數字媒體背景下三維建模的發(fā)展與應用

陳蘭 李婧暉

摘 要：文章主要對在數字媒體背景下的三維建模進行相應的分析與淺顯的探究。三維建模是當今市場上非常實用且靈活的一項技術，值得更多人討論并對其技術深入了解和研究。文章分別探究了在數字媒體下的三維建模的應用發(fā)展，對三維建模和三維仿真作了詳細的闡述。

關鍵詞：數字媒體;三維建模;三維仿真;發(fā)展;應用

0? ? 引言

在這個數字與媒體相結合、高新技術日新月異的智能時代，人們的需求也越來越多。為了讓人們能買到好產品、看到好電影、更好地與現實世界的物品打交道，就產生了三維建模這項技術。在該關鍵技術的支持下，能更好地在計算機中創(chuàng)造出逼真的場景和栩栩如生的人物，讓人們可以看到物品的真實樣子，并且能夠即時修改。這項技術解決了很多現實問題，比如建筑設計師能夠清晰明了地看到自己所設計的建筑存在哪些問題;道路橋梁設計師能夠精確計算出兩條道路之間的差值;游戲設計師能夠更好地修改自己的作品;動畫設計師們能夠為用戶帶來更驚艷的動畫;特效師們能夠為用戶帶來更舒適的視覺體驗等。三維建模技術方便了人們的生活，并且讓人們有了更好的體驗。如此看來，三維建模技術在未來會成為一項重要的計算機技術，并讓這個數字媒體智能的時代發(fā)展的越來越有活力。

1數字媒體背景下之三維建模的概念

首先，三維即是大眾所理解的坐標軸，即X軸、Y軸、? ?Z軸，X軸代表的是左右方向，Y軸代表上下方向，Z軸代表前后方向。技術人員可以利用這幾個方向創(chuàng)造出許多具有強烈真實情感的物體，制作給人們視覺沖擊的作品。其次，建模是把我們腦海中想到的事物、場景、人物形象等，通過建立模型的方式來呈現。為了理解某種事物而對其做出一種抽象的表達方式，也可以把真實存在場景通過建模來展示，以此了解其真實的結構、形狀和外形。建立模型的過程就是把事物模型化的過程，實現這一過程的方法是多種多樣的，可以通過對其運動規(guī)律或骨骼創(chuàng)建模型，也可以通過對其測量進行數據處理來創(chuàng)建模型，還可以同時使用幾種方法創(chuàng)建。而三維建模就是使用三維軟件例如3DMAX、Maya或C4D等等通過三維的虛擬空間來建造真實存在的場景、人物和建筑。常使用的三維建模方式有基于多邊形的建模，基于曲面模塊的建模，基于參數化的精準建模，使用逆向建模等。

2? ? 三維建模技術的應用現狀

生活在三維世界里的人類，產生的創(chuàng)造性想法首先是經過大腦完成的。人們通常會采用三維建模這項技術來表達自己的想法，而這些想法用計算機二維平面圖是不能完全表達的。所以在進入20世紀后半期的時候，就有了計算機科技和三維技術以及虛擬現實的結合，既拓寬了整個IT行業(yè)的市場，同時也使得三維建模技術發(fā)展得越來越快，并且迅速在國內打開了新的市場，將空間的、籠統(tǒng)的信息通過更逼真的手段，為人們提供了一種可視化的、直觀化的方式，且能更加容易地解決現實生活中遇到的世界性問題。

現如今，國外三維建模技術也被廣泛應用于各個領域，比如韓國一家VR公司的技術團隊就通過三維建模、攝影測量、動作捕捉和虛擬現實技術，讓一位韓國母親見到了自己去世的女兒?？梢娙S建模技術發(fā)展的潛力，這也刷新了人們對高新技術的認知，只要人們不斷地去探索、發(fā)現，就會做到自己想做的事兒。而在國內，三維技術也逐漸趨于成熟，尤其是在一些發(fā)展較快的城市，比如上海、北京、深圳、成都等，許多游樂場所都多了一項新的設施，就是人們只要戴上VR眼鏡，呈現在你眼前的是一個如此真實、如此逼真的畫面，這都得益于三維建模和虛擬現實的結合[1]。在各個領域，中國的三維建模技術都取得了相應的成功，例如地理領域、橋梁道路領域、建筑領域、計算機領域以及測繪測量領域等。

3? ? 數字媒體背景之下的三維建模技術的發(fā)展

最初，不規(guī)律的建模只局限于計算機的輔助畫圖，但隨著計算機軟件技術和電腦硬件技術的快速發(fā)展，建模工藝也逐步從二維平面繪圖發(fā)展到三維產品的建模工藝，因此也加速了三維建模技術的發(fā)展，從而推動了我國計算機技術的發(fā)展，由此產生了三維框建模、曲面建模等。展示了三維建模技術發(fā)展的歷程，如圖1所示。

4? ? 數字媒體背景之下的三維建模與三維仿真的應用

三維建模即使用多維度的形狀將物體表示出來，然后再用計算機技術以實體的方式展現出來。三維建模大多數是將真實世界存在的物體，以三維建模的方式呈現在計算機設備上;三維建模被廣泛地應用于各個范疇[2]。在三維影視制作中，三維建模常被用作于場景的創(chuàng)建、人物的刻畫、角色的渲染與貼圖以及特效的制作;在醫(yī)療領域中，被用作于制作人體器官模型;在游戲中，常被用作于游戲原畫的制作、游戲場景的建設和游戲人物的創(chuàng)造;在建筑業(yè)中，常被用來表現建筑物以及地貌景色和修建的流程等。而三維仿真常被用于動畫，所謂動畫就是運用人體的視覺暫留景象然后用一系列的靜態(tài)圖來輪播展示，讓人們腦海中的動作產生動態(tài)的作用，并利用計算機來對其進行規(guī)劃，再用三維仿真技術將現實存在的物體模仿成一個虛擬的動畫。三維動畫的仿真技術具有極強的實在性、精確性和可操作性，在軍事領域、影視娛樂、醫(yī)學、教育教學等領域都有很大的可開發(fā)性。

