基于 建模工具在角色模型制作上的應(yīng)用

文/陳智勇

（泉州信息工程學(xué)院，福建泉州 362000）

當(dāng)下，不論是在電商產(chǎn)品的推廣上，還是在IP盲盒的宣傳上，三維角色的應(yīng)用比例都在不斷增加，相應(yīng)地，人們對其制作效率和創(chuàng)新要求也在不斷提高。例如天貓、京東等商家在“雙11”等大小節(jié)假日期間或是新推出盲盒系列時(shí)，大多使用三維角色造型進(jìn)行廣告宣傳，并拓寬自身文化價(jià)值的外延。從電子商務(wù)的發(fā)展及客戶的需求來看，三維角色的制作方向不再局限于嚴(yán)謹(jǐn)、逼真的人體模型，而是開始趨向具有鮮明創(chuàng)意的外輪廓以及富有個(gè)性化的體型和動(dòng)態(tài)。

1.參數(shù)化物體在建模初期的應(yīng)用

（1）在Cinema4d中建模的基本規(guī)律大多是從低面數(shù)到高面數(shù)物體的調(diào)整。比如BT21通IP系列，該系列結(jié)構(gòu)簡單，形象變化多樣，以正方體為初始造型進(jìn)行調(diào)整。其中的外星人TATA造型可以直接是一個(gè)正方體，初始X、Y軸各2段線，并為其添加細(xì)分曲面工具，再進(jìn)入立方體的點(diǎn)級(jí)別進(jìn)行調(diào)整，即可制作完成。

（2）建模前期，為了更好地把握角色的頭身比例，設(shè)計(jì)人員可以在正視圖中的全局坐標(biāo)（0，0，0）的位置創(chuàng)建一個(gè)圓環(huán)來作為角色比例的調(diào)整參考。在制作模型初期或是設(shè)計(jì)草圖階段，設(shè)計(jì)人員可以利用不同的參數(shù)化物體對角色進(jìn)行概念化的排列，從而快速得到該角色大致的體積和身高比例。此外Cinema4d添加了參數(shù)化人偶模型，這個(gè)人偶模型可以設(shè)置身高，其默認(rèn)身高為180cm。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)創(chuàng)作的需要先設(shè)置好身高，再根據(jù)人物高度的參考對比來進(jìn)行制作。

（3）Cinema4d的參數(shù)化球體可以切換其布線類型為六面體，適當(dāng)減少分段，然后就可以開始制作角色模型。這類球體大多用來制作傳統(tǒng)的三維角色模型，比如卡通潮玩角色、盲盒人偶等更精致、逼真的模型。和正方體加細(xì)分的方法相比，六面體球體是全四邊面布線方式，點(diǎn)線面充足，因此更適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)的角色，而用正方體加細(xì)分的方式去調(diào)整結(jié)構(gòu)變化較大的物體會(huì)十分方便。

（4）參數(shù)化物體轉(zhuǎn)可編輯物體。這一過程是指在角色比例用參數(shù)化物體架設(shè)之后，進(jìn)行外形調(diào)整。設(shè)計(jì)人員可直接按“C”鍵將參數(shù)化物體轉(zhuǎn)成編輯點(diǎn)、線、多邊形面的物體。因?yàn)镃inema4d軟件的基本對象和樣條線是用數(shù)學(xué)公式和參數(shù)創(chuàng)建的，即它們沒有點(diǎn)或多邊形面，因此無法進(jìn)行在點(diǎn)、線、面層級(jí)上的編輯。例如，不能選擇模型上的某個(gè)點(diǎn)、邊、面進(jìn)行移動(dòng)、縮放和旋轉(zhuǎn)，也不能應(yīng)用“擠壓”和“縫合”等建模工具。

