摘要：在今天這個(gè)視覺主導(dǎo)的時(shí)代，3d建模技術(shù)對(duì)于表現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念變得日漸重要。對(duì)于3d動(dòng)畫設(shè)計(jì)師、游戲美術(shù)師和視頻廣告設(shè)計(jì)師來說，3d建模技術(shù)更是基本功。更好的掌握3d建模技術(shù)，不僅能更好的表達(dá)設(shè)計(jì)理念、展示設(shè)計(jì)成品，同時(shí)也有助于放開設(shè)計(jì)師手腳，拓寬設(shè)計(jì)風(fēng)格。本文旨在通過對(duì)3d多邊形模型建模思路的研究，提出了9種行之有效的建模思路，幫助設(shè)計(jì)師在宏觀上更好的掌握這項(xiàng)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：3d建模 poly建模 建模思路

無論是對(duì)于產(chǎn)品外觀效果表現(xiàn)，還是對(duì)于3d動(dòng)畫、影視特效、廣告特效的概念設(shè)計(jì)與成品制作，3d建模都是一項(xiàng)重要的技術(shù)手段。在今天這個(gè)視覺主導(dǎo)的時(shí)代，效果圖的好壞對(duì)一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)是否能得到認(rèn)可起著越來越重要的作用，已成為一個(gè)優(yōu)秀設(shè)計(jì)師必備的技術(shù)。越來越多的藝術(shù)家使用zbrush這樣的三維軟件來進(jìn)行游戲、影視人物角色的概念設(shè)計(jì)，這已成為一種趨勢(shì)。但由于3d建模軟件、工具繁多，且在制作中一方面要制作出準(zhǔn)確的造型，另一方面還要合理的對(duì)模型布線，故此掌握起來較難，一直阻礙著廣大設(shè)計(jì)師很去很好掌握這項(xiàng)技術(shù)手段的，尤其是很多的年輕工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、動(dòng)畫師。

掌握多邊形建模的關(guān)鍵，除了熟記多邊形建模的各個(gè)工具的作用和內(nèi)在參數(shù)變化外，更重要的是掌握其建模思路。掌握了思路也就形成整套的建模解決方案。遇到不同的設(shè)計(jì)造型，要有不同的3d建模思路和建模方案。

當(dāng)今3d模型主要分為NURBs曲面模型和POLY多邊形模型兩類。其各有特點(diǎn)，各有所長。其擅長表現(xiàn)的模型領(lǐng)域也略有不同。本文僅討論P(yáng)OLY多邊形建模技術(shù)的思路問題，暫不涉及NURBs曲面建模。

一、多邊形建模的難點(diǎn)

1.造型準(zhǔn)確

建模的目的，就是要得到我們需要的造型。簡單的造型自然是容易建模的，但對(duì)于一些復(fù)雜的造型，建模確實(shí)讓人頭疼。例如一些既有曲面、又有平面、又有挖洞的模型。這就需要積累一些能有效處理這樣模型的技巧

2.合理布線

多邊形模型是由點(diǎn)、邊和面構(gòu)成的。當(dāng)一個(gè)模型上邊的走向和模型的形體走向相一致的時(shí)候，模型就會(huì)非常的平滑、整潔。反之，則會(huì)不平整，而顯得質(zhì)量低劣。所以，當(dāng)我們面對(duì)一個(gè)復(fù)雜的模型的時(shí)候，如何讓模型的布線合理、更好的表現(xiàn)造型，也是一個(gè)難點(diǎn)。在制作中，我們既要制作造型，又要兼顧著布線。

二、多邊形建模的9種思路

筆者從多年的制作實(shí)踐和教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)總結(jié)了多邊形建模的9種思路。靈活運(yùn)用會(huì)使得建模容易實(shí)施，且快速高效。

