3DSMAX修改器FFD工具在角色建模中的應用探討

【摘要】3DSNAX中的FFD建模是重要的建模方法。FFD工具提供功能強大的模型變形修改功能，本文將探討FFD在角色建模中的應用，豐富角色建模的方法，拓寬角色建模的思路。

【關鍵詞】3DSNAX；FFD修改器；角色建模

一、引言

新科技的發展一直是游戲行業的重要推動力，而目前最激動人心的是VR、AR和5G。虛擬現實（VR）和增強現實（AR）已給玩家帶來了巨大驚喜，Facebook已將VR和AR納入了未來十年的發展規劃之中，隨著相關技術和設備的成熟，游戲世界將再次突破式發展。除此之外，5G網絡的發展和普及，也將帶來顛覆性的改變。到2020年，5G會在美國市場得到廣泛應用；而到2025年，5G將覆蓋逾10億人口。和4G相比，5G時代的移動端網速將提高69倍，大大縮短延遲時間，使得更為豐富多彩的移動端游戲體驗成為可能，而這也將成為推廣VR和AR游戲的一大動力。作為游戲行業中最基礎的角色模型也會隨著產業的發展獲得發展的機會。角色建模的優化就是一個重要的課題。角色建模又分為多邊形建模（3DSNAX，MAYA）和雕刻建模（ZBrush）。本文將從3DS NAX的多邊形角色建模使用FFD修改器優化進行探討。

二、3DSNAX中FFD的定義及功能

在3DSNAX中的FFD（Free-FormDeformation）即自由變形的意思。FFD首先是由BrighamYoungUniversity的Sederberg和Parry提出來。FFD的變形操作不是直接作用于物體，而是作用于所嵌入的變形空間，如果變形空間被改變了，則嵌入其中的物體自然也隨之改變。在3DSNAX中通過FFD的晶格框包圍選中的幾何體，調整晶格的控制點實現對幾何體的形狀進行改變，主要對封閉的幾何體進行形狀修改。

（一）FFD修改器的種類

（1）然后選擇FFD2×2×2，找到控制點，就會出現控制框，通過控制控制點就可以對球進行變形。

（2）如果選擇FFD3×3×3，則控制框中的控制點就會增多，在長、寬、高三個緯度。

（3）對于FFD4×4×4，也是如此，控制點越多，每個點控制的范圍越小，則控制操作越精密。

FFD（長方體，可任意設置長方體晶格的長、寬、高方向的控制點數），

FFD（圓柱體，可任意設置圓柱體晶格的側面、徑向、高度三個方向的控制點數）

（二）FFD修改器的參數

控制點（晶格中的點，修改點的位置達到變形效果），晶格（控制點的區域，可以通過移動、縮放、旋轉達到變形效果），設置體積（改變晶格的形狀）。

三、角色建模步驟

（1）對角色進行結構分析，用長方體進行對稱處理并初步布線達到角色的結構要求，調整長方體相應的點得到粗略的角色外部形態輪廓。

（2）細化頭部布線，制作五官；通過增加布線及點的修改達成。

（3）細化軀干及四肢的制作；通過增加布線及點的修改達成。

（4）焊接頭部和軀干，用網格平滑顯示最終效果。

（5）服飾及道具的制作。

四、FFD在角色建模中的合理應用提升效率

通過角色建模步驟我們可以看出，在過程（2）（3）中，傳統的方法主要是通過對點的修改來完成對角色形狀的控制。由于角色模型的復雜性，這是一個非常消耗時間的過程。在這個過程中，我們如何提升角色建模的效率呢？FFD修改器的特性可以發揮重要的作用，下面將進行詳細探討。

FFD修改器是通過調整晶格的控制點來對幾何體進行變形控制。控制點可以對一個區域進行變形控制，這個區域的大小可以通過控制點的多少來進行調整，從而大面積地修改形狀。基于這個特性，在角色建模的過程中，我們可以改進傳統角色建模的對點進行頻繁操作這個非常耗時的操作。

在傳統角色建模的過程中，通過逐步增加布線和調整點來完成角色模型。在這個過程中，用移動命令調整點一般進行單點操作來達到形狀的要求。這種單點操作的模式在局部制作時比較有優勢，可以精細地控制形狀。但是對總體輪廓的控制就顯得非常費時，比如頭部的輪廓調整，需要逐點進行，布線越多，點的操作就越多，效率就越低。

基于FFD修改器可以大面積進行形狀變形控制的特性，在角色建模中，對建模過程可以進行優化，充分發揮FFD修改的性能。以人物角色建模的頭部制作為例，在對頭部進行初步的布線及對稱后（角色建模過程（2）），可以直接增加布線數，達到精度要求。然后不使用單點操作的方式進行形狀控制，而增加一個FFD修改器進行外形修改來控制整體形狀。FFD修改器的種類應該針對需要控制的幾何形狀進行選擇，比如頭部建模選擇FFD（長方體）。如圖1和圖2所示，通過對FFD（長方體）的控制點的簡單修改，就能快速完成對模型外形的調整，這與單獨調整點來調整外形明顯效率要高出很多。使用FFD修改器時設置的控制點的數目也有一定技巧。設置得過多，單個控制點影響的區域會變小，對局部的變形修改效果較好，但對外形輪廓的控制就不好操作。

數目設置得比較少，則單個控制點對外形輪廓控制就比較容易，但對局部控制就比較難。所以選擇合適的晶格控制點對變形的操作也是很重要的環節。用FFD調整頭部外形的效率更高，如果增加網格平滑命令，可以更直觀地看到最終效果，這樣操作的效率就更高了。使用FFD修改器時，如圖1這樣的晶格包圍幾何體的方式，在選擇內部的控制點時會比較麻煩，必須切換到線框模式，FFD修改在這里提供了一個很強大且簡易的操作方式，我們可以通過設置體積參數這個命令來對晶格進行移位，然后單獨操作移位后的控制點同樣能對原先包圍過的幾何體進行修改，如圖3和圖4所示。圖4中對移動過后的晶格進行控制點的調整，原來的頭部模型依然可以進行相應的變形，這為改變頭部形狀的操作提供了快捷的操作方法。

通過示例，我們可以清楚地了解到FFD在對角色建模的外形修改上具有快速、容易操作的優勢，不僅可用于角色建模后期的臉型輪廓變化操作，而且更有意義的是，當我們有了一個已經建好的角色模型之后，通過FFD修改器，可以高效地得到一系列的不同臉型的角色模型，對于角色模型的批量加工制作，提供了一個比較簡單易行的解決方法。

參考文獻

[1]3dsMax2013大風暴[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[2]3dsmax實用教程[M].北京：清華大學出版社，2004.

作者簡介：王睿（1971—），男，漢族，四川遂寧人，碩士，講師，研究方向：計算機圖形圖像。