Maya三维动画+游戏建模案例教程（下篇共上中下3篇）

三维软件课程本章内容：游戏道具单手斧3DSoftwareFoundationMAYA

案例分析

游戏建模和影视动画建模有很大的不同，主要区别在于前者有更严格的控制资源的要求。游戏互动是实时计算的，应用时很多玩家、很多角色在同一时间产生交互行为，对计算机、手机等载体产生较大负荷。而影视动画是单线的传播方式，模型和渲染都可以在漫长的准备期内完成，在正式应用播放时对载体的硬件要求不高。所以影视动画的角色模型可以有几十万甚至几千万个面，而普通游戏的角色模型一般只有数千个面。控制资源是游戏建模的核心思想，从而产生了游戏独有的建模、拆分UV和贴图绘制规范。游戏模型的“简”，其实是一种科学合理到极致的简洁和概括，是戴着“镣铐”限制仍能进行舞蹈的艺术。

基于优化资源的原则，游戏道具模型注重每一条结构线的合理利用。因为大多数道具没有动作需求，所以道具模型布线只需考虑外形结构，不用预留动画空间；对结构造型帮助不大的点、线尽量不要出现，被遮盖的底面、内面也尽可能删去。圆柱体和球体造型不需追求圆滑的转折效果，用较少面加结构线软化边的方法做出大致视觉效果即可。一些体积较小但结构复杂的细节造型，可用贴图方式绘制而不需要具体建模。

案例分析

游戏模型的面较少，外形相对简陋，贴图要承担更多表现物品质感和造型细节的功能。可以说，贴图制作能力的强弱决定了游戏模型的质量。需要手绘的游戏模型贴图，拆分UV时要优先考虑绘制的方便，而不是简单平摊开即可。拆分的UV尽量成大团块，接缝尽可能少并放在不显眼的位置。为了节省贴图空间，道具类物体的UV边缘可拉直，即使贴图效果小有拉伸也没关系。

斧头是游戏里常用的冷兵器，关联了角色的战斗方式和技能。制作时用相对精简的面数完成模型搭建，并对多个部件进行UV重叠以节省贴图空间，最后导出UV快照到Photoshop中完成贴图绘制。读者通过对本案例的学习，可以了解游戏建模的流程和制作规范，并掌握金属和木头质感的绘制技巧。本章要点•游戏模型和动画模型的主要区别。•游戏模型贴图的作用。•游戏道具的建模特点。•游戏道具单手斧建模和UV拆分。•游戏道具单手斧贴图绘制。

案例分析

在不影响外形的前提下，游戏建模时应尽量节省面数。真实斧头有个中空的环洞，方便斧柄穿插；但在游戏中这个中空的洞是被遮住的，为了节省面数可以略去不制作。斧头部分尽量在同一块模型上拓扑，体现厚重感和坚固度。斧柄和护箍都用八棱柱拓展，在省面的基础上也有较好的圆滑度。

在拆分UV时，两个小护箍可以共用同一个UV，护箍的底面和顶面UV也可以重叠，以便节省贴图空间。斧柄和护箍的UV边缘可以进行拉直处理，既方便贴图绘制，又能减少空间占用。

贴图绘制时，先铺大色块进行基本定位，再逐步画出层次感和质感。斧柄为木质，贴图以基本纹理为主，明暗反差不大。斧头为金属，有对比强烈的亮暗面，结构转折处有锐利、清晰的高光。作为初学者的第一个游戏模型案例，绘制软件使用大众熟悉的Photoshop，以减轻初学者的学习负担。

观察和分析模型，寻找最佳的减面和节省UV空间的方案，体会木质质感和金属质感的绘制表现有何不同。课程目标：（1）学习游戏道具UV拆分方法、材质绘制技巧；（2）了解游戏企业关于建模的制作规范。主要命令：插入循环边、挤出。主要知识点：控制面数、在有UV拆分的意识下进行布线、点在斜面上的挤压对齐、Photoshop的使用等。

