毕业设计论文论艺用解剖在三维角色制作中的应用.doc

《毕业设计论文论艺用解剖在三维角色制作中的应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文论艺用解剖在三维角色制作中的应用.doc（28页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、毕业设计（论文）UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)题 目: 论艺用解剖在三维角色制作中的应用学 院 数码艺术专 业 艺术设计学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期2010年4月1日摘 要本论文主要讲的是在毕业设计-精卫填海中关于艺用解剖和素描原理在三维角色设计制作中的应用和重要性。从艺术家塑造形体的思路，艺用解剖知识和三维角色制作资料的整理等说明，并以实例为基础展示给大家。论文第一部分将阐述三维角色制作流程发展方向，在那些环节艺用解剖对产品质量起到重要作用。第二部分将阐述艺用解剖在各种不同角色类型中的运用。第三部分简单总结了在实践中所碰到的问题和制作经验。关键词：体量；

2、骨点；肌肉ABSTRACTThis essay mainly describes the graduation project by the author - “Jingwei Fill Sea”, which summarizes the application and the importance of the anatomy applied for art and charcoal drawing principle in the design and creation of the tri-dimensional characters. The first part of the es

3、say states the development direction of the 3D character production and as far as the product quality is concerned, which links will be greatly affected by the anatomy applied for art. The second part of the essay states how the anatomy applied for art will be applied to the different types of the c

4、haracters. The third part of the essay summarizes briefly the problems met and experiences gained during the practices. Keywords: volume; joint; muscle目 录摘要ABSTRACT.绪论.1第一章 三维角色和艺用解剖的概述 .2 第一节 三维角色制作的发展现状.2 第二节 何为艺用解剖.3第二章 艺用解剖在不同种类作品中的应用.4 第一节 在写实类作品中的应用.4 第二节 在肢体夸张类作品中的应用.7 第三节 在奇幻类角色中的应用.9 第四节 在其

5、它作品中的应用.11第三章 从实践中总结制作心得.14 第一节 毕业设计中制作软件的比较.14第二节 毕业设计中制作技术的选择.15 第三节 拓扑结构在作品中的应用.21结束语.22参考文献.23 致谢.24 绪 论在大学5年的专业学习过程中，我发现我们在学习三维软件制作角色的过程中忽略了对传统艺术最基本原理的学习, 致使我们的专业学习舍本求末，只学习了软件操作知识等表面知识，没有真正了解到制作好三维角色作品的本质因素在于对美术基础、素描原理和解剖知识的掌握。这是导致学生作品不够扎实及作品与市场要求脱节的最主要原因，也是我们的水平和专业水平的主要差距之一。我们的三维角色作品通常会出现：1、在初

6、期建模时角色大体结构比例不合理。2、在建立基础模型布线时，拓扑结构没有符合人体正常运动原理，不利于骨骼绑定后制作动画效果。3、在深入塑造形体细节时肌肉夸张不合理或者分布错位，关键骨点错位等。导致这类问题的 理合理感觉角色上肢前臂能承受用手掌攻击时的收到的冲击力。主要原因是对传统美术功底掌握的不足(对人体解剖知识的缺乏) 二维转换三维的透视观察方法的不适应。其次对剧情人物性格的理解缺乏，软件熟练程度不够等也是导致作品不够完美的原因。论文的意义在于明确在三维角色制作这一新兴专业学习过程中，传统美术基础和艺用解剖原理掌握的重要性，并在制作了一定量的三维角色之后把平时积累的对形体塑造方法从感觉到具体理

7、论的一个梳理和总结。这些问题的解决对制作出有血有肉的三维动画角色有重要意义。第一章 三维角色和艺用解剖的概述第一节 三维角色制作的发展现状三维动画包括三维角色制作、场景制作、角色骨骼绑定、角色或场景动画、布料和粒子特效、灯光渲染等内容。三维动画作为电脑美术的一个分支，是建立在动画艺术和电脑软硬件技术发展基础上，而形成的一种相对独立新型的艺术形式。“早期主要应用于军事领域，直到70年代后期，随着PC机的出现，计算机图形学才逐步拓展到诸如平面设计、服装设计、建筑装潢等领域。80年代，随着电脑软硬件的进一步发展，计算机图形处理技术的应用得到了空前的发展，电脑美术作为一个独立学科真正开走上了迅猛发展之

