动画专业学生的3Ds Max软件建模能力的培养

摘要： 三维动画是目前非常受欢迎的动画形式，对于动画专业的学生来说，三维动画技术是必修内容。那么，作为三维动画制作的第一个重要环节――建模，动画专业的学生在这部分需要掌握哪些重要能力，达到怎样的程度，通过怎样的方式来达到这样的目标，对此，本文以常见的三维动画制作软件――3Ds Max为例进行了分析。

关键词： 动画专业学生 3DsMax软件 建模能力 培养

目前，动画产业已成为21世纪的朝阳产业，中国数字艺术虽刚刚起步，但据调查，“动画游戏产品”未来市场产值将超过20亿美元。国家出台了扶持动画产业的相关政策，国内动画行业也开始重新发展，动画业前景无可限量。而从整个动画产业来看，动画作品的类型很大一部分是三维动画，而且三维特效技术在其它很多范畴得到越来越多的应用，比如影视特效、广告、游戏、建筑、展示等设计方面也运用三维技术来辅助设计，科教医学方面也大量运用三维技术来虚拟现实。因此，三维特效技术不单单在动画方面，在社会各个方面都占有越来越重要的地位。

三维制作部分流程主要有：建模、材质和灯光、骨骼装配、动画设置、渲染、特效合成等，其中建模（造型）是整个流程的最重要的第一步，是整个三维动画的基础，是后续所有环节制作内容的载体。如果没有了模型，就谈不上材质、贴图、动画设置等了。因此，建立一个优秀的模型，是整个动画制作的关键之一。

虽然目前主流三维动画软件比较多，但是原理是基本一样的。下面以3Ds Max软件为例，结合动画专业的要求，谈谈我对3Ds Max建模课程中学生应该掌握哪些能力，以及怎样培养的一些看法。我认为在建模课程里面，可以从以下几个方面培养学生的能力。

一、了解三维动画的制作流程，明确三维模型的重要性，以及对后面环节的影响

由于三维模型的创建是整个三维动画制作的第一步，因此模型的质量直接影响到后面环节的制作效果，因此，我们有必要使学生在开始时了解建模的重要性，以及对后续环节的影响，了解建模时应该注意哪些问题。

我们可以带领学生完成一个简单但是完整的三维情景动画制作，包括比较简单的模型、材质、动画、渲染等环节，从而了解整个三维动画的基本流程。其中重点是要举例说明模型对各环节的影响，例子应该包括正反两方面。

二、培养空间想象能力

大部分学生在之前都没有接触过三维的软件，虽然动画专业的学生普遍都有一定的美术基础，但是他们之前接受的美术训练基本是在二维的媒介中完成的，学生要立刻在完全三维的空间里面去构思、创建对象有一定的难度，需要一定时间适应。如果不能把平面的思维方式转换到三维空间里面去，学生必定不能继续后面的学习。因此，这部分能力的培养非常重要。

这部分可以首先通过一个简单的训练，学生掌握3Ds Max的基本变换操作，同时习惯从多个视图观察对象，确认对象的位置，建立三维空间的概念。比如：给学生提供一些道具和一个简单的室内空间模型，让学生按照自己的意愿，调整各道具和房间的比例，把所给的道具放置到房间里面。如图1-3：

通过这样的训练，学生首先体会在三维空间里面的位移，旋转放缩对象，确认物置、座标，各个方向的视图作用等，开始形成三维的思维模式。这只是课程开始时的一个方法，培养空间思维和想象能力需要贯穿于整个课程，要配合其它相应的方法，最终使学生建立起正确的空间概念，提高其空间想象力。

三、 从美术的角度出发，分析对象结构的能力

分析对象结构的能力非常重要，在绘画的时候，如果只是看到什么就画什么的话，是无法准确表现出对象的。要更好地表现对象，就必须建立在充分理解对象的空间结构的基础上，否则在面对复杂对象时，就无从下手，不知怎么表现。创建三维模型也是如此。