1.1 思路1標(biāo)準(zhǔn)幾何體加工法

通過對(duì)3dsmax、maya自帶的標(biāo)準(zhǔn)集合體的再加工，制作出需要的3d造型的方法。當(dāng)今國內(nèi)常用的poly多邊形模型建模軟件主要是3ds max和maya。這兩個(gè)軟件都自帶這豐富的標(biāo)準(zhǔn)集合體模型。在制作中，當(dāng)遇到形狀非常接近于這些標(biāo)準(zhǔn)的幾何形體的時(shí)候，我們就可以直接使用幾何體來進(jìn)行組合或加工，得到最終需要的形體。如圖1所示。常使用到的建模命令有：布爾運(yùn)算（Booleans）、擠壓（Extrude）、切線（Cut）等。

1.2 思路2畫線成型法

通過一個(gè)或多個(gè)橫截面圖形線和一個(gè)路徑線制作模型的思路。如一些歐式家具上邊框，椅子腿等等。如圖2所示。主要使用的建模命令是放樣（Ioft）。

1.3 思路3反向局部拓展法

某些造型，由于帶有一些特殊形狀的凹陷或孔洞，用常規(guī)的建模方法較難做。如果使用一般的建模思路先做一個(gè)方塊，然后用布爾運(yùn)算在上面挖取造型，就會(huì)造成模型布線混亂，無法光滑模型的問題。使用本套“反向局部拓展法”的思路，即先制作中心要?jiǎng)h除的形狀，然后向外拓展出其他部分，再將中心不需要的形狀刪除，就會(huì)很容易的做出模型。常使用到的建模命令有：擠壓（Extrude）、切線（Cut）等。如N3所示。

1.4 思路4局部復(fù)制提取法

在一個(gè)已經(jīng)做好的主體模型上，復(fù)制出部分表面以制作其他依附在其表面的模型的方法。如人體上提取衣服、盔甲的模型，或者是機(jī)器上提取一些零件。該思路的前提是主體物的布線和系模型的布線一致。如圖中，由于衣服的基本布線和人體是一樣的，所以我們選擇人體的該部分表面，使用三維軟件的“復(fù)制面（Duplicate Face）”工具就可以對(duì)其提取復(fù)制，稍加改造，就得到了衣服的模型。如圖4所示。常使用到的建模命令是：復(fù)制面（Duplicate Face）。

1.5 思路5先平面后立體法

對(duì)于一些形狀復(fù)雜，且難以在建模中同時(shí)兼顧造型和布線的模型，我們可以先做成一個(gè)布線合理的平面模型，然后再將其調(diào)整成立體造型。該方法適合造型復(fù)雜，布線要求高的模型。其本質(zhì)是將造型和布線分開進(jìn)行，從而使制作變得簡單。圖5展示了一些機(jī)器人的零件制作過程。圖6展示了一個(gè)動(dòng)畫片中卡通女孩頭部模型如何運(yùn)用此法制作的過程。常使用到的建模命令是：創(chuàng)建多邊形工具（Create Polygon Tool）、軟選擇（Soft Select）、擠壓（Extrude）、切線（Cut）等。

1.6 思路6先造型后布線法

對(duì)于造型特別復(fù)雜的設(shè)計(jì)，也可以選擇先制作造型，然后使用拓?fù)涔ぞ哌M(jìn)行布線的方法。該方法可以在制作的開始就快速，有效地把握好模型的比例和形體，避免了模型做完后才發(fā)現(xiàn)比例有問題而難以修改的問題。其本質(zhì)也是將造型和布線分開進(jìn)行，使建模變得容易把握。該方法主要使用的建模工具有：創(chuàng)建多邊形工具（Create Polygon T001）、zb rush拓?fù)涔ぞ撸╰opo）、步驟構(gòu)建（step）、雕刻多邊形工具（SculptGeometry tool）等。

