動畫專業學生的３Ｄｓ Ｍａｘ軟件建模能力的培養

摘要： 三維動畫是目前非常受歡迎的動畫形式，對于動畫專業的學生來說，三維動畫技術是必修內容。那么，作為三維動畫制作的第一個重要環節——建模，動畫專業的學生在這部分需要掌握哪些重要能力，達到怎樣的程度，通過怎樣的方式來達到這樣的目標，對此，本文以常見的三維動畫制作軟件——3Ds Max為例進行了分析。

關鍵詞： 動畫專業學生 3DsMax軟件 建模能力 培養

目前，動畫產業已成為21世紀的朝陽產業，中國數字藝術雖剛剛起步，但據調查，“動畫游戲產品”未來市場產值將超過20億美元。國家出臺了扶持動畫產業的相關政策，國內動畫行業也開始重新發展，動畫業前景無可限量。而從整個動畫產業來看，動畫作品的類型很大一部分是三維動畫，而且三維特效技術在其它很多范疇得到越來越多的應用，比如影視特效、廣告、游戲、建筑、展示等設計方面也運用三維技術來輔助設計，科教醫學方面也大量運用三維技術來虛擬現實。因此，三維特效技術不單單在動畫方面，在社會各個方面都占有越來越重要的地位。

三維制作部分流程主要有：建模、材質和燈光、骨骼裝配、動畫設置、渲染、特效合成等，其中建模（造型）是整個流程的最重要的第一步，是整個三維動畫的基礎，是后續所有環節制作內容的載體。如果沒有了模型，就談不上材質、貼圖、動畫設置等了。因此，建立一個優秀的模型，是整個動畫制作的關鍵之一。

雖然目前主流三維動畫軟件比較多，但是原理是基本一樣的。下面以3Ds Max軟件為例，結合動畫專業的要求，談談我對3Ds Max建模課程中學生應該掌握哪些能力，以及怎樣培養的一些看法。我認為在建模課程里面，可以從以下幾個方面培養學生的能力。

一、了解三維動畫的制作流程，明確三維模型的重要性，以及對后面環節的影響

由于三維模型的創建是整個三維動畫制作的第一步，因此模型的質量直接影響到后面環節的制作效果，因此，我們有必要使學生在開始時了解建模的重要性，以及對后續環節的影響，了解建模時應該注意哪些問題。

我們可以帶領學生完成一個簡單但是完整的三維情景動畫制作，包括比較簡單的模型、材質、動畫、渲染等環節，從而了解整個三維動畫的基本流程。其中重點是要舉例說明模型對各環節的影響，例子應該包括正反兩方面。

二、培養空間想象能力

大部分學生在之前都沒有接觸過三維的軟件，雖然動畫專業的學生普遍都有一定的美術基礎，但是他們之前接受的美術訓練基本是在二維的媒介中完成的，學生要立刻在完全三維的空間里面去構思、創建對象有一定的難度，需要一定時間適應。如果不能把平面的思維方式轉換到三維空間里面去，學生必定不能繼續后面的學習。因此，這部分能力的培養非常重要。

這部分可以首先通過一個簡單的訓練，學生掌握3Ds Max的基本變換操作，同時習慣從多個視圖觀察對象，確認對象的位置，建立三維空間的概念。比如：給學生提供一些道具和一個簡單的室內空間模型，讓學生按照自己的意愿，調整各道具和房間的比例，把所給的道具放置到房間里面。如圖1-3：

通過這樣的訓練，學生首先體會在三維空間里面的位移，旋轉放縮對象，確認物體位置、座標，各個方向的視圖作用等，開始形成三維的思維模式。這只是課程開始時的一個方法，培養空間思維和想象能力需要貫穿于整個課程，要配合其它相應的方法，最終使學生建立起正確的空間概念，提高其空間想象力。