动画专业学生一般具备一定的美术基础，因此，重点是引导学生把观察方法这用到三维建模中。

四、 掌握3Ds Max软件的建模技术

3Ds Max是综合的三维动画软件，建模的功能非常强大，包含目前主流的几种建模技术。建模工具主要有：基本几何体的组合；复合物体和修改器；多边形/网格建模，以及面片建模和nurbs建模。学生要掌握各种主要的建模方法，同时最重要的是培养建模的思路，为后续的三维课程打下坚实的基础。本部分也是课程的重点。

基本和扩展几何体的组合属于建模方法中的基本方法。由于它们的功能有限，不能满足全部建模的需要，因此学生要进一步学习和掌握更多的建模方法。在这部分可以通过一些简单实例来练习，了解各基本形体的参数调节即可。

复合对象和修改器可以满足一些基本常见的规则形体的创建，但是其功能比较有限，对于复杂的，比如角色模型的创建就显得有点力不从心了。这部分可以重点讲解布尔运算，放样，建模用修改器等。

重点部分是主流的高级建模技术，包括多边形/网格建模，以及面片建模和nurbs建模。其中，由于3Ds Max软件自身的特点：多边形/网格建模非常强大，而nurbs建模技术则相对其他主流三维软件要弱一些，并且不太稳定，再者面片建模技术目前很少人使用，加上现在多边形建模方式逐渐成为主流，因此，在这几种强大的建模方式软件，重中之重就是多边形/网格建模技术的学习。

在这里我重点谈谈对于多边形建模技术教学的一点想法（由于多边形建模技术是在网格建模技术基础上开发而来，两者在原理上是相同的，并且在3Ds Max里面多边形工具已经完全可以取代网格建模工具了，因此，本文后面只谈多边形建模相关内容）。

3Ds Max的多边形建模工具非常强大，但是原理非常简单――在虚拟的三维空间里面的数字粘土，我们要做的就是按照我们想要的形状去捏这个数字粘土就可以了。虽然原理如此简单，但是由于多边形的工具非常多，因此学生在刚开始学习时，容易被满满几页的按钮吓倒，变得无所适从。因此，我们在教学中应该弱化工具、参数的讲解，在讲解了最主要的几个核心工具后，重点引导学生用美术的眼光观察对象，在美术的思维指导下使用多边形工具。这部分的关键是讲解一种或多种比较通用的、有代表性的建模思路，让学生能够触类旁通地独立完成不同对象模型的创建。本部分的讲解可以安排如下：

1.基本原理讲解

首先，通过一个简单实例，演示多边形制作流程，让学生对于这种建模技术有个总体认识，理解多边形建模的核心工具和流程。核心工具包括点（vertex）、线（edge）、边界（border）、多边形（polygon）、元素（element）子层级的作用，以及挤出、切割、倒角、切角等常用工具。其他工具在后续的实例制作中进一步掌握。而建模流程则先了解几个基本环节的不断循环：挤出面调节形态细分面挤出面调节形态。

2.深入掌握多边形建模思路

这部分目的是深入学习多边形建模的工具，另外多边形建模的理论和工具使用都非常简单，关键在于学生会不会运用这些工具，因此，多边形建模技术的学习重点还在于培养多边形建模的思路，分析对象的能力。

鉴于动画专业学生需要达到的模型要求更高：要求从基础的规则物体到复杂的生物模型都需要能够应付得来，因此，教师必须循序渐进地安排大量不同类型的练习，按顺序依次为：机械类模型创建，四足、多足、鸟类模型的创建，二足对象模型创建，卡通非人物角色创建，人物角色创建。具体要求如下：

（1）通过简单的机械类模型创建，进一步了解多边形建模的基本思路。

（2）四足/多足/鸟类模型的创建。这部分介绍典型的、有代表性的常见对象，比如四足动物（猫、狗）、多足动物、鸟类等对象的创建，通过这些练习，给学生介绍一套有扩展性的建模思路。所谓扩展性，指的是学生掌握这样的思路后，当遇到其他同一类别的对象时，能够举一反三，自己找到方法进行创建，比如实例介绍了四足动物――狗的创建，学生掌握这样的思路后，能够自行创建猫、猪、骆驼等四足对象的模型。