如圖7所示，這是一個(gè)使用zbrush三維軟件直接進(jìn)行影視角色概念設(shè)計(jì)的過程。在制作機(jī)器人身上的零件時(shí)，我們就可以在一個(gè)基本模型上畫出新模型的布線，得到最終需要的模型。頭部和胸部的大多數(shù)零件也是用此法拓?fù)渲谱鞒龅摹?/p>

如圖8所示，在制作汽車側(cè)面的造型時(shí)，先做出一個(gè)曲面曲率和車身一直的方片模型，然后以此為基礎(chǔ)模型，在上面拓?fù)涑鲕圀w的模型。在繪制拓?fù)鋾r(shí)，完全不用擔(dān)心庫身的曲率是否正確的問題，而使得建模簡化。

如圖9所示，在制作女人的長裙時(shí)，由于裙子上半部分和人體貼合，所以使用拓?fù)涞姆椒ㄔ谌梭w上拓?fù)涑鼍o貼的部分。而其他松垂的部分則使用傳統(tǒng)建模法來制作。

1.7 思路7重復(fù)單元復(fù)制法

對(duì)于左右對(duì)稱或軸心對(duì)稱的模型，我們可以先做出對(duì)稱單元，然后進(jìn)行鏡像復(fù)制或旋轉(zhuǎn)復(fù)制完成模型。如制作人頭、人體模型時(shí)，由于人的左右兩邊的基本對(duì)稱的，所以可以用此法。又如在制作輪胎、法杖等物體時(shí)，其造型是軸心對(duì)稱的，也可以使用此法。如圖10所示。常使用到的建模命令是：對(duì)稱、鏡像集合體（Mirror Geometry）、特殊復(fù)制（Duplicate Special）等。

1.8 思路8雕刻建模法

雕刻建模是指主要通過軟件的雕刻畫筆模擬現(xiàn)實(shí)世界的雕塑工具，通過畫筆在物體上的繪制來進(jìn)行3d建模的方法。雕刻建模在次時(shí)代游戲和電影特效業(yè)的概念設(shè)計(jì)、數(shù)字建模中已被廣泛應(yīng)用。在設(shè)計(jì)和制作人體、衣服褶皺、機(jī)器，以及表面帶有破損細(xì)節(jié)、或帶有隨機(jī)表面機(jī)理的模型，都非?？旖荨D4和圖9中最終的模型效果都是使用雕刻建模法作的細(xì)節(jié)。該方法主要使用的建模軟件有：Zbrush、Mudbox

1.9 思路9動(dòng)力學(xué)仿真模擬法

在游戲設(shè)計(jì)，動(dòng)畫片設(shè)計(jì)中，常常會(huì)遇到一面墻壁倒塌后散落的碎石，或是一塊垂下的桌布，這樣的物體如果使用傳統(tǒng)的建模方法要面對(duì)巨大的工作量，且難以做到自然真實(shí)。在建模時(shí)使用動(dòng)力學(xué)模塊來模擬會(huì)得到最為理想的效果，同時(shí)也是最為省時(shí)省力的。如對(duì)一個(gè)平面進(jìn)行重力、摩擦力、阻尼力等力學(xué)上的參數(shù)設(shè)置，然后設(shè)置其于桌面進(jìn)行動(dòng)力學(xué)碰撞，模擬其真實(shí)的碰撞和下垂過程。這樣得到的桌布模型會(huì)非常真實(shí)。常用軟件工具：maya或3ds max的動(dòng)力學(xué)模塊、Rayfire。

三、結(jié)語

總體來說，POLY多邊形建模思路都包含在上面9種大的思路當(dāng)中。在實(shí)際建模的過程中，往往需要設(shè)計(jì)師綜合使用以上建模思路，面對(duì)問題靈活處理。掌握好了3d建模，不僅能更好地表達(dá)設(shè)計(jì)理念，展示設(shè)計(jì)成品。同時(shí)也有助于放開設(shè)計(jì)師手腳，拓寬設(shè)計(jì)風(fēng)格。