摘 要

该课题的主要内容是探索发现一种合理的三维建模方法来快速有效的构建出三维动画中角色模型，通过分析三维动画中角色建模的思路，根据原画的细节考虑角色模型的结构，再选择合适的建模方式，来达到完整的角色建模流程，然后以此来探讨三维动画角色的建模设计特点。

论文主要研究了三维动画角色中的建模设计特点。

研究结果表明：三维模型角色特点在于其灵活多变性，根据模型的非规则性或者规则性有不同的建模方法以达到快速建模的目的。

关键词：3dmax；三维模型；多边形建模；三维动画

Abstract

The main content of this project is to find a reasonable three-dimensional modeling method to quickly and effectively build the role model in three-dimensional animation, by analyzing the concept of character modeling in three-dimensional animation, considering the structure of the role model according to the details of the original painting, and choosing the appropriate modeling method, the complete role modeling process is achieved. Then, the characteristics of the modeling design of three-dimensional animated characters are discussed.

This paper mainly studies the characteristics of modeling design in three-dimensional animated characters.

The results show that three-dimensional model is characterized by its flexibility and variability, and there are different modeling methods according to the irregularity or regularity of the model to achieve the goal of fast modeling.

Keywords:3dmax;three-dimensional model; polygon modeling; three-dimensional animation

目录

第1章 绪论 1

1.1《妙有》短片制作背景 1

1.1.1 三维动画技术发展现状 1

1.1.2 三维动画与二维动画的区别 1

1.2 三维动画中角色建模的意义 2

第2章 浅析三维动画中角色建模设计的特点 3

2.1 三维动画中角色建模的思路 3

2.2 确定建模方法 3

2.3 三维动画中角色模型的布线特点 4

2.4 三维动画中角色模型的UV特点 4

2.5 规则物体与不规则物体的角色建模区别 4

第3章 结语 6

参考文献 7

致谢 7

第1章 绪论

1.1《妙有》短片制作背景

1.1.1 三维动画技术发展现状

当下，随着文化全球化的不断扩张。三维动画经过不断发展，已经在电影，游戏综艺中广泛应用，结合了漫画、数字媒体、电影、绘画等多种表现形态，成为一种特殊的文化形态。它自身的娱乐性和功能性使得人们越来越认可它的存在价值。一部成功的三维动画需要有好的剧本，分镜头台本，模型库，优秀的后期绑定与后期制作，三维动画的角色设计师一部好的三维动画的灵魂所在，它直接影响到了整部动画的成败与整个动画的风格。一部好的动画能充分的表现故事的人物性格特征和故事的主要内容，让观众产生共鸣。

三维动画技术是在计算机发展后进行推广的产物，他最早诞生于上世纪七八十年代，最初因为条件限制，硬件设计落后等因素不被广大群众看好，甚至是质疑，因其早期三维动画的表现力和成品效果远不如传统的二维动画。直到二十世纪九十年中后期随着电脑技术的普及，硬件技术的提高，软件的出现，三维动画得到了飞速的发展与进步，终于出现了让人们惊叹和让人认可的新一代技术，譬如早期的三维动画电影《黑客帝国》、《绿巨人》等，在到后来人们熟知的《怪物史莱克》、《卑鄙的我》等，还有现在的各式各样的网游，无一不让世人开始了解与接受三维动画技术已经突飞猛进，三维动画已与我们的生活息息相关， 成为我们生活中必不可少的一部分。

1.1.2 三维动画与二维动画的区别

二维动画：二维动画是在平面上制作的动画，他是以手绘的方式去在二维的空间上去表达三维的东西，虽可能画的无比的逼真，但始终只是停留在二维世界中。传统的二维动画的制作方式就是将选定的分镜头台本进行逐帧的绘画制作，然后将画好的作品一幅幅画连起来变成可连续播放的幻灯片，这就是以前的二维动画制作方法。但随着科技的发展，二维动画已经于电脑融合在了一起，画家可以在电脑上进行创作，然后根据后期合成快速的合成出想要的动画效果。

三维动画：三维动画不同于二维动画，他在制作初期就开始牢抓空间立体结构，他是在由各种软件在计算机中构建一个完整的虚拟世界，然后根据现实生活当中的比例、尺寸使得这个虚拟世界更加的真实化。随着科技的发展，这个虚拟世界也慢慢的更加完善，三维动画的形成是在这个虚拟世界中搭建场景，并布置好镜头，并设定好镜头轨迹，然后经过后期渲染达到最终的动画效果。

