浅谈三维动画写实人物模型制作.doc

浅谈三维动画写实人物模型制作 摘要：随着时代的发展，动画的制作手法，已经由先前的二维平面开始慢慢向三维方向转型。而且随着三维技术的不断完善和发展，现今的三维动画已经慢慢开始深入人心。虽然三维动画的组成部分很多，而基础部分模型制作，在很大程度上决定了动画片中的角色性格。在模型制作方面，如果想要使自己的模型制作水平提高，通过对人的写实性模型制作，是不可缺少的途径。本文主要通过对真实人物模型制作方法的探寻，来提高对建模的认识以及实际操作的能力。关键词： 结构 ； 合理性 ； 疏密度 ； 布线 我们知道，建模是3D动画创作的首要工作。我们创作开始的时候，第一接触的就是建模，而由于人的生理结构比较复杂，这就使的人物建模难度很大。又因为人物角色是很重要的部分，对人物的建模要求就会很高。在创作的过程中，会发现自己创作的人物模型不像，或是不好看，其实原因很简单，就是缺乏对人物形态结构和比例的了解。模型的制作首先要求制作人员要拥有一定的美术功底，即要有人体结构知识，一定的空间塑造能力。三维模型的制作就像是做雕塑，只是各自使用的工具有差异而已。三维模型的制作不同于我们现实生活中的雕塑的是，它在一个平面的操作界面上进行，用很多的面来组成一个物体。即我们在软件中所做的东西，不能像平常一样很容易的分出一个物体的结构。即使知道它的结构组成，也要具有用点与面来结合的能力，以便让其在三维软件中表现出来。 一.对人体结构要有初步了解 在制作中要遵循制作规律，即从大结构入手，逐步深入刻画细节。写实性的人物制作，这点更加重要。首先要从正确的人体比例开始。动画人物角色的制作，毕竟是要有一定的艺术性在里面。人体的大致比例要求不一定要像现实中的那样完全一致。“在欧洲的人体造型中，使用的比例，一般采用以身高和头高相比。理想化的男性成人直立时，头高为身高的18。女性人体，虽然头高也为身高的18，但是女性人体皆为长躯干型，躯干和下肢的比例系数大于男性人体。”1（P.9）所以，我们可以进行合理的艺术加工，人物为了美观可以做八个头高。这样可以不失真实也不乏美感。（如图1） 确定了人体比例后，我们要了解人体的大体划分。就是我们在建模中，要先将人体分割，各个部分我们可以将它归纳成什么样的几何物体。人体由骨骼，关节，韧带，肌肉等组织构成了一个有机的整体。其结构左右对称，能形成运动繁复多变的人体形态。为了方便了解，我们把人体分了头颅，躯干，上下肢。人体段落的分割线，一般是在人体各部分结构的衔接处和穿插处。人体各关节的主要肌肉与骨骼相连，在体表呈现明显的转折，凹凸等标记，形成了各部分段落的控制线。通过这些线，我们把人体大致分成了头颅，颈，胸腔，腹腔，盆腔，四肢。“必须承认我们不能记住很多复杂的图形，所以绘画人体之前最好先考虑所要画的人体主要由那些形状组成。”2（P.44）这些就为我们制作模型的时候提供了参考。创作一个人物模型的时候我们就可以把模型先分成这样的一些大体块（如图2）然后慢慢刻画细部。 人物建模是公认的比较难的建模部分。说它难是因为它不像是机械类的模型，只要找到详细的参考图，每个零件相对是很规整的，制作出来拼在一起就可以了。角色人物就不同了，除了形的“准”外，还有“神”的问题。一个好的模型作品必须是神形兼备的。就单说“形”也不容易作到准确。系统学过绘画的人都知道，人物是最难画的。因为人的结构复杂，外型变化微妙，比较难把握好。就以头部来说，单从（图3）这张人头肌肉来说，就可看出人的头部肌肉分布的复杂性。而我们的真实人物模型的基础就是人的结构。一副人物模型的逼真度很大一部分就在人的头部，加之模型将来的表情动画，头部的重要性可想而知。当我们把大体的框架弄好后，接下来的就是细节部分。我们如何将人物模型做的逼真而又在将来的动画部分不出问题，模型的布线就是关键。模型线有什么作用？线要怎样放置才算合理？这些问题是学习模型制作的人都想过的问题。现在3D建模有很多方法，POLY（多边形）建模是用的比较广泛的一种。