8、路”。 三维角色制作是三维动画重要基础元素之一。三维角色制作步骤可分为：1、在三维软件中基本拓扑结构建立也就是建模。2、在建立基础低模的基础上，继续将基础模型导入ZBrush或其他软件中，雕刻塑造具有丰富细节的高模。3、为低模分uv，也就是三维模型在二维空间的展开，概念类似剥桔子皮。4、使用三维软件烘焙法线或置换贴图等，使其在低模上呈现丰富的细节。5、绘制颜色和纹理贴图。在步骤1、2、5的制作过程中，需要艺术家对人体结构及解剖知识和素描原理有相当的认识，才能制作出即具有逼真、合理的细节又能做出符合动作原理的优秀三维角色模型。三维角色制作从软件主导慢慢趋向于艺术家主导，所以今后的发展方向是以传统

9、素描艺用解剖为基础的写实角色制作和艺术家想象力发挥的角色作品这两大趋势。 精卫填海三维角色制作过程中收集了大量优秀动画片和大型游戏的三维角色资料和制作教程，研究不同时代不同题材的动画和游戏角色设计的发展方向后,发现现阶段制作三维角色的软件技术相对于前5年有了较快的发展。Mudbox、Zbursh等雕刻软件的发展大大促进于艺术家的发挥，创造了许多现代的米开朗基罗和罗丹(如图1)，甚至许多业余爱好者的作品也有相当的质量。图11 ZBrush艺术家的作品第二节 何为艺用解剖 艺用解剖是在人体解剖学的基础上，“以人体骨骼和肌肉作为研究对象，研究人体外部形态和结构以及人体运动和姿态的基本规律和特点。1”

10、门献司ords: ; ; ;由于艺用解剖学与医用解剖学的不同，它的内涵也发生了变化，它不仅包含医学解剖的部分内容（即解剖结构），同时还要研究视觉经验、艺术表现有关的其他方面。人体自古就被人类认为是大自然最完美的造物。在经历了长时间的进化之后，人体构造几乎是完美的力学原理的体现。因此人体中蕴含了均衡美、对称美、曲线美、协调美等美的表现形态，所以研究和塑造人体美，始终是各个时代美术家创作的重要题材。古希腊时期，人们赞美人体的完美，在人体比例上追求理想化，因此人体艺术作品都高度匀称、典雅，体现出完美的美学思想，代表作品是执长矛折掷铁饼者。“16世纪文艺复兴时期，绘画和雕塑在人文主义思想和科学方法的双

11、重影响下，艺术家们将人体解剖作为艺术必修的基础课2”，观察人体骨骼和肌肉的构造和结构，绘制成图谱，并把解剖学知识运用到自己的艺术实践之中，创造了大量经典的艺术作品。历史上运用解剖原理制作雕塑达到顶峰的有米开朗基罗和罗丹等著名艺术家，如思考者、大卫。正是在这些艺术家的不断探索和总结，逐渐形成了艺用人体解剖学这门课程。第二章 艺用解剖在不同种类作品中的应用第一节 在写实类作品中的应用页独珑何为写实？“写实是指据事直书，是真实地描绘事物。2”写实绘画从表面看是一个古典和传统的样式。“从最早的西班牙岩画到十九世纪的法国学院派、印象派；从前苏联的绘画到中国社会主义时期的讲究题材的油画，都是写实的面貌。2

12、”写实艺术并不是照抄现实，而是“人的物质形态外化延伸的结果。”当外在物体反映在人的大脑里面，一些区域对形、色彩、比例、平衡进行专门的感应、解析。人们在生活中对物质形态的判断标准基本相同，这也就是写实艺术的来源 。所以在优秀的三维写实类角色作品中，需要作者对人体结构、比例、运动对肌肉所造成的曲张有相当的了解程度和表现，这样才能让观众感受到人体比例和平衡的美感。在三维角色的制作中最为重要的是头部的制作，头部是表现角色特征个性特点最主要的部分。在写实类的角色中对头部特征准确性的把握，是决定了角色作品的成败的关键,如图1。图21 人物头部要做好头部，首先要了解头骨。头部骨骼非常复杂，由构造不同的两大部

