AR技术，顺利解决难题。例如在医疗领域中，医生可以利用三维扫描仪塑造出病变器官的三维模型，再利用现实增强技术，即可轻易进行手术部位的精确定位。在古迹复原方面，三维建模技术的作用更为重要。通过三维建模技术塑造出古迹模型，参观者的视觉体验可能并不深刻。但若与现实增强技术相结合，可以使得模型更为逼真精致，从而制造出令人震撼的视觉观感。

三、三维建模技术在影视动画领域的表现形式

三维建模技术在影视动画领域中的表现形式较多，可大致分为以下两类：

（一）人物建模

人物建模是三维动画中非常重要的一部分，人物模型构造的精细程度直接决定了一部影片质量的好坏。在人物建模中，最先需要确定的就是角色性格的基调。并加以挖掘与突出，通过将角色性格外观化，给观众以强烈的视觉情感冲击。在影视动画领域中，通常采用“先人物，后场景”的设计原则。人物建模大都由以下软件完成：AutoCAD、Wings3D、3DStudioMax、Maya、Cinema4D等。

以三维建模软件Maya为例，在进行人物建模时，最先需要确定的就是人物形象的特征。能够抓住明显突出的特点，模型就会让观众易于理解。在Maya中，我们可以把每一个人物模型都看作是由多边形的点、线、面这三个基本元素构成的。

人物建模中，头与身体大多都是从一个简单的几何体塑造而来。通过添加循环边，挤压，挤出等操作，模型变得越来越细致，最终形成人物模型。在Maya中，要学会根据实际情况选择需要使用的几何体。此外，由于角色建模在外形上看起来应当是有生命的，所以在进行人物建模时，塑造的模型也应符合人体结构特征。人体能达到平衡的基本要求，角色的身体比例都是应该注意的点。

此外，在人物建模中，当多边形统一为四边形面时，尽量减少三角形面的出现，如果出现三角形面可通过加线变为四边形面。

（二）场景建模

场景建模在影视动画领域中也是非常重要的一部分，场景的主要作用是烘托气氛，营造故事情节所需的环境，并与人物模型相结合。在场景建模中主要应用多边形建模、面片建模、NURBS建模。

场景模型中，主要由物体模型、灯光、材质等构成。物体模型的构造与人物建模差别不大，此处不再详细叙述。但场景建模中需要特别注意的是灯光。例如在Maya软件中，主要提供了八种灯光，我们要根据实际情况选择适合的灯光，打光的好坏直接决定了影片的气氛。在实际操作中我们可以利用三点布光来进行灯光的摆放。

材质也是场景建模组成的重要一环。材质绘制的精致与否直接决定模型的外观，给人的视觉感觉。在实际操作中可以通过三维建模软件自带的材质编辑器绘制材质，图像处理软件同样可用于绘制材质。

参考文献：

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