韓 楓

黃淮學(xué)院，河南 駐馬店 463000

1 三維動(dòng)畫中的物體分類

三維動(dòng)畫中的物體可以籠統(tǒng)的分為兩種：規(guī)則物體和不規(guī)則物體。在三維動(dòng)畫軟件中在外觀上有明顯特征并能夠精確再現(xiàn)的物體屬于規(guī)則物體。這些物體在規(guī)格上有明確的指標(biāo)，因此可以批量生產(chǎn)，在三維動(dòng)畫中稱之為克隆復(fù)制。規(guī)則的物體可以按照標(biāo)準(zhǔn)制作。不規(guī)則物體在細(xì)節(jié)上甚至大形上都具有任意性，山巒地貌、植物動(dòng)物以及天象的變化，沒有絕對(duì)一樣的可能，在作為三維對(duì)象制作的時(shí)候，通過人為的修改使其有如自然天成的原則是不可能的。不規(guī)則的物體沒有唯一的標(biāo)準(zhǔn)，如何做到生動(dòng)自然依賴于作者對(duì)三維物體的理解，依賴制作者的經(jīng)驗(yàn)和悟性。所以這個(gè)類型的模型的制作特別考驗(yàn)人的能力。

2 目前流行的三維動(dòng)畫建模方法

三維動(dòng)畫中的3D建模方法主要有多邊形（POLYGON）建模、非均勻有理B樣條曲線建模（NURBS），細(xì)分曲面技術(shù)建模（SubdivisionSurface）。一個(gè)模型的建立可以分別通過幾種方法得到，但是這些方法各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，由于三維動(dòng)畫的制作追求的是精確性、真實(shí)性和無(wú)限的可操作性，我們?cè)谌S動(dòng)畫制作時(shí)要綜合考慮，選擇比較適合的建模方法。

2.1 多邊形（POLYGON）建模

多邊形（POLYGON）建模適于創(chuàng)建形狀規(guī)則、無(wú)曲面的對(duì)象。使用多邊形建模，可先創(chuàng)建基本的幾何體，再根據(jù)要求使用編輯修改器調(diào)整物體形狀，或通過布爾運(yùn)算、放樣、曲面片造型組合物體來(lái)構(gòu)建對(duì)象，多邊形建模主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便快捷，但難以生成光滑的曲面。對(duì)于用POLYGON創(chuàng)建好的模型，還可通過調(diào)整建模參數(shù)以獲得不同分辯率的模型，以適應(yīng)虛擬場(chǎng)景實(shí)時(shí)顯示的需要。用這種方法創(chuàng)建的物體表面由直線組成。在建筑方面用的多，例如室內(nèi)設(shè)計(jì)，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)。

2.2 NURBS建模

由曲線組成曲面，再有曲面組成立體模型，曲線有控制點(diǎn)可以控制曲線曲率、方向、長(zhǎng)短。NURBS是Non-Uniform RationalBSplines(非均勻有理B樣條曲線)的縮寫，它從根本上可以說是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)數(shù)學(xué)概念。NURBS建模技術(shù)在最近幾年來(lái)三維動(dòng)畫的制作中經(jīng)常被采用。尤其在創(chuàng)建光滑的、復(fù)雜的模型的時(shí)候最為常用，可以說它在應(yīng)用的廣泛性和模型的細(xì)節(jié)逼真性方面具有其它技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。但由于NURBS建模必須使用曲面片作為其基本的建模單元，也就造成了有以下局限性：1）NURBS曲面只有有限的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它很難制作拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很復(fù)雜的物體(例如帶空洞的物體)；2）NURBS曲面片的基本結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格狀的，若模型比較復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致控制點(diǎn)急劇增加而難于控制，NURBS很難構(gòu)造“帶有分枝的”物體。但從模型建造的真實(shí)平滑性方面，它是無(wú)與倫比的，比如現(xiàn)代的一些汽車設(shè)計(jì)都是基于NURBS來(lái)創(chuàng)建平滑和流線型的表面。

2.3 細(xì)分曲面技術(shù)(細(xì)分)建模是最新流行的一種建模方法

細(xì)分曲面技術(shù)(改進(jìn)了整體細(xì)分的弊病，其技術(shù)可以在同一表面上進(jìn)行不同級(jí)數(shù)的細(xì)分；片面建模是指基于patch片面的建模方法，它是一種獨(dú)立的模型類型，由polygon(多邊形)建?；A(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。它解決了多邊形表面不易進(jìn)行彈性編輯的難題，可以使用類似于編輯bezier曲線的方法來(lái)編輯曲面。細(xì)分曲面技術(shù)是1998年才引入的三維建模方法，它解決了NURBS技術(shù)在建立曲面時(shí)面臨的困難，它使用任意多面體作為控制網(wǎng)格。然后自動(dòng)根據(jù)控制網(wǎng)格來(lái)生成平滑的曲面。細(xì)分曲面技術(shù)的網(wǎng)格可以是任意形狀。因而可以很容易地構(gòu)造出各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并始終保持整個(gè)曲面的光滑性，細(xì)分曲面技術(shù)的另一個(gè)重要特點(diǎn)是“細(xì)分”，就是只在物體的局部增加細(xì)節(jié)，而不必增加整個(gè)物體的復(fù)雜程度，同時(shí)還能維持增加了細(xì)節(jié)物體的光滑性。細(xì)分曲面建模在任務(wù)部分軀體建模中經(jīng)常被采用。

3 結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在市場(chǎng)上流行與使用的三維軟件很多，在建立幾何模型時(shí)所用的方法也各不相同。因此，針對(duì)如此眾多的三維軟體和建模核心技術(shù)，如何科學(xué)的選擇三維軟件及建模技術(shù)來(lái)表現(xiàn)角色建模中的形態(tài)各異的對(duì)象，如何高效、準(zhǔn)確、合理的運(yùn)用建模技術(shù)是值得研究的內(nèi)容，有待于從事動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人才進(jìn)一步探索新型的建模方法。

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