13、分组成：正面眉弓以上，侧面在颧骨弓以上，包括整个后面直接与大脑接触的骨群，称为脑颅。它由额骨、顶骨、颞骨、枕骨等构成；眼眉下方构成面部骨群，称为面颅。它由鼻骨、颧骨、上颌骨等构成。人的头部造型由骨骼决定，头部骨骼对头部外形的影响最大，特别是那些骨骼上面仅有表皮而很少肌肉覆盖的部位，这些骨形显露的地方绘画上常称为“骨点2”。这些“骨点”对造型艺术意义重大，但却是医用解剖图中忽略的地方。 头部骨骼的形态和表面的起伏，决定了头部的形态特征，所以考古工作者可以通过出土的头骨，推测并复原面部外形。在人物头部造型中，依据头骨上的造型骨点，进行结构定位、体面转折和局部特征表现是非常重要的。除了要明确头骨的基

14、本解剖结构特征和基本比例特征之外，还要明确构成头部起伏的骨相形态特征和体面的转折部位。应该注意以下几点：1、脑颅部分的骨形几乎全部显于外形，额结节、顶结节、颞线、颅结节、枕后结节是头颅造型转折的骨点，决定了头颅形态特征。2、鼻骨的倾斜与隆起决定了鼻部的坡度和高低。3、颧骨的高低使面部显得高突或扁平，颧弓处是面部最宽处，两侧颧弓的宽窄与高低，决定了面部的宽度与面颊的形状，也是面部侧面上下两个倾斜面的分界线。头部制作一般由以下步骤组成：1、解决人们“显觉”的合理度、舒适度。显觉可以初步理解为人们对形体的第一感觉，通俗说起来就是素描中形体准确度的问题。为了解决形体准确度的问题，我们可以这样理解，世界

15、上各种物体的形体和形态千差万别，但是它们具有构成其基本形体的集合因素， 如三角形、长方形、圆柱体、立方体等，也就是我们通常所说的几何形式因素。因此在制作人体或者人脸的作品过程中，我们把这种几何形式因素作为制作复杂形态的一种辅助手法，通过抽象、概括,把人体归纳成各种几何体的组合。利用几何体单纯、明显的体块关系和概括的透视和明暗关系，来塑造人体或脸部作品在三维空间中的体量和基本结构特征。 在制作合理的拓扑布线模型的基础上，按解剖原理调整合理的脸部形状和人物脸部特点。先从感性入手也就是上段所述的几何形体观察方法，如先明确颅骨和脸部大体形状呈何种几何趋势，再理性分析抓准主要骨骼的特点:不同人种性别年龄

16、的顶骨、颞骨、颧骨、眉弓、鼻骨比例等。合理塑造脸部主要肌肉：口轮、眼轮、咬肌等。这一步是制作的最主要也是难度较大的部分，如图2。图22 头部建模2、明确“体量感3”。进入三维雕刻软件对角色进行进一步雕刻塑形。首先我们再次利用几何的观察方法观察头部形体，我们会了解到头部形体可以简单概括为一个高比宽长的立方体，脑颅部分呈现圆拱状，前部颧骨线以上至发迹呈正方形，在颞线处向侧面转折。颧骨线以下至颌骨部为三角形，向侧面转折形成两个面。嘴的部分是镶嵌在三角形上的半圆柱体等，这些是根据头骨外形的结构所确定的，这种几何观察方法的概括形成了一个具有共性的头部整体。其次需要对脸部特征和肌肉走势进行确定和明确，特别

17、要注意表情肌的构造，因为人脸部肌肉组织较薄但能做出千百种不同的表情。在对肌肉组织的理解和制作中，重要的不是找出具体位置，而是看出肌群所形成的大块体积与内部骨骼带来的转折关系，不能只以光影的表面现象来描绘。3、在肌肉按照解剖原理合理分布的基础上按照性别、年龄、职业，适量加上表皮脂肪。在大体特征完整的基础上加入皱纹、皮肤纹理和角色肤色个性化特征。头部左右几乎对称，除了在制作个别表情的情况下。因此“我们要在制作过程中牢固建立中线的概念2”，这是掌握头部结构的关键。中线是我们表现不同角度、不同运动、不同透视时对称关系的依据。在头骨、肌肉、表皮三者的对应关系中，要学会区别那些是骨点的显露，哪些是肌肉的堆