单手斧建模贴图

创建一个八边体作斧柄。再创建一个略大一点的八边体挤出斧头的基本宽度。斧头建模

单手斧建模贴图

加线挤出两边的斧刃，再加上护箍。（具体操作请看教材和教学视频）斧头建模

单手斧建模贴图

斧柄执行摄像机投射UV，剪开后再进行UV拉直。（具体操作请看教材和教学视频）斧柄UV拆分

单手斧建模贴图

护箍执行摄像机投射UV，剪开后再进行UV拉直。（具体操作请看教材和教学视频）护箍UV拆分

单手斧建模贴图

斧头执行摄像机投射UV，调整外形避免大拉扯。整理UV分布并进行UV快照保存图片（具体操作请看教材和教学视频）。斧头UV拆分

单手斧建模贴图

（1）在Photoshop中，根据UV的形状和位置，给斧头、斧柄、护箍等部分填上一个基本色块；每一个部分单独一个图层，大致分出亮面、暗面、反光等区域。（2）把原先分界比较明显的色块进行柔和过渡，根据参考图画上简单花纹，给花纹加上色块做出厚度。给斧头增加一些金属肌理。在新层给斧头加一些高光，画出金属质感。木柄部分降低对比。（具体操作请看教材和教学视频）斧头UV拆分

游戏道具建模

参考习作

思考与练习

思考与练习：（1）简述游戏模型和动画模型有何不同，为什么存在这些不同？（2）利用学过的知识，选择一个游戏道具进行建模和贴图，模型布线和UV拆分遵循游戏制作规范。（3）进行白银、青铜、木料、皮革等质感的绘制练习。

三维软件课程本章内容：游戏角色建模+头像布线与拓扑3DSoftwareFoundationMAYA

游戏角色建模案例：医疗女战士

角色建模是游戏制作中最常见，也是需求量最大的工作。只有角色模型制作完成以后，才能进入绑定骨骼、调动作、添加特效等后续制作环节。进行角色建模要先分析原画要求，如角色是什么背景设定、大小比例如何、衣物道具有何特殊要求等。制作时要控制模型面数，同时考虑UV拆分及利用问题，合理利用贴图空间。相对于静止的场景和道具模型，游戏角色模型通常有行走、攻击、死亡等动作，建模时需根据动作需求来进行合理布线。在手肘、手腕、膝盖、大腿根等关节部位必须有2～3条结构线，以保证动作时角色模型不变形。如果有脸部表情动画，则需要在眼眶和嘴巴处进行圆形布线，吻合五官动作的肌肉走向。模型建好后进行检查，排除废点、废面，处理未缝合的点；最后删除创建历史参数，把轴心点重置归零（坐标原点位置），以便导入引擎。本章要点•游戏角色模型的布线规律。•游戏角色的建模思路。•游戏角色医疗女战士的建模。游戏卡通角色建模制作要点

按照企业的游戏制作标准，根据原画进行人物角色建模。课程目标：（1）学习游戏角色的头像、躯体、衣物的建模方法。（2）理解头部和躯体的布线原理。（3）当前已具有一定的自由创作能力，可同步提高学习能力和自我解决问题能力（能自己看懂网上教程并能最终解决问题）。主要指令：插入循环性边、挤出、多切割、合并顶点、编辑网格>复制面等。主要知识点：控制面数、头部的基本布线、眼睛的布线、头发布线时概括塑造、手臂和身体的衔接办法等。游戏卡通角色建模制作要点

