你有沒有看過動(dòng)畫電影，想知道人們?nèi)绾蝿?chuàng)造出如此令人印象深刻的 3D 角色？或者，您可能已經(jīng)考慮過室內(nèi)設(shè)計(jì)師如何為尚未建成的建筑物或空間創(chuàng)建栩栩如生的渲染圖。這兩種情況的答案都是 3D 建模。

但是，究竟什么是 3D 建模？有多少不同的學(xué)科使用這種藝術(shù)形式？您甚至如何創(chuàng)建 3D 模型？3D 建模藝術(shù)對(duì)于那些從未做過的人來說似乎很復(fù)雜且難以捉摸。無論您是想學(xué)習(xí)這項(xiàng)技術(shù)，還是只是好奇，今天這篇文章都能為您提供所有必要的信息！

什么是 3D 建模？

3D 建模是創(chuàng)建數(shù)字 3D 圖形。有多種3D 建模軟件可用，可幫助用戶雕刻、紋理和設(shè)計(jì) 3D 模型。3D 建模的藝術(shù)實(shí)際上是基于數(shù)學(xué)的，并且有多種技術(shù)、工作流程和建模軟件選項(xiàng)可供選擇。因此，3D 模型的創(chuàng)建往往是一個(gè)更復(fù)雜、更耗時(shí)的過程?；ヂ?lián)網(wǎng)上的大多數(shù) 3D 建模軟件都有可用的教程，可以指導(dǎo)用戶完成復(fù)雜的算法和功能。

3D 模型有什么用途？

3D 模型可用于各種領(lǐng)域。一些最常見的應(yīng)用是：

• 為動(dòng)畫電影和視頻游戲設(shè)計(jì) 3D 角色。
• 建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
• 在醫(yī)學(xué)和技術(shù)等領(lǐng)域開發(fā)新產(chǎn)品。
• 為時(shí)尚行業(yè)打造數(shù)字化 3D 服裝。
• 對(duì)房地產(chǎn)行業(yè)內(nèi)的未建空間進(jìn)行建模和渲染。

如何創(chuàng)建 3D 模型？

有多種創(chuàng)建 3D 模型的技術(shù)，由于技術(shù)的進(jìn)步，這些技術(shù)隨著時(shí)間的推移而不斷發(fā)展。無論您在哪個(gè)行業(yè)使用 3D 建模，都有四種主要方法可供選擇：

1. 私人造型
2. 多邊形建模
3. 有理 B 樣條建模
4. 非均勻有理基樣條 (NURBS)
5. CAD軟件
6. 實(shí)體建模
7. 線框建模
8. 表面建模
9. 替代解決方案

3D 建模類型

在這篇文章中，我們將向您介紹這四種類型的 3D 建模，如果這個(gè)過程對(duì)您的創(chuàng)意需求來說過于復(fù)雜，我們還會(huì)提供一些替代解決方案。

1. 原始建模

這種類型的 3D 建模主要使用球體、立方體和這兩種形狀的其他變體來組合所需的形狀。之所以稱為原始，是因?yàn)樗且环N非常初級(jí)的 3D 建模形式，主要是通過組合不同的預(yù)先存在的形狀來創(chuàng)建的。

這種建模通常利用基本的布爾處理器來獲得正確的形狀和輪廓。布爾運(yùn)算符是生成 3 維曲面和形狀的一些最常見的方法。設(shè)計(jì)師可以組合兩種不同的形狀或從另一種形狀中減去一種形狀以創(chuàng)建新對(duì)象。

2. 多邊形建模

這種類型的 3D 建模是通過使用 X、Y 和 Z 坐標(biāo)來定義不同的形狀和表面，然后將不同的表面組合成一個(gè)巨大的形狀或模型來完成的。

當(dāng)設(shè)計(jì)師使用多邊形建模技術(shù)時(shí)，他們通常首先創(chuàng)建所需形狀的金屬絲網(wǎng)——這需要多邊形網(wǎng)格理論的良好工作知識(shí)，這意味著這種類型的建模對(duì)于初學(xué)者來說可能過于復(fù)雜。

這種類型的 3D 建模最常見的用途是掃描線渲染，它查看模型的每一行以生成整體形狀。

3. 有理 B 樣條建模

有理 B 樣條建模是最常見的 3D 建模類型，其技術(shù)也基于幾何形式的組合和調(diào)整。用戶首先創(chuàng)建每個(gè)形狀的尺寸，然后可以扭曲和彎曲這些多邊形以獲得所需的 3D 設(shè)計(jì)。

這種方法流行的主要原因之一是易于學(xué)習(xí)和掌握。這意味著它已經(jīng)在初學(xué)者和專業(yè)人士中找到了共鳴，它使具有不同背景的人們能夠創(chuàng)造出引人注目的獨(dú)特形式。

4. 非均勻有理基樣條 (NURBS)

我們將要探索的最后一種 3D 建模類型是非均勻有理基樣條或簡稱 NURBS。由于其優(yōu)雅，這是一種非常流行的 3D 建模方法，因?yàn)樗ㄟ^數(shù)學(xué)模型運(yùn)行，可應(yīng)用于各種場景以創(chuàng)建逼真的曲線和曲面。

NURBS 的美妙之處在于它可以作為一個(gè)高效的程序獨(dú)立運(yùn)行——這意味著設(shè)計(jì)師可以依靠技術(shù)本身來創(chuàng)建逼真的模型——但它也歡迎人工干預(yù)和定制，為 3D 模型添加畫龍點(diǎn)睛。