2.快速把握角色整體造型和特點(diǎn)的四種工具

（1）細(xì)分工具：Cinema4d角色建模基本上都需要用到細(xì)分工具。首先，細(xì)分工具可以增加物體的線段，為模型進(jìn)一步深入調(diào)整創(chuàng)造條件。其次，在可編輯物體上添加細(xì)分工具時(shí)，設(shè)計(jì)人員可依據(jù)可編輯物體的結(jié)構(gòu)點(diǎn)來控制細(xì)分后的形體，從而達(dá)到調(diào)整造型的作用。最后，細(xì)分工具可起到平滑作用。在Cinema4d中新創(chuàng)建的物體都會(huì)添加一個(gè)平滑標(biāo)簽。此時(shí)，物體的平滑效果并不是真實(shí)的，即在渲染后仍然會(huì)有不平滑現(xiàn)象。只有在添加細(xì)分工具后，物體才具有真正平滑的模型表面。比如在角色頭部，設(shè)計(jì)人員會(huì)用線段少的球體作為基本體并添加細(xì)分工具來調(diào)整大的輪廓；當(dāng)要進(jìn)一步調(diào)整眼部或嘴部造型結(jié)構(gòu)時(shí)，模型線條不足以支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)，此時(shí)設(shè)計(jì)人員就可以將細(xì)分工具的細(xì)分等級(jí)調(diào)為1級(jí)，并塌陷模型，就能在模型結(jié)構(gòu)上增加更多的線段用以調(diào)整相應(yīng)部位的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，再次添加細(xì)分工具就可以得到更加圓滑流暢的模型表面。

（2）FFD變形工具：該變形器和細(xì)分工具相同，都是基于點(diǎn)級(jí)別的調(diào)整工具。不同的是，該工具默認(rèn)會(huì)在物體表面生成一個(gè)3×3×3控制點(diǎn)的線條框架，并且能根據(jù)需要添加相應(yīng)X、Y、Z軸的線條框架數(shù)量，利用框架上的控制點(diǎn)進(jìn)行模型的造型調(diào)整。該工具適用于形體結(jié)構(gòu)單一、表面起伏小的模型調(diào)整。例如，對于角色的舌頭，設(shè)計(jì)人員可以直接在轉(zhuǎn)為可編輯的球體上添加FFD變形器，通過對默認(rèn)數(shù)量的點(diǎn)來進(jìn)行擠壓和拉伸，從而實(shí)現(xiàn)任意卡通角色所需的舌頭。

（3）筆刷工具：類似于ZBrush和Mudbox等雕刻軟件中的筆刷，它是基于多邊形點(diǎn)級(jí)別的建模工具，通過模擬現(xiàn)實(shí)中的雕塑方式，同時(shí)配合數(shù)位板和壓感筆在屏幕上進(jìn)行直觀創(chuàng)作，從而避免了傳統(tǒng)三維建模中大量的參數(shù)化工作。Cinema4d筆刷工具的涂抹模式可以通過筆刷強(qiáng)度和半徑值來塑造形體，并且可以切換到平滑模式使模型面與面之間的過度更加圓滑流暢。

（4）磁鐵工具：該工具可以通過編輯對象的UV網(wǎng)格來影響物體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員可從多邊形物體或樣條中拉出一部分，單擊對象上的任何地方并拖動(dòng)光標(biāo)，離拖動(dòng)點(diǎn)越遠(yuǎn)，磁鐵對它們的引力就越弱。越靠近磁鐵拖動(dòng)點(diǎn)的多邊形結(jié)構(gòu)，受影響越大。筆刷工具相比，磁鐵工具更容易調(diào)整局部結(jié)構(gòu)。