三维动画和二维动画的主要区别就在于各自采用了不同的方法来获取最终的动画效果。

1.2 三维动画中角色建模的意义

提起三维动画的制作，毫无疑问我们会很自然的联想到三维模型的构建，三维模型是一部三维电影必不可少的前期步骤，而一部三维动画的好坏的决定性因素就是三维模型的制作质量，万丈高楼平地起，模型的制作就是三维动画这座“高楼”的地基，而三维动画中的角色的模型制作便是这个地基中的钢精支柱， 三维动画中，角色的模型是材质的一大载体，有了优秀的角色模型，加上灯光与后期渲染才会有好的三维动画的呈现，也就是说，三维动画的品质是建立在一个正确模型基础之上的。

第2章 三维动画中角色建模设计的特点

2.1 三维动画中角色建模的思路

当我拿到了三维动画角色原画时，并不是一开始就直接对着原画开始建模，这样出来的模型结构不稳，很容易出问题，然后因为各个地方的小问题的产生最后会导致在后期的骨骼绑定，贴图的绘制中变成很严重的大问题，以致于最终出来的成品模型质量不佳，这也就意味着做出来的三维动画质量不佳。那么，一部好的三维动画角色模型的制作正确的思路是什么样的呢？就毕业设计所做短片《妙有》为例，先要对原画的结构进行分析，然后选择合适的建模方式，其次用zbrush雕刻，接着拓扑，最后完成模型的所有制作。

角色建模始于原画的结构分析，当我们拿到了角色原画案例时，首先要对其分析，对于人物模型构建方面，最为重要的就是结构，人体的比例，肌肉的整体结构，面部的三庭五眼，要很精准的把控住，如果在制作模型的过程中忽视了这些重要的结构，那么最终呈现出来的模型必定是次品。在《妙有》三维动画中，需要做的模型有人物与场景小道具，还有人物所需的道具等，最复杂的莫过于人物，但无论多复杂的人物模型都是有规律可寻，做好人体要注意三个部分，一是整体的比例；而是肌肉结构；三是面部的三庭五眼，着重分析原画中带给我们的信息，强调刻画出我们所能看到的所有信息，将信息进行整合，然后开始制作，这样做出的模型才有可能被称为精品。值得一提的是，有时候原画里面的人物形象也不一定十分的准确，很多原画师因为整体画面效果将某些肌肉结构，面部结构进行弱化，让画面达到和谐，这个时候我们就要根据自己的理解去进行创作与修改，但还是要基于原画给人的整体感受，不能因为修改而整体走样，这方面需要自己在制作的时候权衡一下利与弊。

2.2 确定建模方法

在上述的分析中，我们大致的从结构中找到了角色模型的切入点，这时候我们就可以开始确定所需要的建模方式，在《妙有》短片中，我使用的建模方式是结合了传统的多边形建模而制作成的方法，将经过观察的角色原画制作成低模形式，低模形式面数虽然少，但可以突出原画的所需结构。然后将制作完成的低模导出obj格式放入zbrush中进行细节雕刻，因为在低面数的层级下我很难完成细节的雕刻，所以会进行面数细分，当制作完成后的角色高模再从新导入3dmax中，因为此刻的模型的面数已经是百万级别，所以很难放入渲染引擎中进行下一步的骨骼绑定和动作的调整，所以这时候要进行高模的拓扑，也就是将高面数层级减面减线，从百万级降低到千面等级，这个时候的模型才能说是完成。

在三维动画中角色的建模中，不单单会遇到简单模型的构建，同时也会遇到复杂的模型，这个时候就要考虑模型的拆分与重组，模型的构建并不是就需要完全做成一体式，有时候会根据模型的不同将模型进行拼接，在短片《妙有》中，石像巨人就并不是作为一体化的模型，他的裤裙和身体是分为两个元素单独存在的，这样做不仅仅可以减少制作时间的成本，也对在后期的动作调整中有着良好的帮助。

