基于Unity3D的北魏服飾數字化建模

康耀龍 張景安 馮麗露

摘 ?要： 闡述了如何利用3ds Max和Photoshop對北魏時期的服飾進行設計與三維重建。通過對大同市博物館的調查以及對有關北魏時期文獻的查閱，全面了解和學習北魏時期的服飾文化，并設計出服飾的基本造型。利用3ds Max，采用多邊形建模的方法，制作服飾的數字化模型，對模型進行uv展開，再利用Photoshop為建好的模型繪制貼圖，包括對服飾色彩、花紋和質感的繪制，最終實現對北魏服飾數字化模型的建立。對北魏時期的服飾進行數字化重建有利于我國歷史文物的數字化保護，對傳承和弘揚我國燦爛的文化遺產起著重要的作用。

關鍵詞： 3ds Max;北魏服飾;三維建模

中圖分類號： TP391.41 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.08.006

本文著錄格式：康耀龍，張景安，馮麗露，等. 基于Unity3D的北魏服飾數字化建模[J]. 軟件，2019，40（8）：2328

【Abstract】： This article focuses on how to use 3ds Max and Photoshop to design and reconstruct the dress in the Northern Wei dynasty. Through the visit of Datong museum and the reference of literature about Northern Wei dynasty， we can learn about the dress culture of Northern Wei dynasty， and design the basic modeling of dress. Using 3ds Max software and polygon modeling method， make the dress model， uv expansion is carried out on the built model， Photoshop is used to draw maps for the built model， including the painting of the dress color， pattern and texture. Digital reconstruction of the dress in Northern Wei dynasty is conducive to the digital protection of historical relics in China， and also plays an important role in inheriting and carrying forward China's splendid cultural heritage.

【Key words】： 3ds Max; Dress in the Northern Wei Dynasty; Three-dimensional modeling

0 ?引言

服飾文化作為歷史記憶的獨特載體，不僅是物質文明的結晶，還蘊含著整個時代的風俗習慣、宗教觀念、文化禮儀等[1]。北魏作為少數民族建立的朝代，其服飾具有鮮明的特點和豐富的文化內涵，它的時代背景是值得我們探索的方向，蘊涵的文化特點是值得我們研究的內容。對北魏時期服飾的數字化建模有助于提高北魏文化的大眾普及度，為北魏文化的傳播增加了更廣泛的途徑。

1 ?主要開發(fā)技術

1.1 ?3ds Max

3ds Max是目前市場上使用最廣泛、最流行的一款三維建模軟件。除了3ds Max以外，還有AutodeskPC的Maya和Softimage等建模軟件，但是它們比3ds Max更加復雜，不易掌握。本設計使用的是3ds Max2014。新增的主要功能如下：

Particle Flow粒子流的增強：MassFX粒子、高級數據操控和緩存特性這三項功能的加入，極大地增強了PF粒子系統(tǒng)的功能和靈活性，這一版本相比之前的版本，更有利于制作復雜、真實和能夠自定義的物理模擬[2]。

Perspective Match（透視匹配）：新的透視匹配功能，可以使藝術家交互式地在一個場景中，根據帶透視感的照片或者藝術背景來匹配相機。使用該工具，作者可以輕松地將一個CG元素放置到一 ?張靜止的照片背景中，使其完美地適配打印和后期合成。

Custom Menu Icons（自定義菜單圖標）：可以為菜單動作選擇一個自定義圖標。該圖標可在Customize User Interface[自定義用戶界面]面板中找到。

Search 3ds Max Commands（搜索3ds Max命令）：使用該功能，可以通過名稱查詢3ds Max中的命令解釋，當使用者輸入一個字符，對話框會顯示一個列表，列出了包含該字符的，并且與當前場景狀態(tài)有關的命令，從其中選擇一個命令，該命令的幫助對話框就會自動出現了。

1.2 ?Photoshop

Photoshop具有強大的圖片處理功能，可以用來處理以像素為單位的圖像。它有很多的編輯、修改以及繪圖工具，可以讓使用者快速地進行圖片編輯修改的工作。Photoshop集圖像編修、圖形制作、文字設計、圖像輸入與輸出于一體，非常受廣大平面設計者、圖像編輯者的喜愛。Photoshop很適用于場景的搭建，通過顏色的填充制作出精良的場景，同時，場景可以保存成多種格式，保真度較高，對于制作貼圖可整個psd文檔直接導入[3]。

2 ?北魏服飾三維建模的設計

2.1 ?北魏服飾數字化展示現狀

在山西省大同市博物館的北魏平城展館中，陳列了許多關于北魏時期的展品，第二展廳中北魏時期服飾變化的講解視頻對北魏時期的主要服飾進行了展示，主要包括民間男子所穿的縛褲，君臣官員所穿的朝服、皇室貴妃所穿的雜裾垂髯服、舞蹈服以及最能代表男性特征的裲襠鎧和最能代表女性特征的舞襟，如圖1所示。目前，大同市博物館內展示的北魏服飾均為二維圖片式，并沒有三維模型展示。