三、 從美術的角度出發，分析對象結構的能力

分析對象結構的能力非常重要，在繪畫的時候，如果只是看到什么就畫什么的話，是無法準確表現出對象的。要更好地表現對象，就必須建立在充分理解對象的空間結構的基礎上，否則在面對復雜對象時，就無從下手，不知怎么表現。創建三維模型也是如此。

動畫專業學生一般具備一定的美術基礎，因此，重點是引導學生把觀察方法這用到三維建模中。

四、 掌握3Ds Max軟件的建模技術

3Ds Max是綜合的三維動畫軟件，建模的功能非常強大，包含目前主流的幾種建模技術。建模工具主要有：基本幾何體的組合；復合物體和修改器；多邊形/網格建模，以及面片建模和nurbs建模。學生要掌握各種主要的建模方法，同時最重要的是培養建模的思路，為后續的三維課程打下堅實的基礎。本部分也是課程的重點。

基本和擴展幾何體的組合屬于建模方法中的基本方法。由于它們的功能有限，不能滿足全部建模的需要，因此學生要進一步學習和掌握更多的建模方法。在這部分可以通過一些簡單實例來練習，了解各基本形體的參數調節即可。

復合對象和修改器可以滿足一些基本常見的規則形體的創建，但是其功能比較有限，對于復雜的，比如角色模型的創建就顯得有點力不從心了。這部分可以重點講解布爾運算，放樣，建模用修改器等。

重點部分是主流的高級建模技術，包括多邊形/網格建模，以及面片建模和nurbs建模。其中，由于3Ds Max軟件自身的特點：多邊形/網格建模非常強大，而nurbs建模技術則相對其他主流三維軟件要弱一些，并且不太穩定，再者面片建模技術目前很少人使用，加上現在多邊形建模方式逐漸成為主流，因此，在這幾種強大的建模方式軟件，重中之重就是多邊形/網格建模技術的學習。

在這里我重點談談對于多邊形建模技術教學的一點想法（由于多邊形建模技術是在網格建模技術基礎上開發而來，兩者在原理上是相同的，并且在3Ds Max里面多邊形工具已經完全可以取代網格建模工具了，因此，本文后面只談多邊形建模相關內容）。

3Ds Max的多邊形建模工具非常強大，但是原理非常簡單——在虛擬的三維空間里面的數字粘土，我們要做的就是按照我們想要的形狀去捏這個數字粘土就可以了。雖然原理如此簡單，但是由于多邊形的工具非常多，因此學生在剛開始學習時，容易被滿滿幾頁的按鈕嚇倒，變得無所適從。因此，我們在教學中應該弱化工具、參數的講解，在講解了最主要的幾個核心工具后，重點引導學生用美術的眼光觀察對象，在美術的思維指導下使用多邊形工具。這部分的關鍵是講解一種或多種比較通用的、有代表性的建模思路，讓學生能夠觸類旁通地獨立完成不同對象模型的創建。本部分的講解可以安排如下：

1.基本原理講解

首先，通過一個簡單實例，演示多邊形制作流程，讓學生對于這種建模技術有個總體認識，理解多邊形建模的核心工具和流程。核心工具包括點（vertex）、線（edge）、邊界（border）、多邊形（polygon）、元素（element）子層級的作用，以及擠出、切割、倒角、切角等常用工具。其他工具在后續的實例制作中進一步掌握。而建模流程則先了解幾個基本環節的不斷循環：擠出面→調節形態→細分面→擠出面→調節形態。

2.深入掌握多邊形建模思路

這部分目的是深入學習多邊形建模的工具，另外多邊形建模的理論和工具使用都非常簡單，關鍵在于學生會不會運用這些工具，因此，多邊形建模技術的學習重點還在于培養多邊形建模的思路，分析對象的能力。

鑒于動畫專業學生需要達到的模型要求更高：要求從基礎的規則物體到復雜的生物模型都需要能夠應付得來，因此，教師必須循序漸進地安排大量不同類型的練習，按順序依次為：機械類模型創建，四足、多足、鳥類模型的創建，二足對象模型創建，卡通非人物角色創建，人物角色創建。具體要求如下：