模型和3D打印

课程作业和应用：

对作品进行3D打印。

图为学生建模和打印的作品

作业要求：把自己创作的建模作品进行3D打印。高人气学生作品——黄同学的兔子表情包

模型和3D打印

把自己创作的建模作品进行3D打印。

高人气作品——黄同学的兔子表情包（在小红书也获得4000多高赞）

模型和3D打印

部分同学到学校3D打印实验室体验打印流程操作。

主要体验：

1、打印操作步骤要点

2、三维作业模型和3D打印模型之间的区别

3、打印难度环节有哪些？体验哪些造型适宜打印，又有哪些造型不宜打印？

模型和3D打印

3D打印体验

模型拓扑和布线的必要性

1、

ZBrush雕刻的模型面数多，且布线不宜作动画

2、

高面数的模型不易编辑，无法在引擎里运行3、

动画或者游戏应用的模型，需要更少的面和更规范的布线

头部肌肉特征

头部、颈部主要肌肉群：

额肌、枕肌、眼轮匝(za)肌、口轮匝肌、提上唇肌、提口角肌、大小颧(quan)肌、咬肌、降口角肌、降下唇肌、颊肌、颏（ke）肌

胸锁乳突肌、斜方肌、喉结

头部、颈部主要肌肉群：

额肌、枕肌、眼轮匝(za)肌、口轮匝肌、提上唇肌、提口角肌、大小颧(quan)肌、咬肌、降口角肌、降下唇肌、颊肌、颏（ke）肌

胸锁乳突肌、斜方肌、喉结

头部肌肉特征

头部模型特征

头部、颈部主要肌肉群：

额肌、枕肌、眼轮匝(za)肌、口轮匝肌、提上唇肌、提口角肌、大小颧(quan)肌、咬肌、降口角肌、降下唇肌、颊肌、颏（ke）肌

胸锁乳突肌、斜方肌、喉结

表情肌的不同运动，构成各种表情，如皱眉、微笑、张口等

头部肌肉特征

数字模型特征三维模型的布线，不是真实人体结构的再现，而是兼顾数字制作便利后的归纳提炼

写实头部模型的布线规律。

通常两个眼睛各形成一个圆圈，嘴唇周围形成一个小圆圈，从鼻梁、法令纹到下巴处形成一个大圆圈。（课外辅助：自己对着镜子作各种表情，观察五官的肌肉走向，理解这几个圆圈布线的作用）。

数字模型特征

写实头部模型的布线规律。

通常两个眼睛各形成一个圆圈，嘴唇周围形成一个小圆圈，从鼻梁、法令纹到下巴处形成一个大圆圈。

数字模型特征

写实头部模型的布线规律。

通常两个眼睛各形成一个圆圈，嘴唇周围形成一个小圆圈，从鼻梁、法令纹到下巴处形成一个大圆圈。

数字模型特征

写实头部模型的布线规律人眼、嘴部圆形越多越有利于肌肉的伸展，更适合表情制作。多边形建模一般要兼顾圆滑后的效果，但是，五星、三星、多边形、三角面再圆滑后会有不平整的表现，产生瑕疵.五星、五边形在表情上会难以控制，不能很好的伸展，一般哪里出现五星，伸展便会在哪里截止。不可避免的情况下，将三星、五星尽量藏在肌肉运动幅度小或者主视线以外的地方

数字模型特征

模型布线的意义1.能用最少的面，表现出最好的结构感2.方便减少线段，便于制作LOD模型，以适应多种场景的切换3.方便增加线段，例如进ZBrush进一步深入雕刻细节4.如果有涉及到动画制作，那么好的布线也方便刷模型的蒙皮权重5.好的模型布线方便UV的拆分布线疏密的依据1、运动幅度大的地方，线条密集，包括关节部位，表情活跃的肌肉群。（1）用来表现细节；（2）使伸展更方便。2、运动幅度小的地方，线条稀疏，包括头盖骨，部分关节和关节之间的地方布线的准则：动则平均，静则结构

数字模型特征

游戏卡通模型的布线：由于游戏模型脸部不需作表情动画，所以可尽量简洁，不作眼、嘴肌肉布线。

数字模型特征

游戏卡通模型的布线：由于游戏模型脸部不需作表情动画，所以可尽量简洁，不作眼、嘴肌肉布线。

数字模型特征

游戏卡通模型的布线：由于游戏模型脸部不需作表情动画，所以可尽量简洁，不作眼、嘴肌肉布线。

数字模型特征

基础头型

先调出模型的侧面轮廓，再向外挤出面，在耳朵部位缝合。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色头像建模案例：医疗女战士

五官建模

额、眉、眼、鼻、嘴各有一条横线，纵线有鼻、眼（2条），眼框10条边。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色头像建模案例：医疗女战士

头部Arnold渲染

Arnold（阿诺德）渲染核心操作是灯光+材质。本案例学习的渲染方法分为两部分，一部分是在渲染设置里设置：选择渲染器类型，设置渲染尺寸，增加模拟环境光，调整渲染精度等；另一部分是在材质编辑器（Hypershade）里设置：选择合适的材质球，调整颜色等（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色头像建模案例：医疗女战士

躯体与手臂建模

八边圆柱体作为躯干，手臂和守单独制作，再和躯干拼接。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色头像建模案例：医疗女战士

腿部建模

腿和鞋子也是单独制作，再和躯干拼接。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色头像建模案例：医疗女战士