18、积，哪些是表皮的变化。优秀精湛的头像素描和雕塑作品往往能很好地表现出三者的区别，尤其在古典大师的作品中，更能感觉到这一点，如图3。图23 无贴图和毛发的人物脸部第二节 在肢体夸张类作品中的应用何为肢体夸张？肢体夸张是根据影视作品和游戏作品剧情需要，角色的身体的某一部分有某种特异的功能或超能力，需要夸张这一肢体使其特殊化。夸张一般表现在骨骼畸形、肌肉肿大、肤色奇特、长出异肢、指甲变长、表皮硬化或鳞片化等。 虽然是夸张表现肢体但也不能漫无边际的乱长，为了使其夸张的部分合理化，作者必须从基本人类肢体结构出发，如肌肉在骨骼或肌腱上的起点和消失点、动脉或静脉的走向、毛发指甲在肢体上的合理生长点等等。这样

19、才能避免角色肢体夸张到影响正常活动的问题。 无论人们设计何种魔幻世界的角色都脱离不了自然界中的因素，所以这类细节的处理能给作品带来更好的独特世界和带入感。以手部的夸张为例，如图4。 图24 手部夸张手的结构复杂，动作灵活，形态多变，可将手部分为腕、掌、指三部分来理解，腕骨背面凸起，掌面凹陷。由于腕骨和掌骨连成一体，腕的体积不太明显，但在手的造型中容易忽略腕的结构特征，必须注意腕部和手、臂的链接，否则手的造型生硬呆板。手的动作首先体现在腕部，然后才是掌骨和指骨。手部骨骼分：手舟骨、月骨、三角骨、豌豆骨、大多角骨、小多角骨、头状骨、钩骨。掌骨5块，从外侧向内侧依次为第1到第5掌骨。指骨14块，其中

20、拇指2块，余为3块，分别称近节指骨、中节指骨和远节指骨。手部的骨骼决定着手部的基本形态。指骨外皮下肌肉脂肪很少，因此手指的基本形几乎等同与手指的外形。因此，如何理解指骨和表现指骨是刻画手部的重点，如图5。制作手部模型时我们需要注意，整个手部自腕部至之间呈阶梯状，腕、掌、指逐级下降，在对手的表现中不要忽视了这一厚度变化。另外，拇指侧肌肉厚于小指侧，掌心凹陷，掌背隆起。五根掌骨成放射状，呈弓形弧状。如图6手部肌肉较薄除大鱼肌和手掌的肌肉外，在外观体形上表现比较突出的是骨骼造型，所以在制作手部有特异能力的角色时，我们需要使手部骨节适度粗壮。夸张其指甲长度突出其爪击的能力。指甲须成半圆包裹状从远节指骨

21、中部长出，宽度不超过骨节宽度的四分之三，指甲生长不会笔直，而是符合力学原理向掌内弯曲。其次因为手掌的粗壮，连接手腕的尺骨和桡骨骨头都需要相应得变粗变大，使其感觉角色上肢前臂能承受用手掌攻击时的收到的冲击力。 图25 人的指骨 图26 手部建模第三节 在奇幻类作品中的应用 何为奇幻类角色？奇幻类角色是根据作品需要制作的特殊生物，其生物可以是一个物种。为了使观众觉得这种创造出来的生物能够生存在这一时空，我们可以以我们的现实时空的生物为出发点创造躯体结构，运用解剖原理把生物躯体拆分、重建。其重建一般表现为把生物肢体关节拆分如头部、四肢、翅膀、指关键等，然后再在一个脊柱躯体上加上不同生物的四肢或头部。

22、 奇幻角色无论多奇特，它都是现实时空的衍生物，这也符合“艺术来源于生活”这一原理。制作奇幻角色也需要对其生活环境、气候、时代有一定的了解，才能体现出生物躯体上应有的细节。 以制作半人马的角色为例（如图7）。 图27 图名半人马原本是希腊神话中一种半人半马的怪物。他们的上半身是人的躯干，包括手和头，下半身则是马身，也包括躯干和腿。在希腊神话中有许多知名的半人马。他们一般被描写为粗野、狂暴和不讲道理、与人相反。半人马在龙与地下城的世界观中属于善于奔跑和射箭的有智野蛮部落，它们肌肉发达生活在平原上。的类身体如何与马的躯体合理结合：术来源与加的紧张，目光更为专注。制作人类上半身和马的主体躯干结合的作品

