电影和游戏的七种常见3D建模技术

在这个网站上，我们有机会覆盖相对深度的表面和渲染，我们最近讨论了3D模型的解剖。但遗憾的是，到目前为止，我们忽略了提供有关3D建模过程的任何详细信息。

为了使事情正确，我们一直在努力准备一些专注于3D建模的艺术和技术方面的文章。虽然我们在讨论计算机图形管道时确实提供了建模的一般性介绍，但它还远非全面。建模是一个广泛的主题，一个小段落几乎不会划伤表面并使主题公正。

在接下来的几天里，我们将提供有关您最喜欢的电影和游戏的建模者必须做出的一些常见技巧和注意事项的信息。

对于本文的其余部分，我们将首先介绍用于为计算机图形行业创建3D资产的七种常用技术：

常用建模技术

框/细分建模

盒子建模是一种多边形建模技术，其中艺术家以几何图元（立方体，球体，圆柱等）开始，然后细化其形状，直到达到所需的外观。Box建模器通常分阶段工作，从低分辨率网格开始，细化形状，然后细分网格以平滑硬边缘并添加细节。重复细分和细化的过程，直到网格包含足够的多边形细节以正确地传达预期的概念。盒子建模可能是最常见的多边形建模形式，通常与边缘建模技术结合使用（我们将在稍后讨论）。我们在这里更详细地探讨盒子/边缘建模过程。

边缘/轮廓建模

边缘建模是另一种多边形技术，虽然与其盒子建模对应物有根本的不同。在边缘建模中，不是从原始形状和精炼开始，模型基本上是通过沿着突出的轮廓放置多边形面的环，然后填充它们之间的任何间隙而逐个构建的。这可能听起来不必要地复杂，但某些网格很难通过单独的盒子建模来完成，人脸就是一个很好的例子。要正确塑造面部需要非常严格的管理 边缘流动 和拓扑，以及轮廓建模提供的精度是非常宝贵的。而不是尝试从实心多边形立方体形状定义明确的眼窝（这是令人困惑和反直觉），建立眼睛轮廓然后从那里建模其余部分要容易得多。一旦主要标志（眼睛，嘴唇，眉线，鼻子，下颚线）被建模，其余的几乎自动地落入到位。

NURBS /样条曲线建模

NURBS是一种最常用于汽车和工业建模的建模技术。与多边形几何体相比，NURBS网格没有面，边或顶点。相反，NURBS模型由平滑解释的表面组成，通过“放样”两个或多个贝塞尔曲线（也称为样条曲线）之间的网格来创建。NURBS曲线是使用与MS绘图或Adobe Illustrator中的钢笔工具非常相似的工具创建的。曲线在3D空间中绘制，并通过移动一系列称为CV（控制顶点）的手柄进行编辑。为了模拟NURBS曲面，艺术家沿着突出的轮廓放置曲线，软件自动插入其间的空间。或者，可以通过围绕中心轴旋转轮廓曲线来创建NURBS曲面。这是一种常见的（并且非常快速）建模技术，适用于自然界中的径向物体 - 酒杯，花瓶，盘子等。

数字雕刻

科技行业喜欢谈论他们所谓的某些突破 颠覆性技术 。技术创新改变了我们对实现某项任务的思考方式。汽车改变了我们的方式。互联网改变了我们访问信息和沟通的方式。数字雕刻是一种颠覆性技术，因为它有助于免费建模者摆脱拓扑和边缘流动的艰苦限制，并允许他们以与雕刻数字粘土非常相似的方式直观地创建3D模型。在数字雕刻中，网格是有机地创建的，使用（Wacom）平板设备来塑造和塑造模型，几乎就像雕塑家在真正的粘土块上使用耙刷一样。数字雕刻将角色和生物建模提升到一个新的水平，使过程更快，更高效，并允许艺术家使用包含数百万个多边形的高分辨率网格。雕刻网格以前不可想象的表面细节水平和自然（甚至自发）美学而闻名。

程序建模

计算机图形学中的程序一词是指通过算法生成的任何内容，而不是由艺术家手工创建的。在过程建模中，基于用户可定义的规则或参数创建场景或对象。在流行的环境建模软件包Vue，Bryce和Terragen中，可以通过设置和修改环境参数（如树叶密度和高程范围）或通过选择沙漠，高山，海岸等景观设施来生成整个景观。程序建模通常用于有机结构，如树木和树叶，其中几乎无限的变化和复杂性对于艺术家手工捕获而言非常耗时（或完全不可能）。应用程序SpeedTree使用基于递归/分形的算法生成独特的树和灌木，可以通过树干高度，树枝密度，角度，卷曲和数十个（如果不是数百个）其他选项的可编辑设置进行调整。 CityEngine使用类似的技术来生成程序性城市景观。

基于图像的建模

基于图像的建模是通过其从一组静态二维图像算法地导出可变形3D对象的过程。基于图像的建模通常用于时间或预算限制不允许手动创建完全实现的3D资产的情况。也许最着名的基于图像的建模的例子是 矩阵 ，团队既没有时间也没有资源来模拟完整的3D集。他们使用360度相机阵列拍摄动作序列，然后使用解释算法，通过传统的真实世界集进行“虚拟”3D相机移动。

3D扫描

3D扫描是一种在需要极高水平的照片真实感时对现实世界物体进行数字化的方法。扫描，分析现实世界对象（或甚至演员），并且使用原始数据（通常是x，y，z点云）来生成精确的多边形或NURBS网格。当需要现实世界演员的数字表示时，经常使用扫描，如本杰明·巴顿的好奇案例，其中主角（布拉德皮特）在整个电影中反向老化。在您担心3D扫描仪取代传统建模器之前，请考虑一下，为娱乐行业建模的大部分物体都没有现实世界。在我们开始看到宇宙飞船，外星人和卡通人物四处奔跑之前，可以安全地假设建模师在CG行业的地位可能是安全的。