淺析maya軟件建模的基本流程

徐國艷 蘇家有

摘 要：學習三維建模的人必須在掌握三維建模的流程（創(chuàng)建模型、UV拆分、貼圖繪制、燈光設置、渲染設置）基礎上，學習和掌握其相關的建模技巧和造型能力，了解模型的精度級別以及制作規(guī)范，才能做出精美的模型。

關鍵詞：maya；UV拆分；流程

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

3D建模通俗來講就是通過三維制作軟件通過虛擬三維空間構建出具有三維數(shù)據(jù)的模型。3D建模大概可分為：NURBS和多邊形網格。NURBS對要求精細、彈性與復雜的模型有較好的應用，適合量化生產用途。多邊形網格建模是靠拉面方式，適合做效果圖與復雜場景動畫。綜合說來各有長處。

3D是three-dimensional的縮寫，就是三維圖形。在計算機里顯示3D圖形，就是說在平面里顯示三維圖形。不像現(xiàn)實世界里，真實的三維空間，有真實的距離空間。計算機里只是看起來很像真實世界，因此在計算機顯示的3D圖形，就是讓人眼看上就像真的一樣。人眼有一個特性就是近大遠小，就會形成立體感。計算機屏幕是平面二維的，我們之所以能欣賞到真如實物般的三維圖像，是因為顯示在計算機屏幕上時色彩灰度的不同而使人眼產生視覺上的錯覺，而將二維的計算機屏幕感知為三維圖像。基于色彩學的有關知識，三維物體邊緣的凸出部分一般顯高亮度色，而凹下去的部分由于受光線的遮擋而顯暗色。這一認識被廣泛應用于網頁或其他應用中對按鈕、3D線條的繪制。比如要繪制的3D文字，即在原始位置顯示高亮度顏色，而在左下或右上等位置用低亮度顏色勾勒出其輪廓，這樣在視覺上便會產生3D文字的效果。具體實現(xiàn)時，可用完全一樣的字體在不同的位置分別繪制兩個不同顏色的2D文字，只要使兩個文字的坐標合適，就完全可以在視覺上產生出不同效果的3D文字。

建模的軟件有很多，常見的有3D MAX、AutoCAD、MAYA、Softimage、Houdini、Lightwave等。3D模型繪制貼圖的軟件有photoshop、mudbox、bodypainter、zbrush等。

2 項目實例說明（Project examples）

下面以maya和photoshop軟件為基礎，以一個牙膏盒為例為大家說明一下三維建模的基本流程，學習三維建模的人必須在掌握三維建模的流程基礎上，然后學習和掌握其相關的建模技巧和造型能力，才能做出精美的模型。

