三維動畫建模技術的應用研究探析

韓 楓

黃淮學院，河南 駐馬店 463000

1 三維動畫中的物體分類

三維動畫中的物體可以籠統的分為兩種：規則物體和不規則物體。在三維動畫軟件中在外觀上有明顯特征并能夠精確再現的物體屬于規則物體。這些物體在規格上有明確的指標，因此可以批量生產，在三維動畫中稱之為克隆復制。規則的物體可以按照標準制作。不規則物體在細節上甚至大形上都具有任意性，山巒地貌、植物動物以及天象的變化，沒有絕對一樣的可能，在作為三維對象制作的時候，通過人為的修改使其有如自然天成的原則是不可能的。不規則的物體沒有唯一的標準，如何做到生動自然依賴于作者對三維物體的理解，依賴制作者的經驗和悟性。所以這個類型的模型的制作特別考驗人的能力。

2 目前流行的三維動畫建模方法

三維動畫中的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），細分曲面技術建模（SubdivisionSurface）。一個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缺點，由于三維動畫的制作追求的是精確性、真實性和無限的可操作性，我們在三維動畫制作時要綜合考慮，選擇比較適合的建模方法。

2.1 多邊形（POLYGON）建模

多邊形（POLYGON）建模適于創建形狀規則、無曲面的對象。使用多邊形建模，可先創建基本的幾何體，再根據要求使用編輯修改器調整物體形狀，或通過布爾運算、放樣、曲面片造型組合物體來構建對象，多邊形建模主要優點是簡單、方便快捷，但難以生成光滑的曲面。對于用POLYGON創建好的模型，還可通過調整建模參數以獲得不同分辯率的模型，以適應虛擬場景實時顯示的需要。用這種方法創建的物體表面由直線組成。在建筑方面用的多，例如室內設計，環境藝術設計。

2.2 NURBS建模

由曲線組成曲面，再有曲面組成立體模型，曲線有控制點可以控制曲線曲率、方向、長短。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算機圖形學的一個數學概念。NURBS建模技術在最近幾年來三維動畫的制作中經常被采用。尤其在創建光滑的、復雜的模型的時候最為常用，可以說它在應用的廣泛性和模型的細節逼真性方面具有其它技術無可比擬的優勢。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撲結構，導致它很難制作拓撲結構很復雜的物體(例如帶空洞的物體)；2）NURBS曲面片的基本結構是網格狀的，若模型比較復雜，會導致控制點急劇增加而難于控制，NURBS很難構造“帶有分枝的”物體。但從模型建造的真實平滑性方面，它是無與倫比的，比如現代的一些汽車設計都是基于NURBS來創建平滑和流線型的表面。

2.3 細分曲面技術(細分)建模是最新流行的一種建模方法

細分曲面技術(改進了整體細分的弊病，其技術可以在同一表面上進行不同級數的細分；片面建模是指基于patch片面的建模方法，它是一種獨立的模型類型，由polygon(多邊形)建模基礎上發展而來。它解決了多邊形表面不易進行彈性編輯的難題，可以使用類似于編輯bezier曲線的方法來編輯曲面。細分曲面技術是1998年才引入的三維建模方法，它解決了NURBS技術在建立曲面時面臨的困難，它使用任意多面體作為控制網格。然后自動根據控制網格來生成平滑的曲面。細分曲面技術的網格可以是任意形狀。因而可以很容易地構造出各種拓撲結構，并始終保持整個曲面的光滑性，細分曲面技術的另一個重要特點是“細分”，就是只在物體的局部增加細節，而不必增加整個物體的復雜程度，同時還能維持增加了細節物體的光滑性。細分曲面建模在任務部分軀體建模中經常被采用。

3 結論

隨著計算機技術的不斷發展，在市場上流行與使用的三維軟件很多，在建立幾何模型時所用的方法也各不相同。因此，針對如此眾多的三維軟體和建模核心技術，如何科學的選擇三維軟件及建模技術來表現角色建模中的形態各異的對象，如何高效、準確、合理的運用建模技術是值得研究的內容，有待于從事動畫產業的技術人才進一步探索新型的建模方法。

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