基于3DsMax三維建模與拍照卡路里App融合的研究

陳菲 莫雅童 宋學金 賀佳 向建明

內容摘要 現在我國的經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，我國的經濟水平以及生活質量也在不斷提高，在這樣的時期，國民體質也越來越得到重視，拍照卡路里App的理念就是增強國民體質，實現國民健康生活，將3Dsmax的三維建模的技術應用于拍照卡路里App中，能夠提高用戶對此軟件的興趣，同時也讓用戶更加直觀地觀察到自己的健康狀態，拍照卡路里軟件會根據用戶的狀態設計解決健康問題的方案，以供用戶強身健體。

關鍵詞 拍照卡路里 3Dsmax軟件 三維模型的應用 建模方法

1 引言

拍照卡路里是一款基于手機拍照的App軟件，為全民健身打造一個全新的減脂健身管理方案，此款App讓用戶在一個輕松愉快的環境下達到合理飲食與健身的效果。拍照卡路里根據人們每天卡路里進食情況以及運動總量生成報告，為目標用戶打造一個屬于自己的健身計劃。它的核心理念是用拍照的方式獲取食物中蛋白質、油脂、碳水化合物的卡路里值，系統根據卡路里的量以及用戶自身的情況推薦健身方案、食用量等，它的亮點就是運用3D人物動畫技術，還具有身鍛煉和社區交流等功能。而文章就是敘述將3DsMax的三維建模應用到此款App中的一系列理念方法。

2 3Dsmax軟件簡介

1996年4月3DsMax 軟件問世，現已發展到了3DsMax2020的版本，3DsMax是基于PC系統的三維動畫渲染和制作軟件，主要被游戲開發人員、視覺特效設計師和視覺藝術家所使用，3DsMax是目前包含建模方式最多的大型軟件， 而多邊形建模工具可以說是最具有特征的建模方式，其基本原理是通過將空間上點連接起來，具有強大的建立模型和三維動畫的功能，通過形態制作，可應用于建筑動畫、影視動畫、游戲美術、室內設計等行業中。三維模型的建立要通過模型形態的建立、選取特殊材質、顏色的渲染以及動畫的制作等步驟。3DsMax軟件與其他軟件相比較，具有強大的建模功能、靈活、擴展性好、實用性強、制作流程簡潔高效、其他軟件配合流暢以及渲染速度快等優點，所以將3DsMax軟件與拍照卡路里App結合最適合不過。

3 三維建模在拍照卡路里App中的應用

三維建模創建出來的3D小人物能反映出用戶的身體參數（身高，體重等指標），通過3D小人物的體態實時的體態變化，讓用戶直觀地觀察到身體變化，并且制定出的健身方案可以更好地督促用戶完成自己的減脂健身目標;具體的一系列流程是，當用戶在注冊App時，系統提示用戶輸入的個人身體指數，然后系統根據用戶所輸入的身體指數自動的生成屬于自己身體體態的3D人物，而此3D人物可以根據用戶所做的各種操作進行自動的更新，比如，根據用戶卡路里攝入量和運動量出現相應的體態變化;在打卡完成后，3D人物也會顯示運動指標等指數[1]。拍照顯示卡路里簡便快速，更適用于當下年輕用戶，能讓用戶不必再煩瑣的手動輸入自己吃的食物的卡路里量等操作。

4 三維動畫模型構建技術理論

4.1 確定建模方法

根據入手的方向，建模的方法可以分為堆砌建模法和細分建模法。堆砌建模法就是由制作好的細小的模型組合成一個整體的模型;而細分建模法是先創造一個整體的模型，然后根據其細節進行雕刻。

而這兩種模型的適用范圍也可以進行劃分，非曲面的模型可以使用堆砌建模的方法，將要模型化的物體進行拆分，利用命令器對拆分后的物體進行建模，最后將各部分模型進行堆砌，堆砌建模方法要求建模者對空間比例大小和空間位置有較好能力，在堆砌建模中主要的應用工具有擠出、車削、倒角、FFD變形工具等[2]。細分建模法用于編輯多邊形建模和編輯網絡，這種方法是首先使用軟件中已經有的幾何體模型作為基礎，對幾何體模型的細節進行仔細的雕刻，細分建模法要求建模者有很強的曲面理解能力以及建模工具的使用能力，在細分建模中主要的應用工具有編輯網格、編輯多邊形、對稱、網絡平滑等。

