高校三維動畫教學中高精度建模分析研究

王健 王璐

摘 ?要：高校動畫專業教育中主要分二維和三維兩大專業方向，而三維動畫的設計和制作隨著軟件和硬件的飛躍發展，越來越受到動畫專業老師和學生的重視。三維動畫中期制作階段又具體分為建模，綁定，動畫和渲染四個階段。其中，建模是三維動畫設計制作的第一步，是三維動畫的核心基礎。高精度模型，主要是指模型細節充分，多邊形面數較多的模型。電影與游戲行業，是高精度模型運用的主要領域。在高校動畫教學中，如何使用三維雕刻技術制作高精度的模型，是我們研究高精度模型的主要方面。所以，在高精度模型建模教學中，應該先從訓練學生的三維空間建模能力，然后完善模型表面布線能力。

關鍵詞：三維動畫;三維模型;高精度;教學;建模流程;模型拓撲

隨著高效教育中動畫專業的不斷發展，專業方向的劃分也越來越明確。目前高校動畫專業教育中主要分二維和三維兩大專業方向，而三維動畫的設計和制作隨著軟件和硬件的飛躍發展，越來越受到動畫專業老師和學生的重視。

在三維動畫中，主要分為前期劇本和設計階段，中期的制作階段和后期的特效合成階段三個重要部分。由于中期制作階段是三維動畫最重要也是最特殊的階段，完全通過電腦和軟件獨立完成，因此中期制作階段又具體分為建模，綁定，動畫和渲染四個階段。其中，建模是三維動畫設計制作的第一步，是三維動畫的核心基礎。三維建模階段，大概可分為：角色建模和非角色建模。由于制作角色模型的制作和非角色模型制作具有同樣的方法和難度。接下來主要通過角色模型制作進行具體分析，來了解三維動畫建模階段的技術。

角色模型按照應用的領域和質量，可以分為：低精度模型和高精度模型。

低精度模型，主要指表面具有較少多邊形面數的模型。低精度的模型主要運用于游戲行業和對模型要求不高的行業。在游戲領域，由于即時渲染三維游戲的渲染能力受到處理器的限制很大，為了游戲的操作流暢往往只能減少模型細節。在廣告影視行業由于鏡頭要求的不同，也并不是都使用高細節模型，同樣針對大規模群集動畫，也是使用低精度模型來表現宏大的場面。

高精度模型，主要是指模型細節充分，多邊形面數較多的模型。電影行業，是高精度模型運用的主要領域。電影和游戲對高精度模型的需求，使三維雕刻技術的介入到高精度模型的制作中。如何使用三維雕刻技術制作高精度的模型，是我們研究高精度模型的主要方面。由于高精度模型的面數很多，所以需要專業的雕刻軟件來進行制作，目前世界上最通用的雕刻軟件有兩個ZBrush、Mudbox。因此，由于ZBrush出色的筆刷功能，它取得了全球大多數的用戶，在很多電影制作中都有應用，例如：《博物館之夜（night at the museum）》、《加勒比海盜：亡靈寶藏（Pirates of the Caribbean）》等大型電影。在長期三維教學過程中，通過對高精度模型的分析和制作。總結出以下三個方面，作為制作高精度模型要領進行分析。

一、高精度模型教學上的嘗試

（一）明確高精度模型建模教學的重點

在三維高精度模型學習中，學生需要學習兩個方面的內容，一方面是模型的三維處理結構能力，另一方面是處理模型表面的線面走勢。高精度模型必須具備以上兩個方面，這是因為模型造型直接影響模型的外觀，體現角色模型的形體結構。所以，在高精度模型建模教學中，應該先從訓練學生的三維空間建模能力，然后完善模型表面布線能力。

（二）運用講解與制作相結合的教學模式

改進教學方法，提高課程內容與學生實際制作的結合程度，提高學生的制作高精度模型興趣同時，逐步掌握專業的三維高精度模型制作方法。對于高精度模型的教學，可以提高一定的高精度模型制作要求，通過實例來進行教與學的融合。

二、制作高精度模型技術的應用

制作高精度模型技術的應用，具體分為建模軟件，建模流程和模型拓撲三個方面：

（一）建模軟件的深入掌握

隨著三維動畫的發展，三維軟件也不斷發展例如：3ds max.、maya、xsi、LW、silo、modo、mudbox、zbrush等三維軟件。在高精度建模方面，必找到適合自己建模習慣的軟件。對于三維軟件的選擇，不要過度追求“建模功能更多，更全”的軟件。因為，雖然建模工具和功能是高精度模型創建的基礎，但是操作習慣和工具的易用性也很大程度的影響著高精度模型制作的效率。

（二）建模流程的熟悉

在利用不同軟件進行高精度模型的同時，制作者需要建立模型的制作流程。建模流程具體劃分為以下三步：

1.通過maya等傳統建模方式制作模型大形;

2.利用zbrush的雕刻工具和Apha功能畫出細節;

3.通過maya，max和softimage等傳統建模軟件進行模型整理。

這三個步驟是高精度模型制作的詳細流程，利用不同建模工具的優勢，使得制作的效率和質量大幅度提高。

（三）模型拓撲方法的運用

對于高精度模型的制作，模型拓撲是制作環節中重要的一環。模型拓撲，主要是指模型表面的布線。模型拓撲要注意以下兩個方面：一方面要注意肌肉和形體的走勢，一方面還要注意面和面之間的組織方式與肌肉運動的關系，大家一般都有研究，比如眼睛要成循環狀、嘴巴成循環狀等，都是為了解決制作高精度模型和肌肉運動關系。模型拓撲方法，主要是掌握面和面直接的構成方式。需要特別注意的是，要防止六星以上結構的出現，這種結構會影響模型細分后的光滑效果，形成折痕產生的尖銳效果。

掌握制作高精度模型技術是徐徐漸進的過程，另一方面的藝術修養就需要著重訓練和強化的內容。

三、結語

由此可見，高精度模型的制作和教學，屬于視覺藝術領域，好的作品是技術和藝術的完美結合。高精度模型的制作，只有技術或只有藝術都是不完善的。只有通過以上三個方面的系統學習和大量練習的訓練，才能在高精度模型制作上取得較大提升。所以，高精度模型的教學在整個三維動畫教學和制作中是重要的核心與基礎，需要廣大師生著重注意和學習。

【參考文獻】

[1]戚震雨.ZBrush4.0次世代高精度角色模型制作大揭秘[M].北京：清華大學出版社，2012：98-120.

[2]殷均平.三維動畫模型制作技術[M].北京：中國水利水電出版社，2012：18-20.

作者簡介：

王健，工作于景德鎮陶瓷學院，畢業于廣州美術學院，獲碩士學位，藝術設計，動畫設計理論研究方向。

王璐，在讀研究生，就讀于景德鎮陶瓷學院陶瓷美術學院設計學專業，研究方向：陶瓷藝術設計與理論研究。