5. CAD軟件

在談?wù)?3D 建模及其類型時(shí)，不能不討論 CAD 軟件（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）的作用。CAD 軟件是 3D 建模方面的一項(xiàng)重要發(fā)明。它有助于在虛擬現(xiàn)實(shí)中可視化所需的對(duì)象、設(shè)計(jì)和模型。使用 CAD 軟件可以完成的一些重要任務(wù)是 3D 打印、3D 雕刻、3D 渲染，當(dāng)然還有 3D 建模。制作 3D 對(duì)象所涉及的計(jì)算由 CAD 軟件進(jìn)行。設(shè)計(jì)師的工作是定義他/她希望創(chuàng)建的 3D 對(duì)象的形狀和大小。

CAD 軟件的 3D 建模主要分為三種類型：實(shí)體建模、線框建模和曲面建模。這三種類型根據(jù)特定的特征進(jìn)一步分為子類型。

讓我們了解一下 CAD 軟件中的這些主要建模類型，以更好地了解虛擬現(xiàn)實(shí)的可視化和功能。

6. 實(shí)體建模

實(shí)體建模包括處理原始形狀，例如球體、立方體和 n 邊棱柱。然而，各種項(xiàng)目可能會(huì)使用方法。一些從二維描繪草圖開始，然后被驅(qū)逐以提供三維圖形。其他人在實(shí)體上添加實(shí)體以創(chuàng)建更復(fù)雜的圖形。但是得到的實(shí)體模型是一樣的。

當(dāng)包含具有一致半徑的平面或基本彎曲時(shí)，這種 3D 建模軟件特別有用。此外，它還非常適合精確測量和角度。一些利用強(qiáng)大演示的引人注目的編程部分在入門級(jí)結(jié)合了 Tinkercad 和 FreeCAD，對(duì)于進(jìn)一步的高級(jí)工作，SketchUp、solid words 和 Autodesk Fusion 360。

優(yōu)勢：

• 無需大量培訓(xùn)，非常人性化。由于 PC 不處理大量三角形，因此計(jì)算先決條件較低。最后的部分在每種情況下在數(shù)字上都是正確的，因?yàn)槟Ｐ驮诂F(xiàn)實(shí)中是可以想象的。

劣勢：

• 自然形狀表示中的高度真實(shí)感實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)。

7. 線框建模

線框建模將形狀表示為頂點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)幾何面都是由 min 組成的。三個(gè)頂點(diǎn)和每個(gè)頂點(diǎn)對(duì)至少一個(gè)外觀很重要。通過改變每個(gè)頂點(diǎn)的位置來改變事物的大小和狀態(tài)。

許多線框演示設(shè)備使用三角形作為其基本組件，使用的三角形越多，它看起來就越真實(shí)。這通過“多邊形檢查”顯示，即模型線框內(nèi)包含的三角形（或其他平面形狀）的絕對(duì)數(shù)量。

通常，這種方法是第一個(gè)用于建模 3D 圖形的方法，當(dāng)時(shí)多邊形數(shù)量適中，使圖形在某種程度上呈塊狀。有許多程序使用這種方法，但是允許手動(dòng)控制線框頂點(diǎn)的主要程序的一部分是Blender、Autodesk Maya、3DS Max 和 Cinema 4D。

優(yōu)勢：

• 與實(shí)體建模相比，可以想象完成更復(fù)雜的曲面和彎曲。

缺點(diǎn)：

• 用戶需要正規(guī)培訓(xùn)。
• 高分辨率將需要大量的多邊形，計(jì)算需求會(huì)更高。

8. 表面建模

曲面建模是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 下的另一種建模類型。在處理形狀的復(fù)雜性時(shí)，它需要更高的步驟。它是最升級(jí)的建模類型，它根據(jù)引導(dǎo)線定義形狀和曲率。

軟件計(jì)算出光滑的表面，然后完成連接引導(dǎo)線的任務(wù)。它最常用于插圖和建筑渲染，因?yàn)樗軌驘o縫集成所有必要的元素。作為引導(dǎo)線的變體，一些程序甚至在切線平面的情況下使用控制點(diǎn)和控制面板。

表面建模甚至能夠生成現(xiàn)實(shí)世界中不可能的那些視覺表示。然而，正是出于這個(gè)原因，有必要確定是否可以物理制造這種設(shè)計(jì)。不同程序提供的所有建模工具中的主要工具，'Loft' 專門用于表面建模。一些支持曲面建模的程序有 Catia、FreeCAD、Inventor、ZBrush 和 Slideworks。

優(yōu)勢：

• 它處理復(fù)雜表面的能力使其成為飛機(jī)和熱力學(xué)中的首選建模類型，其中非常關(guān)注表面外觀。

劣勢：

• 它是一種復(fù)雜的 3D 建模形式，需要高級(jí)程序以及設(shè)計(jì)人員更高水平的培訓(xùn)和專業(yè)知識(shí)。

總結(jié)

創(chuàng)建 3D 模型有多種方法和技術(shù)。每種類型都有自己的優(yōu)勢，它們可以根據(jù)設(shè)計(jì)師的技能和項(xiàng)目要求互換使用。除了建模，渲染也是3d制作中一個(gè)重要的步驟，那么如何輕松渲染呢？推薦使用渲云渲染。

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