组成面的这些线，就是我们建模时候用来确定外形的工具。我们在操控这些线的时候，不仅是为了确定外形，作为模型的灵魂组成部分，不论线的功能，还是为了将来的动画调节，线的合理性都是很重要的。二. 制作过程中的探寻线的合理性首先就是用线的疏密度。不论是工业建模还是人物建模，我们遵循的原则是先简后繁。就是在开始建模的时候就要注意用线的先疏后密。比如同一个人的头部模型，可以2000面来表现，也可以用10000面来表现。而为了方便制作和修改，开始的时候就要以最少的面来表现头部的大体轮廓，而后开始深入加工。如（图4） 讲究线的疏密还要将人体结构和肌肉加以考虑。如头部，为了让人物“形”似，就要准确合理的放置线条。比如眼睛部位，由于眼睛将来要做表情动画，线的走向就要依从眼轮匝肌的生长规律。围绕着眼球做圆形布线，圆圈线的部位也要和眼轮匝肌相同，这样为以后的表情调试打基础。如果在眼睛，嘴周围用线太少，没有足够的可控点，做表情的时候是肯定做不到位的。这就要求对设置，动画有一定了解。也就是要知道运动的原理和方式，才能自由的控制目标体模型线的疏密度。 有人认为在能够刻画出结构的同时，线用的越少越好。这样的想法是不完全正确的。线过少就会造成肌肉变形，可控性降低。模型的布线不单单是以定型为目的，模型还要为日后的动画着想。即使是做单帧，也要为贴图的绘制而考虑。在什么地方用线可以适当的少，在那些地方要布线紧密，动手之前都要先拿捏好，做到心中有数。在布线的时候，运动幅度大的地方线条要密集。包括关节部位，表情活跃的肌肉群等地方。如上图，眼睛和嘴的在表情动画中变化比较丰富，这些地方线就要布的密集。耳朵的形体复杂，线条密集是为了表现细节。头盖骨那里肌肉运动较少，运动的幅度也小，线就可以分布的稀疏。注意了线的疏密，还有就是要有一个合理的布线方法。什么样的布线方法是合理的，是科学的呢？在POLY建模的时候，一个物体可以出现三角面，四边面，五边面。而普遍的认为是四边形的面比较理想，所以就有偏激的认为人物模型全是四边形面为最好。但由于人的结构比较复杂，在制作模型的时候，三星，五星线，三边面，五边或更多边形面的出现是不可避免的。追求合理的布线方法，大家也一直在探寻。以三维软件的工作计算原理来说，均等的四边形所制作出的模型，在运算速度，后续的展开贴图画贴图，以及以后的蒙皮，肌肉变形等方面的工作时候提供了很大的便利。而且在外形修改的时候，可以更加方便雕刻刀工具来制作。那么，四边形的排列布线方法就是最合理的呢？我们可以看一张图片来说明。如（图5）,这种排列布线的方法要想体现更多的肌肉细节的话，就需要用很多的面来体现，这样面数就会成倍的增加。而这样的模型在真实动画人物模型中是很少用到的。它一般只用在比较苛刻的视觉电影角色方面。所以这样的模型对动画来说是很少运用的。为了表现人体的结构，还有人用到结构法来做模型。结构法，顾名思义，就是完全按照人体的结构来分布线，一切都为了体现人体结构。但这样势必会产生很多的三角面，五边形面。这样的模型在渲染的时候就会出现表面的不平整。就如(图6)所看到的出现三星线和五星线的地方在渲染后就有明显的不平整。完全的结构法布线难免会出现这样的问题，这就对模型的光滑和美观造成影响。既然不同的布线方法有不同的利和鄙，我们就可以采取折中的方法，把两种方法的长处结合起来运用。四边形的布线方法对大幅度的伸展动作有很好的效果，就可以将这样的线分布在人体活动范围比较大的骨节，肌肉部分。这样就可以保障伸展空间要求比较大，变形比较复杂的部位有充沛以及合理的伸展走向来支持大的运动幅度。而变形小的部位就用结构法做足细节，因为这些地方的运动及可伸展性小，有要能展现出结构，这样的地方运用结构的方法布线是再好不过的。 如（图7），眼睛和嘴的周围是人脸上表情最丰富的区域，这里的线就要考虑脸部的肌肉走向和将来的表情动画要求。在眼眶和嘴周围，都是用比较规整的四边形布线，这就最大限度的满足了肌肉的收缩变化。