2.3 三维动画中角色模型的布线准则

三维模型的布线就是模型外侧表示形体的线段，角色的好坏往往就要考虑布线的规整度，复杂的模型布线相对简单模型来说要密集一些，也就是需要的布线要多一些，在3dmax里线框显示需要按下F3，在《妙有》短片中，人物石像就是相对复杂的模型，所以面数较高，所用的布线也就相对的很密集，这里还要提一点的就是，在模型制作的时候因为要考虑到后期骨骼的绑定，所以在人物模型的关节处至少要做三段线，这样才不会让模型在后期动起来时出现漏洞穿模现象。其次，要做到布线均匀，这样做第一是为了美观，第二就是如果布线不均匀在后期骨骼绑定好后会影响动作的设定，使三维动画看起来怪异并且别扭。还有就是要注意就是整体模型制作下来后，不能出现超过四边面的结构，因为如果使用四边面以上的面数结构，在绑定时引擎是不会认可的。可以使用三边面，但三边面的使用尽量减少，而且如果使用三边面也最好将三边面放在看不到的地方，比如说腋下等不明显的地方。

2.4 三维动画中角色模型的UV准则

展UV便是在模型制作好，在制作贴图前必不可少的一个步骤，他的意思就是将所做模型的面展平，让制作的贴图可以按照制作模型的样子贴上去，在3dmax中，UV的展开需要将模型塌陷成可编辑多边形，也就是Convert to Editable Poly,然后去掉所有可编辑的点线面选择，在输入UV展开的命令就可以开始展开UV。对于规则物体和不规则物体我们有两种不桶的选择方案，一个是[UVM Map]，这个是对规则模型的简单贴图制作命令，我们仅仅需要做的就是将贴图导入在模型上，添加此命令，然后根据规则模型的形状进行选择子命令，最后对准边缘就可以完成了。对于不规则图形，我们用到的命令是[Unwrap UVM]，这个命令就是将模型所有的面进行平展化，然后根据子命令的[Edit UVM]打开UV编辑窗口就可以开始对UV进行修改编辑。

我们在展UV的时候还需要注意以下几点:（1）在断开UV的时候要注意接缝（接缝：UV和UV断开时会在贴图上留下接缝）不要留在明显的地方，虽然在模型上看不到，但是只要将贴图制作出来后，接缝会变的很明显，虽然可以靠后期在其他画图软件上修改，但最好还是不要将断口接缝留在明显的地方，一般断开的原则就是放在隐蔽处，而且断开的部分也要讲究，同样材质的东西最好不要切开，即使切开也不要切的太碎，尽量保持整体；（2）我们在展开UV 的时候会在模型上先贴上一个“棋盘格”样式的贴图，这样有助于我们观察那个地方是拉伸状态，展好的原则就是最后看到的“棋盘格”是正方形的，而且很重要的一点就是每一个断开的部分“棋盘格”的精度要是一样的，也就是“棋盘格”里的方块大小要一样，即使有差距也不能差距太大，不然制作出来的贴图会看起来很糟糕；（3）在排放UV的时候要注意UV与UV之间的距离，不能太近也不能太远，一般来说都是5到6个像素的距离，然后尽量将UV塞满UV框中，如果整体的UV都偏小，可以适当的缩放一下，只要最终效果是塞满UV框，且UV与UV之间的距离一定就可以；（4）根据原画来看，如果有很多东西材质一样，光影一样，在模型上的位置高度差不多就可以考虑下是否可以将这些物体的UV重叠摆放，这样既节省了空间，也减少了我们后期制作贴图时的工作量，一举两得。

2.5 规则物体与不规则物体的角色建模的区别

所有的模型都可以大致的分为两大类，一种是规则模型，一种是不规则模型。在角色模型中，规则模型大多属于较为简单的一些模型，他们常常可以在观察结构特征时很明显的判断出是由哪些基本图形拼接而成，而往往这种类型的角色模型我们大多可以直接用多边形建模的方法来直接构成。如果是由多部分规则结构构成，我们也可以用多边形建模堆砌方式，将基本图形堆砌起来，这种样的建模方式简单并且快捷。

不规则模型的制作，拿毕设短片中的观音为例，他并不可以分解成基本的几何形体来构建我们所欲要的模型，所以这个时候我们就需要进行对模型的结果能力的把控，观察结构特征，创建整体形状，然后雕刻成型。

第3章 结语

三维动画中角色的建模设计的特点便是我综上所述的通过分析角色原画的结构特征来辨别出原画中模型的规则性与不规则性，以及复杂的程度，然后由此来决定建模的制作方法，由不同的建模方式能快速的达到三维动画所需要的效果。在创作这篇论文前，自己对三维角色模型设计特点了解的也不是很全面，在经过自己阅读过大量文献，查找相关的知识后，也对模型设计特点有了更加全面的认知，我也相信这些认知会在往后的生活中，工作中带给我不小的帮助。

参考文献