3.具有創(chuàng)意的建模工具應(yīng)用

（1）布爾運(yùn)算應(yīng)用在模型結(jié)構(gòu)制作上是有效率的，雖然在模型布線上做不到完美，但模型的制作直觀、效率高。在布爾運(yùn)算后，為了降低不理想的結(jié)構(gòu)布線，設(shè)計(jì)人員可增加模型的分段，并且勾選布爾運(yùn)算中的“高質(zhì)量”“創(chuàng)建單個(gè)對象”“隱藏新的邊”這三個(gè)選項(xiàng)。由于這類模型不需要展UV和做動(dòng)畫，因此類似這兩段視頻中的模型運(yùn)用，布爾運(yùn)算是一種理想的方式。

（2）多邊形畫筆工具是Cinema4d中一種繪制式的建模工具，它具有自由靈活的特點(diǎn)，包括點(diǎn)、線、面三種繪制形態(tài)。通過該工具繪制的模型會(huì)比常規(guī)制作方式的模型更具有圓潤度和飽滿感，常用于Q版角色和一些不規(guī)則造型的制作。例如美國電視動(dòng)畫《探險(xiǎn)時(shí)光》主要角色團(tuán)塊公主的三維造型，就適合用多邊形畫筆工具來制作。團(tuán)塊公主的造型特點(diǎn)是，具有多處凸起結(jié)構(gòu)，整體呈現(xiàn)團(tuán)狀，具有蓬松感。用常規(guī)立方體布線再擠壓的方式制作，在效率上會(huì)比較低，同時(shí)要達(dá)到具有一團(tuán)多塊的體積效果，其操作會(huì)比較復(fù)雜。運(yùn)用多邊形畫筆工具的面模式進(jìn)行凸起塊的截面繪制，再擠壓出厚度，就能使凸起結(jié)構(gòu)保有圓潤感。通過該案例我們發(fā)現(xiàn)，多邊形畫筆工具在制作抽象物體造型上是具有效率優(yōu)勢的。

（3）體積生成與體積網(wǎng)格是Cinema4d在R20版本后新增的造型工具，該工具類似于融球工具和布爾運(yùn)算的結(jié)合。融球工具是將兩個(gè)物體根據(jù)物體間的距離、大小等因素計(jì)算出物體在不同狀態(tài)下的過度曲面，而體積生成所產(chǎn)生的過度曲面是相對固定的。體積生成還具有布爾運(yùn)算的加集、減集和交集功能。布爾運(yùn)算建立的模型結(jié)構(gòu)表面不會(huì)產(chǎn)生過度曲面，它是一種生硬的穿插效果，這并不適合于角色模型，而體積生成這種結(jié)構(gòu)過度曲面效果適用于大多數(shù)角色建模不同部位間的過度。運(yùn)用體積生成工具制作出模型的大體效果，再為其添加體積網(wǎng)格，就能生成正確的布線模型。比如在制作BT21卡通IP的羊駝RJ過程中，創(chuàng)建球體作為頭部以及頭部上方的棉花并放入體積生成中形成自然過度，作為棉花的球體可在體積生成中精確調(diào)整大小和前后位置并始終保持固定的過度曲面。布爾運(yùn)算無法做到這一點(diǎn)。

4.結(jié)語

傳統(tǒng)三維角色模型因?yàn)樾枰紤]到人體的生理結(jié)構(gòu)所特有的復(fù)雜性，使得在角色造型創(chuàng)作上具有較大的難度，造成千篇一律的制作方式和同質(zhì)化嚴(yán)重的視覺形象，從而使產(chǎn)品失去個(gè)性，讓品牌無人關(guān)注。隨著Cinema4d多種建模工具的不斷開發(fā)，新理念的功能將不斷運(yùn)用到角色的概念設(shè)計(jì)中，從而激發(fā)出創(chuàng)作靈感。例如，插畫家Mattey運(yùn)用Cinema4d簡單的參數(shù)化物體進(jìn)行角色制作，角色結(jié)構(gòu)簡單且充滿時(shí)尚氣息。因此Cinema4d軟件不應(yīng)僅僅作為制作角色的一款高效工具，更應(yīng)該成為一種多樣化角色創(chuàng)作的渠道。