4.1 三維建模技術應用之動畫人物角色的創(chuàng)造

在我國，動漫行業(yè)的發(fā)展也是呈現出一種向上的趨勢。近幾年我國展示了很多優(yōu)質的動畫，大眾接受度較高，也不斷有人開始對這個行業(yè)感興趣，有了支持三維建模這項技術的應用軟件，類似于3DMAX，Maya。3DMAX不但支持實時的渲染、復雜物體的建造、三維物體的建造和制作動畫人物，而且還受到了專業(yè)的動畫設計師、VR設計師、廣告設計師、動漫設計師、影視特效師、工業(yè)設計師等眾多領域中的佼佼者的喜愛，極大地提高了科技的發(fā)展速度。而Maya軟件是一款功能極其強大的三維動畫圖像軟件，是一款近乎完美的三維建模軟件，它基本上提供了在三維建模技術應用中會運用到的所有工具，并且還能制作出任何可以想象的造型、特效，任何在現實生活中無法完成的工作，實現了創(chuàng)新的模擬技術和高級合成功能，解決了很多的現實問題，讓人們能夠通過虛擬的東西來展示自己真實的想法。Maya不僅有眾多三維建模都擁有的建模方法，比如：NURBS建立角色、多邊形建立角色、細分建模還有獨特的雕刻建模，使用這個工具可以對所有物體的表面進行精細的雕刻，這樣一來就可以使建出來的模型更加逼真，更加形象化。

4.2 三維建模技術應用之各種實體建筑的模型

三維建模技術在建筑行業(yè)得到了充分的發(fā)揮，利用三維建模技術和數學知識的結合，再經過相應的技術改造，就能創(chuàng)造出一個建筑的模型，供人們快速地看出這個模型的優(yōu)缺點和局限性，通過橫向的觀察和縱向的檢查，有利于建模的精準性，從而使人們可以建造出最精確，最完美的模型。

4.3 三維建模技術之虛擬現實的應用

虛擬現實通過電腦創(chuàng)建人工的多媒體空間，是我們大腦想象出來的，或許已經消失了的，通過相應的技術，讓它再次出現在我們眼前，讓我們有種故地重游的感覺，它既可以是現實存在的畫面，也可以是虛擬的畫面，既能夠讓我們與其互動又能讓我們沉浸在里面。有了三維建模技術與之結合，更大的體現出了它的創(chuàng)新性，在軍事和航天領域起到了非常重要的作用，并且還被廣泛地應用于醫(yī)療、娛樂、工業(yè)制造、建筑和商業(yè)等。

4.4 三維建模技術之教育領域仿真的應用

在傳統(tǒng)教育手段的基礎上加上三維技術的應用，可以使教學課堂變得更加有活力，也可以使教學任務變得容易一些，還可以使學生充分地理解困難的知識點。三維建模技術可以使數學中的某些幾何圖形、某些坐標軸真實地展現在眼前，讓人能夠清楚、清晰地看到，并都能透徹理解。有了三維建模技術的支持，教師和學生們上課也更輕松，使整個教育領域發(fā)生了翻天覆地的變化，打破了人們對傳統(tǒng)教育手段的認識。

其實，建模技術的應用很寬泛，可以和IBM技術結合，也可以和數學、地理、物理等科目進行交互，和不同的實物都會產生奇妙的科學反應。這項技術的相關技術也在日益成熟，許多國家不斷地開發(fā)出新產品，某一天這項偉大的技術開發(fā)出來的東西將會成為人們生活中的必需品。

4.5 三維建模技術之汽車交互的應用

隨著科技的發(fā)展，越來越多的人想要擁有自己的汽車，也有很多的人想學車，有了三維技術和虛擬現實的應用，就能使人們在虛擬的世界里練習開車，這是一種沉浸式的體驗，讓人們能夠更加深入地了解開車，并能夠成功地通過駕車的練習，給人們帶來更多的便利，還可以為駕駛人員提供更準確、實時的駕駛信息，極大限度地保障了駕駛人員的安全，也為未來的科技化打下了堅實的基礎。

5? ? 結語

在未來世界將呈現的是一幅高科技、人工智能、數字化的畫面，為我們拿快遞的會是機器人，為我們送餐的會是機器人，為我們服務的可能是機器人。在數字媒體背景下的三維建模技術，未來發(fā)展前景寬廣，存活時間長，不會被快速淘汰。三維建模具有更方便和直觀性、包含信息更豐富和完整性強的特征。以后的三維建模技術將更標準、集成化、智能化、網絡化，專業(yè)性和真實性更強。三維建模會是未來世界發(fā)展的主流趨勢，而對于現階段的技術人員來講也是一種巨大的挑戰(zhàn)，如何能靈活地運用這項技術，如何能真正地掌握這項技術，如何能在大數據的時代下突出對三維建模技術的獨特應用，對技術人員來說是一項重大的工程。從不同角度來看，三維建模技術在計算機技術中占有舉足輕重的作用。

[參考文獻]

[1]吳曉紅，淺談三維建模技術的研究現狀[J].科學技術創(chuàng)新，2020（23）：133-134.

[2]陳鳳啟，淺談三維建模的發(fā)展與應用[J].中國科技博覽，2017（29）：191.

（編輯 何 琳）