而在3DsMax三維建模與拍照卡路里App的融合中的3D人物是具有光滑的曲面，所以建模過程中采用細分建模的方法進行建模。

4.2 具體建模流程

3DsMax具有強大的建模功能，具有豐富多樣的工具命令器以及各種建模方法，并且可以根據不同的模型制定不同的建模方案，針對不同的模型，進行建模之前就必須進行模型的分析與研究。

3D人物模型建立的流程首先要繪制一份草圖，此草圖要包括模型的正視圖、側視圖、俯視圖，這是建模的第一步也是建模的關鍵的一步，建模者需要在頭腦中將模型分成小部分以便更好地建立模型，一個好的建模者需要在腦子里形成好框架，再進行建模[3]。

草圖繪制完成后，為了更快更高效的建模，就必須對對象模型進行結構分析，分析的目的就是要選擇適當的建模方案，對建模的過程有一個大致的想法，模型是可以被分為規則模型和不規則模型，怎樣劃分規則或者不規則模型是建模的關鍵，規則模型就是外觀體驗明顯的特征，是非曲面的模型，比如常見的有機器人、簡易桌子椅子等物體。不規則物體指的是物體具有較多部分是由曲面構成，在細節上具有任意性，比如常見的有動物、人物以及山巒等物體。

本文中所描述的是基于3DsMax軟件的三維建模與拍照卡路里結合，建立3D人物模型就需要通過細節建模法，因為3D人物是由曲面構成的，需要通過幾何體模型作為基礎，方案設計完畢后著手建立三維模型，3D人物的頭、身體、手臂、腿可以由基本幾何體演變而來，再利用編輯網格、編輯多邊形、對稱、網絡平滑等工具對其進行細節的雕刻。

在制作三維人物時，依靠建模者對人物的理解和建模方案，就可以將三維人物制作的自然且生動，首先就要確定草圖，并分析從哪一部分著手構成模型，最后選擇適當的建模方法，對所得到的模型選擇材料以及進行顏色的渲染，最終可以得到想要的人物模型，在這個過程中最為重要的部分就是分析結構模型，只要分析好了模型，選擇一個合適的建模方法，建模過程就簡單化了。建模流程圖如圖1所示。

4.3 模型與Photoshop結合

為了使文章中所描述的建立的三維人物的顏色更加逼真，人物的上色就需要利用到Photoshop軟件，具體的操作流程是將下載好的或者制作好的人物的JPG的圖片導入到Photoshop軟件中去，打開這個文件。首先對圖片進行選取每一部分的邊界路徑，路徑是一種通過矢量畫圖的方法進行圖像區域選擇的手段，它通常由節點和方向線組成，通過對節點和方向線的調整、修改而達到對不規則圖形精確選取和繪制的目的;再對所選取的路徑進行路徑輸出，設定保存路徑以及文件名，進行導入文件路徑，此時前面在Photoshop中創建的路徑在這里已經成為了二維圖形，接著就可以對二維圖形進行修飾加工了，并且在此基礎上可以生成三維圖形;最后就是極為重要的一步了，利用Photoshop對3DsMax中的模型進行貼圖，借助3DsMax先創作出三維模型，渲染出所需視角的圖片，再用Photoshop潤色可方便快捷地創作出令人滿意的作品。

5 結語

在這個著重提高全民身體素質的時代，拍照卡路里軟件的存在有一定的必要性，在其的設計中加入3D小人物的模型可以提高用戶的興趣，將用戶的身體情況更加直觀地反映給用戶，使用戶能夠了解自己的身體狀況，并且會很樂意地使用該軟件記錄自己的飲食和健身情況。利用3DsMax軟件的各種優勢，選擇合理的建模方案，將三維建模與拍照卡路里App結合，是跟順應互聯網時代的潮流，進而開發出更新穎的軟件。特別是在5G時代，這種將三維模型和軟件結合的技術將會越來越廣泛。

（第一作者系成都理工大學地球科學學院 在讀本科生）

（本文由國家級大學生創新創業訓練計劃項目《拍照卡路里》（201810616014X）支持）

【參考文獻】

[1]蘇煜超，張楠，匡楊楊.關于3DMAX軟件動畫制作探析[J].科技傳播，2016（12）：107-112.

[2]彭國華.基于3dsMax的動畫角色建模技術的研究[D].西安：陜西科技大學，2007.

[3]張璐斯.基于3DsMax的三維動畫建模技術的研究與應用[J].工程技術，2013（91）：94.