藝術專業常用三維建模軟件比較研究

沈誠

摘? 要 在介紹藝術專業常用三維建模軟件的基礎上，分析該類軟件的普及和使用情況并加以研究，為以后從事藝術行業的軟件選擇做鋪墊。

關鍵詞 藝術設計;三維建模軟件;動畫專業

中圖分類號：J916.2? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）17-0037-02

0? 引言

計算機技術的福祉已經遍布生活的方方面面，藝術家也逐漸開始嘗試在計算機的范疇中尋找創新點，將理論與想法渲染成自己想要的效果。三維建模軟件就是一種可以輕松實現想要的效果的工具，只需要一臺計算機即可實現全方位、多參數的調節。但是建模軟件種類繁多，如何選擇是學生群體與入門新手亟待解決的一個核心問題。對此，本文對市場上的主流軟件進行簡要分析。

筆者對動畫專業一、二年級的學生進行充分調研，發現學生對于如何選擇軟件，多數基于知名電影特效的來源以及是否容易達到理想效果。對此，筆者對常用的三維建模軟件從應用環境、渲染效果、相關案例三個層面進行分析，為從事藝術相關事業的初學者選擇軟件提供參考。

1? 常用三維軟件介紹與淺析

1.1? 3D Studio Max

3D Studio Max，經常簡稱為3d Max或3ds MAX，是Discreet公司（已被Autodesk公司合并）開發的一款基于PC系統的三維動畫渲染和制作軟件，是藝術設計相關專業最先接觸到的三維建模軟件之一。3d Max對于初學者來說不夠友好，因為有相當多的新人對于較為煩瑣的界面以及每一個細分功能無法完全透徹地理解，盡管3d Max配有軟件使用說明書，但是大部分學習者都以案例實操為主要的學習途徑。3d Max的功能極其強大，有完善的建模工具箱和調節參數，并且支持一些插件進行基于當代美學設計的高級操作，除了自帶渲染器，也支持阿諾德渲染器、V-ray渲染器等;但是比較后面介紹的兩款軟件來說，適用的范圍處在室內設計、建筑可視化設計領域。

從一、二年級的三維建模軟件的使用情況來看，多數學生在完成教師安排的實驗作業以后就不再使用，而轉向更加簡單的逐幀動畫，使用Flash或Animate進行實驗動畫的制作。也有較少學生更加傾向于使用其他容易上手的H5動畫制作軟件來達到理想的實驗效果。盡管3d Max已經成為行業內的主流，各項功能已經趨于飽和完善，但是對于需求相對簡單的一項數字媒體設計或者實驗動畫來說，它確實不是一個高效率的軟件。3d Max參與制作的知名游戲有《魔獸爭霸》《古墓麗影》《紅色警戒》《細胞分裂》等，知名影片有《后天》《地心歷險記》《鋼鐵俠》《阿凡達》等。

1.2? MAYA

MAYA是Autodesk公司旗下著名的三維建模和動畫軟件。MAYA 2014是筆者最先接觸到的主流動畫軟件，和3d Max相比，該軟件成為很多動畫、特效公司的首選。MAYA

可以為使用者提供更加快捷的建立復雜模型的途徑[1]，在建模方面與3d Max的操作較為相似，但是工作流程上可能更加煩瑣，因為相較于3d Max，MAYA的界面UI比較復雜，建模工具箱中對不同的模型有不同的操作模式，可能導致新手不能很快地上手實驗。筆者完成的相關實驗動畫也并沒有完全使用MAYA，而是使用Cinema4D進行輔助建模，但是MAYA強大的動畫綁定技術是Cinema4D所無法比擬的。MAYA參與制作的知名影片有《指環王》《變形金剛2》《冰河世紀》等。

1.3? Cinema4D

在眾多三維建模軟件中，Cinema4D（簡稱C4D）可以被認定為最容易上手的建模軟件之一，由德國Maxon Computer開發，以極高的運算速度和強大的渲染插件著稱。其簡潔的UI使得新手可以很快地上手，這是前面兩款建模軟件無法比擬的。如材質創建時，僅僅需要雙擊材質工具箱即可創造出基本材質，通過調節參數來獲得理想的實驗效果，而不同于MAYA的多步操作[2]。C4D具有便捷的毛發系統，自帶的毛發系統便于控制，可以快速創造改變造型，并且可以渲染出各種所需要的效果。C4D內置的bodypaint3D模塊在業界廣受好評，具有“三維Photoshop”的美譽，這就是很多游戲的手繪模型經常傾向于用C4D里面的BP模塊的原因。

C4D逐步走向成熟，版本不斷迭代，目前最新版本S23已經上市，但是在業內受到廣泛好評的還是C4DR18、19兩個版本，也支持相當多的渲染器，廣泛使用的渲染器有octane渲染器、redshift渲染器等，與此類渲染器相配合，將提供實時渲染、攝像機特殊效果等。盡管C4D在電商領域、廣告領域、藝術實驗動畫領域有不錯的成績[3]，但是弊端也很明顯，最大的劣勢就是過度依賴插件，目前仍然有較多的效果無法簡潔地做出或者是無法做出，或者相較于上述兩款建模軟件以及胡迪尼、Blender等軟件仍然有很大的發展空間。但這并不影響新手的操作實驗，不失作為一個入門軟件首選。C4D參與制作的知名影片有《阿凡達》《流浪地球》等。