2.1 建模前的準備工作

（1）制定合理的場景單位，如果是個大型的項目，需要幾個人配合來做，那么制作一個統(tǒng)一的標準是必需的。

（2）建模精度的認定及標準。

按照模型服務的對象以及鏡頭對建模精度做一下分類，見表1。

表1 建模精度分類及標準

Tab.1 The modeling accuracy of classification and standard

模型精度級別 技術要求 服務對象 鏡頭級別 是否可用貼圖表現(xiàn)結構

I級精度模型 外形，紋理與實際圖片相同，模型細節(jié)內容與附屬內容需做出，模型與照片保持一致 電影 特寫、近景 不可

II級精度模型 造型與細節(jié)的顏色，形狀與實際保持一致，可減少模型附屬元素 電視劇 近景、中景 可以

III級精度模型 不必面面俱到細致到所有細節(jié)，可以采用白模貼圖的方式表現(xiàn) 游戲

電視劇 遠景、全景 可以

（3）模型的制作規(guī)范及要求。

a.建模時，模型的法線一定朝外，防止渲染時出現(xiàn)死黑現(xiàn)象。

b.不允許對兩個以上的物體或者一個組進行命令操作，否則會對以后的模型修改工作造成麻煩。

c.模型不允許現(xiàn)穿插，點未合并現(xiàn)象。

d.貼圖可從照片中截取或拼合作為貼圖素材，在使用照片制作貼圖的過程中，盡量去除貼圖中不屬于模型本身的東西。

e.貼圖保存的長寬尺寸必須為2的N次方。

f.貼圖命令必須按規(guī)范進行操作：項目名稱拼音或英文_模型單體名稱拼音或英文_貼圖編號。

g.材質名稱必須與貼圖名稱一致。

（4）首先要選定好參考圖（網上下載或利用真實的盒子掃描均可），將參考圖導入photoshop軟件中調整成正方形（選取正方形的原因是在maya軟件建立正方形平面比較容易，這樣參考圖也不會變形），本例調整為900*900像素。

2.2 三維模型的制作流程

（1）啟動軟件，創(chuàng)建工程文件

工程文件，就是在創(chuàng)建一個比較大的項目時需要創(chuàng)建的一系列文件和文件夾。在C：＼Documents and Settings＼“計算機名”＼My documents＼maya＼projects＼default文件夾下面有maya默認的工程文件，如圖1所示，這里的文件夾不止10個。

有san個文件夾是必須了解的文件夾。scences文件夾用來存放項目文件，sourceimages文件夾用來放置貼圖素材文件，images放置渲染效果圖。

（2）在maya軟件，新建一個NURBS平面，為NURBS平面賦予lambert材質，在lambert材質的顏色節(jié)點上導入參考圖，然后創(chuàng)建一個立方體，修改點的位置建立如圖2所示模型。

（3）為模型拆分UV，拆分UV沒有一個固定的格式，只要UV點分布均勻，沒有拉伸，然后全都分布在第一象限即可。如圖3所示，在UV紋理編輯器中，單擊select faces to moved in UV space（在UV空間移動選擇面）圖標，可以將我們映射完成的UV自動在0—1的這個范圍內進行一個排列。這個命令對于不規(guī)則的生物模型或者其他不規(guī)則模型是非常有用的，在整理UV之前檢查投射面是否都是藍色，如果有紅色的，可用UV紋理編輯器中的Flip selected UVs in U direction工作反轉。

UV：在動畫片的制作過程中，特別是角色動畫的質感要求上，maya自身的紋理貼圖無法滿足我們的實際需要。對于模型來說，要制作出逼真的、具有沖擊力的、富有質感的貼圖，需要花費很大精力，maya中的UV貼圖就用來解決這個問題。UVs提供了一種模型表面與紋理圖像之間的連接關系，UVs負責確定紋理圖像上的一個點（像素）應該放置在模型表面的哪一個頂點上，由此可將整個紋理都鋪蓋到模型上。展UVs，一般都在模型完全制作好之后，并且在指定紋理貼圖之前進行。此外，任何對模型的修改都可能會造成模型頂點與UVs的錯位，從而使紋理貼圖出現(xiàn)錯誤。UV編輯器就是我們編輯UV的平臺。

對于盒子模型來說，同一類的面的貼圖是一樣的，這樣為了最大化地利用好這個0—1的區(qū)域，需要將貼圖相同的面重疊到一起，所以對于相同的面，其貼圖只要畫一個就可以了。

（4）輸出UV，polygons>UV snapshot...，在彈出的對話框中設置保存路徑，圖片大小以及圖片格式。注：在導出時必須選擇模型為物體模式。默認存在image文件夾下，可以自己修改一下路徑。

在輸出UV快照的時候需要注意調整輸出快照的尺寸，保存快照的路徑，輸出快照的圖片格式。

（5）在photoshop軟件中打開outUV.JPG，然后進行編輯。

（6）按Ctrl+I反相原圖，設置為正片疊底，然后再新建一下圖層，放置在本層的下面，設置一個基礎顏色，防止以后會產生空白的部分。

（7）拼出合理的顏色貼圖。

在制作貼圖的過程中，可以利用現(xiàn)有的圖片進行修改，也可以利用手繪板進行繪制，最終的目的就是為了完成在模型上產生質感。為了使模型產生真實的效果，貼圖會有顏色貼圖、法線貼圖、高光貼圖、AO貼圖等，在本例中只做了一個顏色貼圖。