23、，首先我们了解到如果要支撑起人的上半身躯干，颈椎、脊柱至骨盆必不可少。躯干是人体构造的主体，也是全身运动的枢纽。“男女老少的体制盛衰、体态和神采，均会在躯干部位显现出不同的造型特征”4。它由脊柱连接胸廓和骨盆两大体块而构成，在它的正面、背面、侧面分布着多层肌肉，头和四肢都依附于躯干，可以说，躯干的变化是最丰富的。躯干肌肉大都属于扁平的阔肌，可分为颈肌，胸肌、腹肌、背肌几大部分。那人类身体如何与马的躯体合理结合呢？ 和马的主要躯干结合的部位可以理解为人体腰部至尾骨臀部的脊柱骨的延长。马和人的脊柱曲线结构不同，人类为直立行走脊柱成s形符合力学原理，马的脊柱结构适合于四肢奔跑，所以在安排人体上半肢体

24、时需要考虑到奔跑的重心问题，所以需要把人体上半身安置于马的前肢靠后接近胸部的脊柱处，相当于人体第7至第11胸椎处，因为此部位是背阔肌和斜方肌的出发点。背阔肌连接前肢，三角肌连接肩胛和颈部，这样有利于背部肌肉的塑造。背阔肌是位于胸背区下部和腰区浅层较宽大的扁肌，由胸背神经支配。三角肌从人体的正面和背面看近似于三角形，从人体侧面看像倒置的洋葱，其厚薄对肩部的宽窄影响颇大，决定了肩部的轮廓，在与胸大肌交界处会形成肌间的三角。健壮的男子三角肌厚实，肥厚成圆状，扁圆富有弹性。三角肌俗称“虎头肌”，我觉得最主要的原因是因为它的形状凸出上臂，酷似虎头，而且发达的三角肌体积比较大，显得很威猛，这样称它也是力量

25、的象征如图8。图28 人体背部解剖结构第四节 在其它作品中的应用图9是我们比较容易发现的错误样本，虽然作品比较完整，结构大体合理，但部分肌肉分布包裹错位，肢体肌肉体积夸张不十分合理。这也是我们在平时制作中因专注于细节而忽略整体后最容易犯的错误。为了我们能避免这些错误发生在自己的作品上，我们需要用艺用解剖的基本原理来对此类作品进行一个理性的分析。比较明显的错误有：肋骨下第一排左右腹直肌是一个明显错误，因为肩部位置靠后，所以人上半身应该是挺直状态，在这种情况下靠近肋骨的腹肌会向外突起而腹部向后收起。前锯肌过于发达，而让人感到不自然。手腕连接前臂尺骨和桡骨的结构错误，这张作品缺少腕骨圆柱结构和手掌立

26、方体结构衔接的转折的结构，因过分夸大前臂肌肉强壮度而使人产生不合理感。我们在发现错误后继续用解剖原理来分析它并从中找出规律。首先来分析腹直肌。腹直肌起于胸骨剑突，第五至第七肋软骨的外面，止于耻骨。作用是使脊柱前区屈、弯腰。腹直肌共有四段，分成纵向的两排扁平体块，最下面的一块最长，肚脐在第三、第四之间。第三、第四块体块之间的横线称为中横肌线，中横肌线基本为一条平线，第二、第三体块之间的横线称为上横肌线，上横肌线在人体中线处高，两边低。耻骨结构在男性身体上不是非常明显，在女性身体上比较凸显，女性腹直肌曲线圆润，皮下脂肪丰厚所以女性的腹部曲线更为优美，成为很多雕塑家重点刻画的部位之一，5如图10。图

27、29 错误的人体模型 图210 优美的女性模型再来看看前臂。前臂的肌肉形态类似两个圆柱形，桡侧由桡骨和伸肌群组成，尺侧由尺骨和屈肌群组成。在前臂上两个圆柱形并置成扁圆状，前臂内旋后两个圆柱形交叉，前臂上部成一个圆柱状，但两者间会形成较明显的浅沟。前锯肌位于背阔肌和胸肌之间的窝状处，位于胸廓的外侧皮下，上部为胸大肌和胸小肌所遮盖，是块扁肌。起于29肋骨的外侧面。止点在肩胛骨的内侧和下角的前面。在手臂下垂时随着背阔肌的鼓起会慢慢显现。其作用是，近固定时，可使肩胛骨前伸，上回旋，拉肩胛骨向前和紧贴胸廓，下部肌束使肩胛骨下角旋外，助臂上举。采用持哑铃侧上举、提拉杠铃耸肩和负重扩胸等练习可发展该肌力量。