2.2 ?北魏服飾造型設計思想

北魏是中國歷史上第一個占領中原地區(qū)的少數民族政權，其服飾具有鮮明的民族特點，顏色鮮艷靚麗，主要以紅、綠、黃、黑為主，深淺不一，用色活潑，搭配多樣。與此同時，北魏服裝多以花紋裝飾在服飾之上，豐富多彩，俏麗大方。在服飾上以“纖髾”做裝飾。衣服下擺下窄上寬，呈三角形狀的裝飾物就叫做“纖”。所謂“髾”，指的是從圍裳中伸出來的飄帶，飄帶很長，走起路來，就像一只燕子在飛舞[4]。

根據文獻及圖像資料顯示，間色裙作為北魏時期比較具有代表的女性服飾之一，其常見的色彩搭配有紅綠、紅黃和紅藍等，布條較為寬大，以雙色為主。圭衣色彩鮮艷，服飾設計中常將其設計為橘色，鮮艷活潑，符合有民族特色，同時也體現出貴族婦女的華麗。上衣袖口與領口處有黑底暗綠色忍冬紋作為裝飾，忍冬紋在當時較為流行，形式多樣，包含吉祥之意。舞襟采取了大同市博物館關于北魏時期服飾講解視頻中的配色，以藍綠色為主，清新淡雅，盡顯女性婉約含蓄之美。腰間的長帶以蓮花紋點綴，蓮花紋也是北魏時期較為流行的一種圖案，以蓮花瓣為原型加以組合和變化，飽滿圓潤、簡單大方，有祥和之意[5-6]。

男子裲襠鎧是最能體現男性特征的一種北魏服飾，除鎧甲本身呈金屬色外，在其周圍有一圈綠色的皮革質品，顏色鮮艷，具有鮮明的民族特色，前后兩塊鎧甲由棕色腰帶束之。君臣官員所穿的朝服以黑色為主，端莊嚴肅。上衣為深灰色底黑色花紋，袖口和衣領以棕色忍冬紋裝飾，下身為紅色搭配棕色花紋，體現出君臣官員服飾的華麗[7～9]。

3 ?北魏服飾三維建模的實現

實現北魏服飾的三維建模主要分為三個步驟，即在3ds Max軟件中創(chuàng)建服飾模型，然后將創(chuàng)建好的三維模型uv展開為二維平面圖形，最后將展開好的圖形導入Photoshop軟件中進行貼圖的繪制[10～12]。

3.1 ?人體建模

服飾的建模要以人體模型為基礎。人體模型在建立時主要分為兩個部分，即頭部與軀干。建立頭部時，采用先創(chuàng)建一個邊數較少的球體，根據人體骨骼結構，通過移動點、線、面的方式，使其呈現出人體頭部的大致輪廓，如圖2所示。然后采用“推、拉”工具，在球體上雕刻出五官的大致位置與形狀，使其能夠被更精準的雕刻。結合對模型上點、線、面的調整使其呈現出人體頭部的造型，如圖3所示。

制作軀干與制作頭部道理相同，根據人體骨骼結構分別在頂視圖、前視圖、左視圖中調整模型，使其呈現出人體的大致輪廓。通過“推、拉”、“松弛”、“移動”等工具調整模型的細節(jié)，完成人體軀干的創(chuàng)建，如圖4所示。

3.2 ?服飾建模

女性服飾以舞襟為例，創(chuàng)建上衣時，首先要選取人體模型中胸部的面，復制后為其添加“殼”修改器使其具有一定的厚度，然后將它轉換為“可編輯多邊形”，刪去內層和側面的面，這樣復制出的面就與人體具有一定的距離，不能緊貼于人體表面，如圖5所示。接著通過“移動”、“塌陷”等方法調整出衣服的大致輪廓，并通過復制線的方式創(chuàng)建出衣服的袖子，如圖6所示。采用同樣的復制面的方法創(chuàng)建袖口和領子。創(chuàng)建裙子時，首先在視圖中創(chuàng)建一個圓柱體并將其轉換為“可編輯多邊形”，刪去頂面和底面，將其作為裙子的基礎，通過“移動”、“縮放”等方式，根據人體曲線走勢調整出裙子的大致模型，其它部分模型的創(chuàng)建可以以其為基礎進行變換，過程與上述相似，如圖7所示。

男性服飾以裲襠鎧為例，建立鎧甲時，首先選取男性人體模型胸部的面片，將其復制后調整點、線的位置，要注意鎧甲是金屬制品，不能過分貼近身體，要體現一定的硬度，控制好鎧甲與身體弧度的關系，調整好形狀后為其添加“殼”修改器。然后將制作好的鎧甲移動到合適的位置。褲子的建立以男子鮮卑服為基礎，選中褲腿靠下方的點，使用“縮放”工具調整它們的位置使其呈現寬口形狀，如圖8所示。最后，對創(chuàng)建好的模型進行“組平滑”，使其看起來更光滑真實，提高視覺效果。