而耳朵部分，肌肉的活动很少，为了表现耳朵的形状，这里就采用结构法布线。可以看见这里有很多的五星线甚至六星线的存在。脖子部位由于活动范围大，这里的线又回到了四边形面的排布。 对于模型的不同部分，就要用不同的布线方法。这些技巧就要制作者在不断的制作与学习中摸索。随着模型线的不断分布，就会出现三星，五星线。这有遇见了如何去处理这些不太理想的线接处的问题。模型上的五星或五边形在圆滑后会在表面造成瑕疵，更为重要的是在表情或肌肉变形的时候会难以控制。五星或五边形能导致肌肉不能很好的伸展，一般情况下，哪个地方出现五星，伸展或变形就会在哪儿停止。这样就直接影响到了模型后期的动画调制。所以就要很好的把这样的线处理好，不影响以后的工作。人的脸部作为人的灵魂地域，这里的线比身体要求更高。由于这里结构的复杂性导致了脸部五星的必然出现。在处理脸部五星的时候，我们要将其远离脸部肌肉的活动群部位。尽可能的把它们隐藏在肌肉运动幅度比较小的部位，或者是在我们主视线以外的地方。如何处理好这样的线，在自己不断的练习建模和熟悉软件工具的同时就会了解。这些就是需要积累的技巧性的经验。 制作技巧，来源于对工具的运用和练习。软件，它具有先天的技术性在里面，技术性的东西往往比较难熟练掌握。做模型也是一样，要不厌其烦的去练习，去了解软件，才可以为自己创作真实性的作品打好基础。有道是：熟能生巧。3D制作软件就是一件工具，在开始学习的时候必然会有麻烦，有问题。在逐渐了解和掌握工具的同时，就会提高技术。像真实的人物模型制作，是要建立在理论与技术结合上的。人物模型制作需要系统的人体结构知识，要求对软件的运用能得心运手。以成熟的软件运用技术做工具，以全面的人体结构知识做理论指导，这样就可以做出真实的人物模型来。（如图8）三. 电脑动画创作与手绘写生的融合虽然前面部分我都是在讲电脑动画制作。但我们更应该认识到基础手绘能力的重要性。这也是我经常强调的一个观念：电脑只是工具，好作品靠的还是人脑。在创作中，很多人会迷惑于具体运用什么手法：三维还是二维，CG还是手绘。而在我看来，这些都只是一个创作手段的不同而已，他们的本质是相同的。如果一定要归纳一下他们的异同点，也只是立足与其表现形式的差别。 具体要运用什么样的手法，当然首先取决与你的创作性质。如果是进行前期创意性质的人物设定工作，那当然是运用手绘的二维表现方法为宜。因为和电脑三维建模相比，手绘的方式更灵活，更随意，也更能激发创作灵感。你可以在成稿之前多进行素材的写生，再进行艺术性质的加工。这也是二维手绘的一大亮点：作者可以主观地加入各种艺术表现性质。而电脑动画创作是立足与手绘的，但和传统的逐帧手绘的方式不同，它在速度、灵活性、可操作性等许多方面又有自己不可比拟的优势。我们只有将两者融合，即重视手绘写生基础，又培养电脑创作技能，才能制作出真正优秀的作品。 总之，一个事物，它不是孤立存在的。理论与实践是相互补助的，实际生活中的各种知识也是一样。人物模型的制作是个多元组成部分，把我们的美术理论知识与软件技术性之类相结合，这是一个模型师在美术修养上所必须的。真实的事物，我们可以去触摸，去感受。而写实的手法，就是为了更加真实的去反映真实事物。我们所制作出来的写实事物，是建立在我们对真实事物的了解与加工。通过对写实对象事物的了解来增加自己的内涵与修养，这才是我们学习的真正目的。而写实性的人物模型制作也就是这样一个工具，通过它把所学习的理论与实践相结合起来。参考文献：1 王炳耀.人体造型解剖学基础M.天津：天津人民美术出版社，2001.2 美乔治伯里曼.伯里曼人体结构绘画教学M.晓欧，辛昕，小野译； 南宁：广西美术出版社，2002.网络资源：火星时代网图片来源： 图1） 人体造型解剖学基础 （图2）伯里曼人体结构绘画教学 （图3） 艺用人体解剖图 （图4） （图5） （图6） （图7） （图8） 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