衣服建模

逐一加上衣服、饰物。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色头像建模案例：医疗女战士

全身白模渲染

白模渲染。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色头像建模案例：医疗女战士

学生作业

角色建模案例

学生作业

角色建模案例

思考与练习

思考与练习：（1）找一个喜欢的角色的模型玩具，自行拍摄三视图并进行建模。（2）根据游戏原画和三视图，按照游戏制作规范制作一个人物角色模型。

当前很多在全球广泛流行的游戏都采用手绘贴图模型，如《英雄联盟》《王者荣耀》等。手绘贴图模型的面较少，所需计算量少，可兼容较低配置的载体设备，适合广大的游戏用户群体。游戏中的手绘贴图是指使用绘图软件绘制，体现模型的造型、颜色、光影、质感关系的数字图像。手绘贴图的模型只有漫反射和透明度两个信息通道，物体的光影和色彩关系无法通过实时光影计算，需要制作者自行分析并通过良好的美术技能绘制出来。手绘贴图的角色模型一般会默认顶方斜45°光源，这也是玩家进行游戏时的俯视视角。素描中的五大调子关系，如高光、中间调、明暗交界线、反光、投影等要素，在游戏模型贴图中依旧存在。不过贴图中的暗面和投影不能如绘画般采用灰色，而是要保持一定的色彩饱和度，让模型能从复杂环境中凸显出来。角色模型包含人体和衣物盔甲，涉及的材质通常有皮肤、毛发、金属、皮革、布料和木料等。各种材质都有独特的纹样肌理和光影效果，如金属有硬朗的轮廓、强烈的亮暗反差和明确的高光范围，而布料形态转折柔和且没有明显的高光边缘。各种材质的绘制表现是手绘贴图模型的核心工作。绘制贴图时，相同的部位常独立创建一个绘图文件夹。先用深色勾线和不同的平涂色块进行初步定位；再用大笔触进行明暗过渡，逐层画出质感。游戏卡通角色贴图要点

手绘贴图角色模型的UV拆分要服务于绘制。那种把UV全平摊开，但碎片较多，且脸部变形的UV拆分法不适用于游戏模型，会导致脸部绘制难度加大，同时接缝过多导致过渡生硬。游戏角色头部模型的UV常规拆分法是正面保持平视角度，侧边连接脸颊、耳朵，上方连接额顶至发际线，下方连接下颌、脖子；让整个正侧面头部UV都结合一体并保持正面脸部不变形，脖子、后脑等次要部位UV可拉伸。服装的UV拆分可以进行边缘拉直，以节省贴图空间。本章讲解卡通风格的游戏人物角色模型的贴图。所用模型是前面制作的医疗女战士，内穿紧身护士短裙，外披蓝大褂。制作时把模型UV按相应规范拆分好，利用Bodypaint3D进行定位，在平面软件中完成贴图工作。通过对本案例的学习，读者可掌握游戏角色模型UV拆分展开的方法，学习皮肤、毛发、布料等材质的绘制技巧，能够应用制作规范完成游戏角色模型的贴图工作。本章要点•游戏角色模型的UV拆分规范。•贴图的绘制思路。•医疗女战士模型的UV拆分。•医疗女战士模型的贴图绘制。游戏卡通角色贴图要点

UV拆分

把脖子、耳朵和后脑的UV线剪切开，创建一个圆柱体映射UV。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色贴图案例：医疗女战士

UV拆分

把躯体的UV分部位展开，并进行边缘拉直，以方便画贴图。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色贴图案例：医疗女战士

UV拆分

头发、饰物UV逐一拆分。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色贴图案例：医疗女战士

UV拆分

在UV快照图中另起新层填充色块，逐个完善贴图。（具体制作过程请参考配套教材）游戏角色贴图案例：医疗女战士

按照企业的游戏制作标准，根据原画进行人物角色建模。课程目标：（1）学习拓扑工具的运用及技巧。（2）学习头像的结构布线规律。主要知识点：拓扑需要在高模的表层上进行操作，高模应先设置为“激活”状态。选择模型，执行菜单“修改>激活”(Modify>MakeLive)指令或在“状态行”(StatusLine)中选择“激活”(MakeLive)图标，模型就进入“激活”状态。（小贴士：物体处于激活状态时，所有的创建编辑点线面行为都将只在该物体的表层进行）。Shift+鼠标左键：点击有四个点的中心区域，创建一个四边形Tab+鼠标左键：拖拽边可快速创建一个相邻四边形Tab+鼠标中键：拖拽边可快速创建一排相邻四边形Ctrl+鼠标左键：添加循环边Ctrl+Shift+鼠标左键：删除角色头像高模拓扑制作要点

