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什么是3D建模?高低中模、法線貼圖、低模拓撲都是啥?
發(fā)布時間：2024-04-03 12:00:54 瀏覽量：295次
什么是3D建模？建模師是根據想象憑空建模嗎？建模復不復雜？工作流程有哪些？下面跟著橘子，一起走進建模師的世界吧！
中國頂級雕像品牌-Queen Studios 3D藝術總監(jiān) smile _z作品
3D建模師（3D Artist）
顧名思義就是建立3D模型的人，創(chuàng)建的模型包括但不限于人物、武器、機器、樹木、房屋等角色和場景。建模師的靈感可能來自原畫，也可能源自真實世界。他們既可以將原畫師的2D作品以三維的立體形象呈現(xiàn)，也可以將現(xiàn)實中的鮮活事物還原到虛擬的數(shù)字世界。
Johan Vikstrom角色作品《Jinx》創(chuàng)作源自演員Anya Taylor-Joy
建模流程（Workflow）
建模主要分為建模和貼圖兩大部分，可以簡單地將建模的過程理解為“塑骨”，貼圖的過程理解為“美容”。
建模 （Modeling）
分角色建模和場景建模，建模師根據原畫建立基本模型把控造型，這是整個游戲美術設計的重要環(huán)節(jié)。
Nikie Monteleone作品《Greenie Genie》
建模師要學會使用的軟件很多，游戲行業(yè)常用的建模軟件是3ds Max、Maya、ZBrush、Blender等。不同行業(yè)和不同的項目側重使用的軟件不同，所以新人自學入行往往要花相當長的時間且不夠專業(yè)全面，容易以偏概全或陷入死角。
貼圖（Texturing）
就是用Photoshop、Substance Painter、3DCoat等軟件制作材質平面圖，用于覆蓋在模型表面。場景道具是什么顏色？是金屬的還是木材的，是嶄新的還是破舊的？角色是年輕的還是蒼老的？皮膚是光滑細膩還是滿是雀斑皺紋的？······這些模型的外觀表現(xiàn)都是由貼圖決定。
值得注意的是：建模師通常不是直接在立體的模型上進行“裝扮”，而是將三維的模型展開為二維的平面后再進行貼圖、增添細節(jié)等，這個就叫“UV拆分”或“展UV”，常用的有Unfold3D、UVlayout和建模軟件自帶系統(tǒng)等。
我們可以將它想象成是在制作一個禮品包裝盒，要先將盒子平鋪，完成對外包裝的裝扮后，再折疊成需要的形狀。當然這個“包裝盒”還有很多的制作步驟，所以通常還會引申出下文中的幾個概念。
中/高/低模 （Mid/High/Low Poly）
通常一個物體是由幾個點線面組成，一個多邊形可以認定為一面。習慣上把一個三維模型有多少個多邊形稱之為多少面，即模型的面數(shù)是多少。
Elric Darmois作品《Old Lamp》建模細節(jié)
根據建模師的習慣，一般先從中模做出一個初型。中模不建保護線，用于之后的削減低模和雕刻高模，屬于高低模之間的過渡產物；高模為了表現(xiàn)結構面數(shù)會偏多，用以生成法線、AO貼圖和置換貼圖；低模一般只有大型，細節(jié)依靠貼圖展現(xiàn)。
但這并不代表面數(shù)多就一定是高模，且高低模的建模方式也不同。隨著技術的發(fā)展，單純以面數(shù)多少來定義高低模是不恰當?shù)摹?/span>
高模的高性能往往會給設備帶來巨大的運行負擔。影視廣告追求模型的逼真度和精細度，通常是預渲染，所以多用高模；而游戲要實時渲染，所以手游和普通畫質的游戲通常會使用低模。
這也是為什么在《和平精英》中即使使用了捏臉功能，在進入游戲后看到的也依然是默認臉型。同理。雖然中模在經過卡線或雕刻后會轉變成精度最高的高模，但也會導致貼圖時運行速度變慢，因此需要在低模上賦予貼圖。
低模拓撲 （Topology）
為了能讓低模也能擁有高模的凹凸細節(jié)，于是就產生了“低模拓撲”的概念。
“拓撲”是研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質的一個學科，它只考慮物體間的位置關系而不考慮它們的形狀和大小。
· 拓撲學著名的咖啡杯和甜甜圈問題
而“低模拓撲”是指按照高模的布線原則重建一個低模，來讓低模以更低的面數(shù)展現(xiàn)更多的細節(jié)，常用的軟件是ZBrush、Maya的自帶拓撲或TopoGun。
烘焙法線貼圖（Bake Normal Maps）
拓撲出低模之后就到上文提到的“展UV”做“包裝”貼圖的環(huán)節(jié)了。法線是指始終垂直于某平面的虛線，是用來描述表面的方向的。物體平面上任意一點，垂直于平面的方向就是法線方向。
為了避免把“包裝圖案”的方向搞錯，烘焙貼圖法線時要將高模的法線方向以像素的形式存到低模的表面，這樣貼上法線貼圖的低模就能有高模的光影凹凸，看起來就像高模一樣。
引擎渲染（Rendering in the Engine）
在對低模完成貼圖、材質繪制（Texturing）和細節(jié)的完善后，就可以在游戲引擎中將模型進行效果渲染并導出了，常用的渲染引擎有八猴、UNREAL、UNITY 3D等。
總結
建模的工作流程細分下包含：中模起形-高模精雕-低模拓撲-UV拆分-烘焙法線貼圖-繪制材質-引擎渲染等，都是建模師要掌握的工作流程。
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