3.3 ?北魏服飾三維模型uv展開

在3ds Max中對建好的模型進行uv展開，即將三維模型轉換為二維平面圖形，以便于繪制貼圖。以舞襟為例，選擇上衣，將其轉換為可編輯多邊形，孤立后，為其添加“uv展開”修改器，然后選擇“打開uv編輯器”，在uv編輯器窗口中可以看到軟件已經將三維模型轉換為二維平面，但是非?；靵y，如圖9所示。這時需要通過“點對點接縫”，它的作用相當于與一把剪刀，所以只需要連接希望模型斷開的接縫上的點，如圖10所示。在uv編輯器窗口中選擇“重置剝”，就可以看到衣服模型被分為前后兩片平面，然后對展開的圖形進行“松弛”，保存為tga格式，如圖11所示。

3.4 ?北魏服飾三維模型貼圖

在Photoshop中對已經展開的圖形進行繪制，包括衣服的褶皺，材質等以達到逼真的效果[13-14]。以舞襟為例，在繪制貼圖時，首先將展開好的tga格式的圖片在Photoshop中打開，解鎖圖層后使用“色彩范圍”工具將圖片中的黑色背景刪除，只保留圖片的網格。接著新建一個圖層并填充灰色，將其放在網格圖層的下方，然后選擇網格圖層，使用“魔棒”工具選擇灰色部分，再進行反選，修改選區(qū)范圍，即擴展5個像素值，再次反選，新建一個圖層，在該圖層的選區(qū)部分填充黑色。然后就可以根據設計好的色彩和花紋繪制貼圖了。繪制完成后，將已經準備好的布料紋理圖疊加在上方，調整混合模式，選擇合適的效果，如圖12所示。在繪制過程中要始終保持黑色圖層在所有圖層上方。

填充最頂層的黑色圖層時，要將選區(qū)擴展5個像素值，否則將繪制好的貼圖賦予模型后會發(fā)現在接縫處會出現沒有顏色的縫隙，在繪制貼圖的過程中要參考網格圖層，它可以幫助找到準確的位置，避免繪制的貼圖與模型錯位。如圖13所示。

3.5 ?北魏服飾三維模型效果

三維模型的建立應當盡量達到逼真、美觀的視覺效果，在實現過程中，繪制貼圖是滿足這一目標的關鍵一步，即所謂三分建模七分貼圖。因此，將繪制好的貼圖賦予指定模型后，通過調節(jié)其大小、位置等參數，使其達到最好的效果之后，北魏服飾三維模型才能最終完成，如圖14所示。

4 ?北魏服飾數字化的意義

少數民族鮮卑族所建立的北魏，在其服飾文化方面有獨特的風格，鮮卑服又叫鮮卑胡服。通過對北魏服飾文化遺產的數字化保護與修復，完整再現鮮卑胡服的歷史風貌，使其成為傳承中華文脈，弘揚和保護歷史文化的典范。服飾文化是歷史記憶的獨特載體，所以對北魏時期的服飾進行數字化重建是對北魏文化傳播的重要一步。

（1）有利于北魏服飾的恢復與保護。無論多么精美耐用的服飾都難以抵擋風化與腐蝕。目前我們只能通過現存的壁畫和少量的文物來了解北魏時期的服飾文化，傳統(tǒng)的方式不能達到保護與展示并存的效果，對北魏服飾的數字化建模，有利于對北魏服飾進行科學地再現和長久地保護。

（2）豐富北魏服飾文化的傳播方式。傳統(tǒng)對北魏文化的傳播多以書本、圖片介紹為主，視頻、圖像為輔，少量的圖像資料也多為二維平面展示。北魏服飾的數字化三維建模豐富了北魏服飾文化的傳播方式，三維立體全方位的展示效果可以更加生動有趣的吸引現代人去了解北魏，去探索北魏文化。

（3）提高北魏文化的大眾普及度。對北魏服飾進行三維數字化重建使大眾可以突破時間與空間的限制，利用網絡技術實現對北魏服飾的近距離、多角度、全方位觀賞和學習，使文化遺產真正受益于大眾。網絡傳播的迅速與快捷有利于讓更多人了解、學習和傳承北魏時期的燦爛文化。

5 ?結束語

通過對有關北魏時期資料的查閱與收集，從女子服飾造型、男子服飾造型和服飾色彩與花紋三個方面對北魏時期最具代表性的服飾進行設計和還原，利用3ds Max軟件對設計好的服飾進行三維建模，達到逼真效果，再現北魏時期的服飾文化。對北魏服飾科學地數字化恢復與展示，彌補了傳統(tǒng)文物保護方式的不足。通過網絡的傳播與弘揚，促使更多的人投入到歷史文化的學習與研究中，從而促進大眾文化水平發(fā)展。

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