头部是卡通形状，尽量保持球状的大形，不加太多结构线，以免破坏脸部的圆润感。因为游戏模型的头部不需表情动作，所以布线上不用考虑眼眶圈、嘴轮圈的动画所需结构线，以纵、横向为主的布线也降低初学者的学习难度。头发的大部分形状是左右对称建模，前段刘海有差异性，需单独建出。

游戏卡通角色头像建模制作要点

用已有的高模拓扑为低模，布线特点是保持四个圈圈：两个眼睛各形成一个圆圈，嘴唇周围形成一个小圆圈，从鼻梁、法令纹到下巴处形成一个大圆圈。

角色头像高模拓扑制作要点

用已有的高模拓扑为低模，布线特点是保持四个圈圈：两个眼睛各形成一个圆圈，嘴唇周围形成一个小圆圈，从鼻梁、法令纹到下巴处形成一个大圆圈。

角色头像高模拓扑制作要点

角色头像高模拓扑制作要点

角色头像高模拓扑制作要点

参考作品

游戏角色建模案例

思考与练习

思考与练习：（1）游戏角色模型的UV拆分有哪些要点？（2）根据学过的知识，拆分一个游戏模型的UV并绘制贴图。（3）进行毛发、布料、皮肤等材质的绘制练习。

三维软件课程本章内容：PBR流程游戏模型制作3DSoftwareFoundationMAYA

案例分析

PBR即PhysicallyBasedRendering，意思为基于物理属性的渲染。这是一种被电影和游戏业界广泛使用的着色和渲染技术，PBR流程下的模型视觉表现更加符合物理规律，光照表现也更逼真。

传统手绘的游戏模型把阴影和高光信息画在漫反射贴图上，这些光影位置是固定的，没法跟随物体运动而改变，因此显得真实性不足。使用PBR流程制作的游戏模型一般包含漫反射、法线、金属度、光滑度、粗糙度、环境光遮蔽等贴图，这些贴图提供了如凹凸结构、遮蔽阴影、环境反射等物理信息，让模型质感更真实，而且在不同的光照环境下都可得到比较合理的光照表现。

使用PBR流程制作的游戏模型在业界也常被称为“次时代模型”，意思是采用下一代建模标准制作的精良模型。这种模型具备两个特征：有更高的模型精度和有基于物理渲染的贴图质量。但高精度模型所需的性能开销大，容易卡滞游戏引擎，并不符合游戏建模中节省资源的原则。因此，需要采用低模配高品质贴图的办法来平衡精度和流畅度。

案例分析

使用PBR流程制作模型的步骤为：制作高模→拓扑低模→拆分低模UV→将高模的细节烘焙贴图给低模→绘制修改贴图→完成制作。高模的产生可以先在Maya、3dsMax中制作中模后再导入ZBrush雕刻而成，也可以在ZBrush中直接制作出来，或者通过一些3D扫描软件获取。由于高模的面数可达数千万，无法在游戏引擎里流畅运行，所以需要重新拓扑为大众计算机或手机配置能运行的低模。高模的意义在于提供烘焙贴图，让低模通过贴图在视觉上也能获得高模的细节效果。烘焙通常在SubstancePainter中完成，通过计算生成基础颜色、法线凹凸、环境光遮蔽、高度、金属度、粗糙度等贴图。

本章讲解使用PBR流程制作男性头像游戏模型。先用Maya将高模拓扑为低模，再在SubstancePainter中烘焙贴图和完成皮肤、眉毛、眼球等部位的绘制。通过对本案例的学习，读者可以理解低模人物角色的头部布线规则，掌握利用SubstancePainter烘焙贴图和绘制材质的技巧.本章要点•人物角色头部的布线规律。•利用Maya将高模拓扑为低模。•利用SubstancePainter烘焙贴图和绘制材质。

案例分析

制作思路为高低模烘焙→制作皮肤高度肌理→制作皮肤亮暗部对比→制作皮肤基础纹理和粗糙度→添加皮肤的红蓝绿杂点→制作胡茬、眉毛、嘴唇等→调整皮肤透光度→制作眼球。利用Maya把高模拓扑为低模，利用SubstancePainter进行写实皮肤绘制。课程目标：（1）学习将高模拓扑为低模的技巧；（2）理解头部模型的布线原理；（3）掌握用SubstancePainter进行头像贴图的流程，以及图层遮罩的应用技巧；（4）理解各图层在写实皮肤绘制中的主要作用，构建逻辑思维。主要命令：Maya的四边形绘制、UV编辑器、SubstancePainter的图层和遮罩应