28、一般在表皮和脂肪的包裹下外表上很难凸显出来，在剧烈运动时偶尔隐约出现，我们只要稍加表现就可以凸显出角色的强壮，如图11。图211 合理的男性上半躯体第三章 毕业作品中的实践心得第一节 毕业设计中制作软件的比较MAYA和ZBRUSH是制作模型的两大软件，在毕业设计中我总结了它们的优缺点。Maya是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告、角色动画、电影特技等。Maya功能完善，工作灵活，易学易用，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。个人认为Maya是首选解决方案。Maya2009的诞生解决了Maya在建模上软选择的缺陷问题使在建模上的效率

29、大大提高。Maya的摄像机及时透视是各大3d软件中较为准确的，所以能制作较为准确的3d形体。对建立复杂物体来说虽然需要花的时间较长但其造型准确性一点不会影响工作的效率，结构准确的模型对以后的加工细节深入奠定了扎实的基础。Maya的高质量即时渲染功能够比较好的模拟模型在游戏引擎中即时渲染的效果，使其成为制作高质量影视三维角色和次时代主机游戏建模的主要实用软件。在烘焙法线贴图和漫反射贴图上对贴图分辨率的保存较为优秀，可以和ZBrush中的zmaper和投影大师相结合使用制作完美的无缝贴图。 ZBrush（ZB）软件是世界上第一个让艺术家感到无约束自由创作的3D设计工具！它的出现完全颠覆了过去传统三

30、维设计工具的工作模式，解放了艺术家们的双手和思维，告别过去那种依靠鼠标和参数来笨拙创作的模式，完全尊重设计师的创作灵感和传统工作习惯。但当我使用过ZB之后会发现两大问题：1、透视。因为我们平时制作所参照的对象大多为照片或2d原画。人类眼睛所观察的的错觉导致透视这一视觉误差。虽然ZB中已经有模仿人类的眼睛视觉误差的功能但毕竟不可能代替人眼判断。这就需要我们运用其他透视较为准确的软件如maya、max等来制作基本物体形态。ZB的长处在于细节的雕刻功能。 2、形体准确度。ZB虽然用于3d雕刻但它是以二维图像编辑概念来制作的软件，我们可以发现在我们制作时没有x,y,z三个轴向，这是我们对模型上的拓扑的

31、点线的移动只有模糊的概念，移动的度的把握会被材质和光阴所影响，所以在制作时需要不断调换三维角度观察和调换不同的材质球来观察。经比较，我在制作三维角色时主要使用maya中ploygen建模制作基础模型，这样能把握模型的准确性，理性分析人物大体比例关系。然后将maya制作完成的基础模型导出obj这是三维软件通用文件，导入至ZBrush中继续对其进行塑造，细节的深入刻画。较为合理的步骤是：1、先制作具有一定细节的中模，在制作时可以先忽略角色运动原理拓扑结构，主要精力在于制作细节。2、导入中模至ZBrush进行细节刻画。3、导出zb完成的高模至maya，制作低模和高模的形体进行匹配，此事需要考虑合理的

32、拓扑布线结构和人物运动原理。4、在低模分好uv的基础上进行贴图的烘焙，如图1。图31 从模型到贴图的制作流程第二节 毕业设计中制作技术的选择制作之初，我比较了三维扫描和三维角色建模技术。随着科技的发展，在最近的影视作品和游戏作品中，越来越多得运用到了三维扫描技术。三维扫描技术被广泛运用在三维写实类角色制作上。何为三维扫描？“三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段”。三维扫描能否取代三维角色建模？个人认为三维

33、扫描不能取代一个优秀三维角色建模师的工作，在未来几个月就将出品的EA体育游戏fifa11的制作过程中就采用了三维扫描技术，扫描了各大明星球员的脸部，在扫描后呈现在三维引擎中的头部模型确实具有一定的真实性。经过对比，得到如下结论：作为一个三维角色建模师，当我拿到此类三维扫描模型再加工时，第一眼看到三维扫描模型时会有不适感。在加工过程中慢慢发现了这种不适感的原因有以下几类。一、三维扫描捕捉的是人物一瞬间的表情，就算被拍人物脸部再如何放松或者镇定，但总和人们平时观察对方脸部时，所取得的人物脸部的常态印象有区别。特别是明星球员曝光率高，在人们脑海里留下深刻的印象，而这种印象是人们在多次看到球员的脸部后