a.貼圖：“材質”用來指定物體的表面或數(shù)個面的特性，它決定這些平面在著色時的特性，如顏色，光亮程度，自發(fā)光度及不透明度等。制定到材質上的圖形稱為“貼圖”。

b.法線貼圖：在原物體的凹凸表面的每個點上均作法線，通過RGB顏色通道來標記法線的方向，你可以把它理解成與原凹凸表面平行的另一個不同的表面，但實際上它又只是一個光滑的平面。對于視覺效果而言，它的效率比原有的凹凸表面更高，若在特定位置上應用光源，可以讓細節(jié)程度較低的表面生成高細節(jié)程度的精確光照方向和反射效果。

c.高光貼圖：反應光線照射在物體表面的高光區(qū)域時所產生的環(huán)境反射，它的作用是反映物體高光區(qū)域效果。

d.AO貼圖：AO-Ambient Occlusion，“環(huán)境吸收”或者“環(huán)境光吸收”。

AO貼圖不需要燈光照明，以獨特的方式計算吸收“環(huán)境光”（未被阻擋的“光線”和被阻擋光線所產生的“陰影”），從而模擬全局照明的結果，通過改善陰影來現(xiàn)實更好的圖像細節(jié)。改善漏光、飄和陰影不實等問題，改善場景中縫隙、褶皺與墻角、角線以及細小物體等的表現(xiàn)不清晰問題，改善細節(jié)尤其是暗部陰影，增強空間的層次感、真實感，同時加強和改善畫面明暗對比，增強畫面的藝術性。

（8）將做好的圖片保存為PSD格式一份（photoshop原文件一定要保留，為后期的修改提供方便），JPG（TGA＼PNG均可）格式一份。

（9）回到maya軟件中，將貼圖賦予模型，渲染測試。

（10）測試發(fā)現(xiàn)有錯誤，有的圖片位置顛倒了，需要回到photoshop軟件中再次修改貼圖，然后在maya軟件中更新貼圖就可以了。

（11）最后選擇所有的邊，執(zhí)行導角，偏移值約為0.07，分段數(shù)為2—3。

倒角的作用是使模型在硬邊處產生圓弧效果。多邊形倒角需要掌握好倒角的距離，也就是尺寸大小，過大過小都不好。

（12）為模型設置燈光

燈光可以幫助材質體現(xiàn)效果，而材質可以讓物體更真實。不同的燈光類型適用于不同的場景，在maya軟件中有六種燈光類型，它們各有各的特點。

環(huán)境光：模擬大氣中的漫反射，對整個場景進行均勻照明。一般情況下，環(huán)境光不會被考慮作為場景照明的主光源，環(huán)境光一般會和其他光源聯(lián)合作用。

聚光燈可以很好的模仿類似手電筒和汽車前燈發(fā)出的燈光。

點光源類似燈泡的發(fā)光作用，向四周傳達光源。

面積燈可以通過面來對物體進行照射，光源的強度是根據(jù)面積的大小所決定的。

體積光可以方便地控制光照范圍和光線的衰減效果，也可以改變體積的形狀進行照射。

方向燈在一個方向平均的發(fā)射燈光，它的光線是相互平行的，常用來模擬陽光的照明效果。

燈光能影響周圍物體的光澤、色彩和亮度，控制調節(jié)場景的色調和氣氛。

在本例中，按照傳統(tǒng)的三點布光法為場景進行基本照明即可。

Fig.9 Finally finish effect

3 結論（Conclusion）

三維建模是一個從二維圖片復原出三維模型的過程，在制作的過程中除了要了解三維建模的基本流程，還要熟悉軟件的命令，進而掌握建模的技巧，最終為創(chuàng)建出優(yōu)秀的CG作品服務。

參考文獻（References）

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[4] 王至.三維模型技術項目教程[M].北京：中國傳媒大學出版

社，2011.

作者簡介：

徐國艷（1979-）女，碩士，講師.研究領域：計算機三維動畫.

蘇家有（1983-）男，本科，實驗師.研究領域：計算機科學與

技術.