（1）通過簡單的機械類模型創建，進一步了解多邊形建模的基本思路。

（2）四足/多足/鳥類模型的創建。這部分介紹典型的、有代表性的常見對象，比如四足動物（貓、狗）、多足動物、鳥類等對象的創建，通過這些練習，給學生介紹一套有擴展性的建模思路。所謂擴展性，指的是學生掌握這樣的思路后，當遇到其他同一類別的對象時，能夠舉一反三，自己找到方法進行創建，比如實例介紹了四足動物——狗的創建，學生掌握這樣的思路后，能夠自行創建貓、豬、駱駝等四足對象的模型。

（3）二足對象創建。主要是針對人物角色軀干的建模思路。

（4）卡通非人物角色創建。主要針對卡通風格的角色進行訓練。這部分對于真實度要求不高，但是容易完成一個完整的效果較好的作品，在加強了多邊形工具掌握和建模思路的同時，可以起到激勵學生積極性的作用，讓學生有個階段性的進步。

（5）人物角色創建。針對人物角色頭部進行訓練，掌握五官的創建，配合解剖理論，講解整體布線和肌肉走向的關系。

人物模型的創建一般被認為是三維建模中最困難的部分，皆因人物角色是有機體，有非常復雜的肌肉系統，并且是我們最常接觸的對象，即使看的人不了解人體解剖，但是模型有問題或者不自然，也還是會被一眼看出來，另外還要考慮三維模型的拓撲線走向，因此初學者完全自己創建的話是非常困難的。我們可以通過以下方法引導學生逐漸掌握。

①嘗試。完全由學生自行創建，一般有美術基礎的學生都能夠做出個大概，但是效果一般不會很理想。總結學生制作的問題，引出重點部分——要制作優秀的三維頭部模型，必須在解剖理論的指導下進行，準確表達肌肉的走向和相互間的聯系，而體現出這些的重要一點就是拓撲線的安排。

②針對每個五官，單獨創建。

③講解一種具有拓展性的比較合理快速的制作思路，使學生能夠較好地通過拓撲線安排，合理體現肌肉的走向和分布。學生掌握后制作的模型可以準確表達出五官結構，以及能將各部分有機聯系在一起，形成整個完整的頭部。雖然人物頭部外形有無數種，但是關鍵的骨骼、肌肉結構和走向卻都是一樣的，不論男女老少，東方人還是西方人。因此掌握了一套具有拓展性的比較合理快速的制作思路后，學生可以舉一反三地創建出其他不同種族，不同特征的人物頭部模型。在熟練之后，學生自然會總結，創造出適合自己的建模方法和思路。

五、綜合建模和創新能力

綜合建模能力是建模教學的最終目標。學生通過前面的學習，到這里要達到融會貫通的程度，還要深刻理解每種方法的特點及適用對象，對每種建模方法作用都非常清楚，以便在創建對象時能夠根據情況，選擇最適合的方法，選擇適當的建模方法，在建模過程中才會做到事半功倍。這種能力不但能夠反映教學效果，而且能培養學生的創新能力。

在教學手段上，我們一般按照從簡入繁、實例教學為主的原則安排，用不同的實例訓練提高學生的綜合能力。先引導學生運用美術的觀察方法，分析對象結構，這里還要求在做之前，先在草稿紙上描繪對象，充分理解對象的結構，同時思考建模思路，選擇建模工具和方法；然后由教師演示關鍵技巧；最后安排學生自行練習。同時每個實例必須有一個圖文配合的教程，供學生參考或者課后復習。

總之，建模能力的培養不是一蹴而就的，需要不斷練習、思考，總結，軟件技術本身是簡單的，關鍵在于能不能靈活運用。因此，除學習3Ds Max的建模技術之外，更重要的是通過這個過程，掌握三維建模的思路，這樣才能使學生在學完課程后能夠獨擋一面，完成所需要的三維模型，同時為后續動畫課程打下堅實的基礎。

參考文獻：

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（作者系西安工程大學在職研究生）