（3）二足对象创建。主要是针对人物角色躯干的建模思路。

（4）卡通非人物角色创建。主要针对卡通风格的角色进行训练。这部分对于真实度要求不高，但是容易完成一个完整的效果较好的作品，在加强了多边形工具掌握和建模思路的同时，可以起到激励学生积极性的作用，让学生有个阶段性的进步。

（5）人物角色创建。针对人物角色头部进行训练，掌握五官的创建，配合解剖理论，讲解整体布线和肌肉走向的关系。

人物模型的创建一般被认为是三维建模中最困难的部分，皆因人物角色是有机体，有非常复杂的肌肉系统，并且是我们最常接触的对象，即使看的人不了解人体解剖，但是模型有问题或者不自然，也还是会被一眼看出来，另外还要考虑三维模型的拓扑线走向，因此初学者完全自己创建的话是非常困难的。我们可以通过以下方法引导学生逐渐掌握。

①尝试。完全由学生自行创建，一般有美术基础的学生都能够做出个大概，但是效果一般不会很理想。总结学生制作的问题，引出重点部分――要制作优秀的三维头部模型，必须在解剖理论的指导下进行，准确表达肌肉的走向和相互间的联系，而体现出这些的重要一点就是拓扑线的安排。

②针对每个五官，单独创建。

③讲解一种具有拓展性的比较合理快速的制作思路，使学生能够较好地通过拓扑线安排，合理体现肌肉的走向和分布。学生掌握后制作的模型可以准确表达出五官结构，以及能将各部分有机联系在一起，形成整个完整的头部。虽然人物头部外形有无数种，但是关键的骨骼、肌肉结构和走向却都是一样的，不论男女老少，东方人还是西方人。因此掌握了一套具有拓展性的比较合理快速的制作思路后，学生可以举一反三地创建出其他不同种族，不同特征的人物头部模型。在熟练之后，学生自然会总结，创造出适合自己的建模方法和思路。

五、综合建模和创新能力

综合建模能力是建模教学的最终目标。学生通过前面的学习，到这里要达到融会贯通的程度，还要深刻理解每种方法的特点及适用对象，对每种建模方法作用都非常清楚，以便在创建对象时能够根据情况，选择最适合的方法，选择适当的建模方法，在建模过程中才会做到事半功倍。这种能力不但能够反映教学效果，而且能培养学生的创新能力。

在教学手段上，我们一般按照从简入繁、实例教学为主的原则安排，用不同的实例训练提高学生的综合能力。先引导学生运用美术的观察方法，分析对象结构，这里还要求在做之前，先在草稿纸上描绘对象，充分理解对象的结构，同时思考建模思路，选择建模工具和方法；然后由教师演示关键技巧；最后安排学生自行练习。同时每个实例必须有一个图文配合的教程，供学生参考或者课后复习。

总之，建模能力的培养不是一蹴而就的，需要不断练习、思考，总结，软件技术本身是简单的，关键在于能不能灵活运用。因此，除学习3Ds Max的建模技术之外，更重要的是通过这个过程，掌握三维建模的思路，这样才能使学生在学完课程后能够独挡一面，完成所需要的三维模型，同时为后续动画课程打下坚实的基础。

参考文献：

［1］李四达.数字媒体艺术概论［M］.清华大学出版社，2006.

［2］金燕.三维动画教学中3D Max多边形建模探讨［J］.科学咨询（决策管理），2009.

［3］红雨，杨枭齐，孙耕，刘源.动画之路：3D高水平全面解决方案1［M］.机械工业出版社，2004.

［4］陈大钢.鬼斧神工――3D模型的最优化建立［M］.机械工业出版社，2004.

（作者系西安工程大学在职研究生）