2? 三維建模軟件在藝術設計中的應用

在藝術設計中，三維建模軟件起到極其重要的作用，無論是需要落地實施的項目，還是藝術家的創作，都會利用建模軟件進行想法的初步實現。如在數字繪畫中，三維建模軟件可以將現實生活中的透視產生的大小變化以及材質的質感表現出來，極大地減少了繪畫的時間，可以讓藝術家將精力更大程度地投入細節的刻畫。通過對軟件內部的滑塊、數值對模型的大小、材質、燈光調節，就可以輕松渲染出滿意的效果。以C4D為例，想要渲染出一個超現實的水泥路面，只需要將其對應的法線貼圖、漫射貼圖、粗糙貼圖、置換貼圖、反射貼圖、環境貼圖鏈接到對應的節點，使用顏色矯正功能之后添加環境燈光和攝像機的成像效果，就可以渲染出一個寫實的地面。當然，越復雜精細的場景需要更多的節點連接，甚至需要使用兩個或多個材質的混合，所渲染的時間與之成正比。在效率占據主導地位的時代，出圖的速度成為另外一個標準，藝術家可以通過云渲染技術節約很多時間，國內主要的云渲染平臺有Renderbus、炫云渲染等，支持CPU和GPU的圖像渲染，在此不贅述[4]。

在以3d Max為主導的建筑設計工業化制作流程中，其高效率的制作流程成為行業的大流，無限接近寫實的渲染效果成為效果圖制作的首選。也有較多優秀軟件互相彌補自身缺點。如作為一款草稿式快速搭建的軟件，SU（草圖大師）操作的單一是其優勢之一，也被外界所詬病，但是其在模型的快速搭建上優勢明顯，而軟件的極簡風格并不利于渲染的精細，所以通常利用Lumion（3D可視化工具）進行輔助渲染。

另外，在文創設計中，三維建模軟件也發揮了很大的作用，如利用雕刻功能可以讓藝術家從線下轉移到線上，利用軟件進行復雜模型的創造。藝術家可以在其中提供的空間里進行頭發、布料、褶皺的編輯，縱橫馳騁于現實中的世界。如以ZBrush（三維雕刻軟件）為主導的模型制作流程正在被市場接受[5]，無須利用線下的精雕油泥等材料進行初步設定，方便修改。并且，將三維建模軟件導出為3D打印支持的stl格式，就可以直接將效果圖的成品效果進行初步預覽，這是三維建模軟件所不能達到的。在打印材質上，可以從更好定稿和量化生產的角度選擇適合的材料，如樹脂SLA工藝適用于產品外觀和結構驗證，尼龍MJF工藝適用于結構復雜的模型打樣，軟膠覆膜工藝適用于對軟硬程度和彈性有要求的模型，等等。

在三維建模軟件中，分形藝術也異軍突起，藝術家運用置換、變形工具以及相關插件，如INCENDIA NEXT，不斷堆疊出一種極其獨特的藝術效果。筆者認為，狹義上的分形藝術是基于數學的二維或三維在二維上的映射的圖形衍生，通過圖形某個節點的延展，形成邏輯上為樹狀結構，物理上呈現多維度的復制，包括但不限于大小、矢量。在計算機三維軟件中不斷演變成多維度的分形，從而形成立體的分形結構，抽象風格已經不再局限于平面，在計算機藝術中利用其他的輔助軟件也可以更加容易實現，并且現實生活難以處理的極小細節也可以做到毫厘不差。

綜上，軟件永遠不是單一的存在，往往需要兩種或多種軟件進行互相輔助，對于軟件自身的缺陷，通過軟件之間的相互輔助才可以將想法變成實際，這對于設計師或藝術家來說也是極其重要的。

3? 對藝術設計領域各建模軟件的看法

在藝術設計領域中，尤其是在較為年輕的設計師或新手中形成一種奇怪的、難以令人理解的“階級論”：處于上層的三維建模軟件為胡迪尼、3ds Max、MAYA，處于中層的為C4D、Blender等，處于下層的為草圖大師等，“上層”軟件使用者不屑于“下層”軟件，而排列的順序則是按照軟件難度、是否有中文版本的屬性。這顯然是不對的，也是不利于自身發展的。軟件只是一個工具，沒有高低貴賤之分，只有是否適合此類項目，或者是否適合自己的使用習慣，而不能簡簡單單地用難度來區分。

使用軟件的最終目的只是作品達到更好的效果，其中最理想的狀態是互相輔助。用某一類軟件雕刻，用某一類軟件進行材質的制作，單單依靠一個軟件是無法做到最完美的效果的。在嗶哩嗶哩、優酷等視頻網站中可以看到很多教學視頻，很多藝術家都會使用三維建模軟件，而他們使用的軟件不盡相同，但是這并不影響他們做出的效果。因此，不能將軟件作為評價一件作品是否優秀的標準，接軌時代的藝術家要將精力投入到對作品的精雕細琢上。

4? 結語

在計算機軟件技術飛速發展的大背景下，藝術設計已經可以使用建模軟件來輔助，對設計師或藝術家有極大的幫助作用。軟件與軟件之間相輔相成，僅僅從一款軟件單獨分析是不可取的。筆者結合自身經歷以及深入研究調查，僅就單項目藝術設計中如何選擇一款更加適合相關應用場景的三維建模軟件進行闡述，并列舉了相關案例，為初學者的學習提供些許參考。

參考文獻

[1]姜鵬飛.淺析MAYA特效技術在三維動畫中的重要性[J].太原大學學報，2014，15（4）：125-127.

[2]吳平莉.淺談三維設計軟件Cinema4D[J].視聽，2019（4）：258-259.

[3]周寰，滕芳.Cinema4D在電商廣告設計中的藝術化表達研究[J].戲劇之家，2020（13）：134-135.

[4]徐靜.淺談云計算技術在3D動畫渲染中的作用[J].中國教育技術裝備，2016（8）：48-49.

[5]黃永生.ZBrush藝術家及其圖形呈現[J].華僑大學學報（哲學社會科學版），2006（2）：113-119.