34、对脸部常态特征的一种总结。二、三维扫描模型会出现的主要问题是左右不对称和骨点不清晰。人脸左右对称这一概念，其实是我们的主观意识受到我们视觉习惯和审美习惯的印象所产生的。事实情况下人脸在任何表情情况下都不可能完全对称。对称的人脸是我们人类经过大脑处理出来的影像。所以在角色建模中我们需要尽量做到左右对称的人脸，除特定例子以外，如运动员脸部受过伤或骨折过所造成的明显伤害等等。但在某些细节部分的不对称，反而会让角色显得自然，如眼皮曲线、大鼻子高鼻梁的左右微量倾斜、鼻翼厚度的左右不同、人脸皱纹的左右相对不对称的变化等个性化细节。三、想要做出更接近人们脑海里明星脸部模型，就需要在三维模型的基础上对脸部骨点

35、进行塑造。因为在三维扫描的瞬间因为人物脸部的表情骨点和肌肉会相对与常态下的人脸有所移动。为了模型特征更加明显和脸部模型表情绑定后的效果，我们需要把三维扫描模型回复到球员脸部肌肉最放松的状态，这需要角色建模师对脸部表情肌在无表情和表情状态下的运动都有一定的了解，如眼轮匝肌运动和颧骨会造成的皱纹，口轮匝肌运动造成的酒窝等。眼部是人们最容易注意到的部分，三维扫描模型的眼皮厚度非常的圆润松弛，因为在真实人脸上每一个曲度转折相对于艺术家的雕刻和建模师做制作的模型都要圆润许多，而艺术家的雕刻作品都会把眼皮做得更加的锋利，眼部肌肉更为紧张来突显人物的个性。在古典的雕像中我们会发现一个优秀的作品就算不去塑造人

36、类圆球的瞳孔，只塑造眼睑和眼球就能让人知道作品中的人物在往哪看，或低目思索或向远处眺望。眼皮的一张一弛和眼球的微微变动都可以表现一个人的性格和紧张程度，如近期姚明照片的眼睛在镇静时总是上眼睑微微下压，眼球微微向上，这一特征和他在NBA成长从初出茅庐到球队领袖有极大的关系，相对于前几年的照片脸部肌肉更加的紧张，目光更为专注，这都是在三维扫描模型中无法实现的。如图2左边为三维扫描后再由三维建模师加工的模型，右边是照片。此类技术非常适合于写实作品的表现。图32 三维扫描模型和照片的对比 经比较后，我发现三维扫描技术确实大大提高了三维建模的工作效率，但对于三维角色建模只能起到辅助作用，在制作过程中对艺

37、用解剖原理的掌握还是作品的成败起到了关键性的作用。第三节 拓扑结构在作品中的应用三维模型是由不同的坐标位置的点连成线、面、块组成。为了更好的塑造角色结构和利于使用ZB再次加工雕刻后的效果，以及进行骨骼绑定后的运动效果。我从实践中对拓扑结构总结出以下几点: 一、三角面与五星面三维角色建模为了光滑美观，现在无论动画建模还是游戏建模多以四边面为主、但并不意味着不能使用三角面和五星面（连接同一个点的线的数量为5根）。在肘部、眼角、衣服皱折等关键转折部位为了凸显轮廓结构和节省模型面数是可以使用三角面建模，特别是在夸张和虚幻类角色的制作上，为了凸显建构更可以使用三角面和五星面的布线结构。但不足之处是如果把

38、模型导入ZBrush中再次雕刻时，有三角面和五星面的地方不能使用smooth光滑，如果光滑会出现难以抚平的凹坑影响烘焙法线和置换贴图的细节。如出现此类凹坑只可以用ZBrush中的笔刷flatten磨平凹坑，但同时也会影响周围细节。所以在三角面和五星面的使用上需要十分小心，在关键的眼角、鼻唇沟、耳窝、嘴角、颧骨转折点等不可避免的部位才能使用。为了节省面数我们可以隐藏在腋下、裆下、脚底等部位。这一理论适合于任何类型的角色制作中。如图3的模型在结构的关键处都运用了三角面和五星面布线。图33 怪物模型二、合理的拓扑适合人体运动原理为了我们所制作的人体模型便于在骨骼绑定后能达到真实的效果，我总结出最需要

39、注意的两个部位：1、肩部与前臂交汇处必须以井字形布线，因为我们抬起手臂时可以粗略得看出胸肌是截止于上臂前端，及胸肌在手臂上抬时连接三头肌的大概形状，所以我们建模时不能把肩部和手臂分开做成两个在运动时没有牵连的拓扑结构。井字形布线很好的解决了这一两处关节连接的结构问题，并有利于骨骼的绑定。2、在制作躯干与腿部交汇处时横向拓扑线应该成v字形，在此部位腹直肌向下收缩至耻骨也就是裆部，骨盆左右两侧衔接大转子也就是股骨头，大腿运动时受腹直肌左右两块腹外斜肌影响，所以为了表现这一肌肉运动原理需要在我们俗称的裆部、躯干、大腿交汇处也就是骨盆用v字形的拓扑结构来塑造角色，便于表现在动画时大腿股骨上抬，腹部肌肉

40、收缩，拉扯臀部肌肉的效果。无论是写实类、夸张类、还是虚幻类角色，只要具有类似人体肩部建构，和人体胯关节的角色都需要对这几个部位的结构作如上的处理，如图4和5。 图34 人体正面 图 35 人体背面第四节 在毕业作品中的实践应用毕业作品精卫填海是一部动画宣传短片形式的作品，主要内容是展示精卫填海的世界观、场景风格、人物造型和部分故事情节。在精卫填海中我主要制作了背景、分镜、和三维人物角色的制作。如图7是精卫脸部的特写，精卫的设计概念为东方可爱型的小女孩，造型属于卡通类型，脸部部分夸张，如眼部尖角向内相比外眼角较低，鼻头和嘴部细小、鼻梁曲线优美，整体脸部接近古典国画的美女造型。在制作模型时我主要运

41、用了maya的polygen建模，因为在制作此类比较规整光滑的模型不是非常需要ZBrush的笔刷功能。在脸部布线上（如图6）在内眼角眼角外眼角、颧骨高点、嘴轮闸肌去脸颊交汇处和转折较大的地方我都使用了五星面的拓扑结构，脸部整体采用光滑的四边面，眼部和嘴部等能活动幅度较大的部位以环状拓扑结构布线，在泪腺处为了制作狭小的结构使用了三角面的布线。在制作调整脸部结构时我注意到如嘴角的口轮闸肌、颧骨弓、咬肌、下颚等部分的体量需要稍稍加重来突显东方美女的脸部特色。亚洲人脸部最大特点是颧骨弓高点靠前、眼轮靠前、丹凤眼、左右颧骨高点距离较宽，从上往下看亚洲人头骨会发现鼻骨高点到颧骨高点所成的斜度较平，而欧洲人

42、的头骨这两个高点所成的斜度较大。所以在制作如精卫这类东方人卡通类型的角色是需要紧抓住这几个主要特点。其次为了夸张精卫的脸部特点我又特异弯曲了鼻骨的曲线、眉毛的曲线、加长了内眼角的泪腺，这也是为了表现东方美女在国画中的平面化脸部曲线优美的特点，所以在制作此类角色时要把立体解剖结构和平面化中优美的脸部曲线有机的结合，这样才能制作出东方美女的卡通造型。 图 36 精卫脸部布线图 图 37 精卫脸部特写结束语我们在学习软件的过程中忽略了对艺术最基本原理的学习, 这是导致学生作品不够扎实及作品与市场要求脱节的最主要原因，也是我们和专业水平的主要差距之一。软件会随着技术发展而不断进步，但创造出好作品的永远

43、都是优秀的艺术家而不是软件本身。如何在这快速发展的时代求得一席之地，其关键就是需要我们掌握专业中以不变应万变的原理。通过毕业设计的三维角色制作和对优秀动画作品和游戏作品的角色设计中艺用解剖原理的研究，我们可以找出平时最容易忽略的细节和使作品成功的关键点，以此来进一步的提升自身的制作和创作水平，并对之前的作品中的不足做一个反思。参考文献1 罗伯特贝弗著, 张敢,特伦斯科伊尔（美）,罗伯特贝弗利黑尔译.艺用解剖.中国青年出版社, 2000 ,P10-1802 J.夏帕德著,许震民译.J.夏帕德动态人体解剖.广西美术出版社, 2001, P5-1003 胡国强. 艺用人体结构教学.广西美术出版社, 2002, P50-1324 主流cg论坛：5 技术教程网站：致 谢 在此感谢蒋元瀚老师和张典华老师在毕业论文上给予我的大力辅导，十分感谢！XXVIII