3D建模是一個(gè)令人興奮的多用途領(lǐng)域，你可以創(chuàng)建從簡(jiǎn)單物體到具有逼真細(xì)節(jié)的復(fù)雜場(chǎng)景的任何東西。但與其他技能一樣，它需要操作者付出耐心、實(shí)踐并具備扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。作為初學(xué)者，你需要學(xué)習(xí)所有基本概念、構(gòu)成3D模型的基本構(gòu)件、一些基本建模和材質(zhì)創(chuàng)建技術(shù)以及創(chuàng)建第一個(gè)模型時(shí)最常見的錯(cuò)誤和問(wèn)題非常重要?，F(xiàn)在讓我們開始吧!

一、三維建模的基本構(gòu)件：垂直、邊緣和曲面

每個(gè)三維模型都是通過(guò)一組基本構(gòu)件創(chuàng)建的，即頂點(diǎn)、邊和面。這三個(gè)部分是每個(gè)三維模型的基礎(chǔ)，用于創(chuàng)建所有三維模型的表面網(wǎng)格。

1.頂點(diǎn)

頂點(diǎn)是三維空間中的不同點(diǎn)，定義了網(wǎng)格的頂點(diǎn)和交叉點(diǎn)。頂點(diǎn)連接形成的邊定義了網(wǎng)格的形狀。這些邊可以是直線或曲線，并以特定順序連接頂點(diǎn)，形成物體的表面。

2.邊

邊定義了三維模型表面的邊界。它們連接兩個(gè)頂點(diǎn)，形成一條直線或曲線。在三維實(shí)體模型中，邊是唯一可見的組成部分，因?yàn)樗鼈兌x了物體的形狀。但單獨(dú)的邊并不能形成實(shí)體形狀，必須將它們組合起來(lái)才能形成面。

3.面

面是三維模型中的面，通過(guò)按特定順序連接邊來(lái)形成封閉的多邊形。這些多邊形可以是直線或曲線，也可以是各種形狀，如三角形、四邊形或更復(fù)雜的多邊形。面是三維模型的視覺(jué)外觀，可以通過(guò)紋理和陰影來(lái)創(chuàng)建逼真的物體。

角、邊和面共同構(gòu)成了三維模型的曲面網(wǎng)格。表面網(wǎng)格代表了物體的形狀和表面，可以通過(guò)操作和變換來(lái)創(chuàng)建不同類型的物體，包括人物、景觀、建筑等。

了解頂點(diǎn)、邊和面在三維建模中的作用非常重要，因?yàn)樵趧?chuàng)建和修改任何三維模型時(shí)，都需要操作這三個(gè)基本幾何點(diǎn)中的部分或全部。例如，要改變?nèi)S物體的形狀，必須移動(dòng)、添加或刪除頂點(diǎn)、邊和面。此外，要?jiǎng)?chuàng)建更詳細(xì)、更逼真的三維模型，還需要添加更多的頂點(diǎn)和邊，以創(chuàng)建更復(fù)雜的表面網(wǎng)格。

二、模型操作的基本原則

要對(duì) 3D 模型的網(wǎng)格進(jìn)行操作，通常需要使用 4 種主要操作技術(shù)中的一種。最常用的操作技術(shù)是布爾過(guò)程、選擇和放置過(guò)程、參數(shù)化和程序化建模過(guò)程，最后但同樣重要的是雕刻。

1.布爾處理

布爾處理是三維建模中使用的一種技術(shù)，通過(guò)組合或減去一個(gè)或多個(gè)對(duì)象或形狀來(lái)創(chuàng)建復(fù)雜的形狀。在三維建模中，布爾處理是通過(guò) "切割 "或 "連接 "兩個(gè)或多個(gè)形狀來(lái)創(chuàng)建新形狀的，其基礎(chǔ)是布爾運(yùn)算中的聯(lián)合、相差和相交。

該過(guò)程將兩個(gè)或多個(gè)物體或形狀組合在一起，創(chuàng)建一個(gè)包含原始物體全部體積的單一物體。從一個(gè)物體減去另一個(gè)物體，創(chuàng)建的新物體只包含剩余物體的體積。相交操作創(chuàng)建的新對(duì)象只包含兩個(gè)對(duì)象相交處的體積。

布爾運(yùn)算過(guò)程尤其適用于創(chuàng)建復(fù)雜的形狀，以及減去或增加具有復(fù)雜幾何形狀或復(fù)雜細(xì)節(jié)的形狀。不過(guò)，需要注意的是，布爾運(yùn)算過(guò)程有時(shí)會(huì)創(chuàng)建非畸形幾何體，這可能會(huì)在 3D 打印過(guò)程中或?qū)⑽募?dǎo)出到其他軟件時(shí)造成問(wèn)題。因此，必須謹(jǐn)慎使用布爾運(yùn)算過(guò)程，并確保生成的幾何體是干凈的。

2.拾取和放置過(guò)程

拾取和放置 "過(guò)程顧名思義可能很簡(jiǎn)單，但卻是處理三維網(wǎng)格最常用的方法之一。要在三維建模中執(zhí)行 "選取和放置 "操作，首先必須選擇要移動(dòng)的對(duì)象或組件。通?？梢杂檬髽?biāo)點(diǎn)擊對(duì)象，或使用選擇工具從列表或菜單中選擇對(duì)象。

選定對(duì)象后，可以使用 "移動(dòng) "等工具調(diào)整其在三維空間中的位置。這些工具通常允許你沿一個(gè)或多個(gè)軸(如 X、Y 或 Z 軸)移動(dòng)對(duì)象，你可以使用數(shù)值或通過(guò)鼠標(biāo)拖動(dòng)對(duì)象來(lái)指定移動(dòng)的距離或方向。

在某些情況下，作為 "拾取和放置 "操作的一部分，可能還需要旋轉(zhuǎn)或縮放對(duì)象。例如，如果你要在一個(gè)較大的組合體中定位一個(gè)組件，可能需要旋轉(zhuǎn)它以調(diào)整到正確的方向，或縮放它以匹配其他組件的大小。

一般來(lái)說(shuō)，"拾取和放置 "是三維建模的基本操作，通過(guò)在三維空間中操作單個(gè)對(duì)象和組件，可以創(chuàng)建復(fù)雜而精細(xì)的模型。

3.參數(shù)建模和程序建模

參數(shù)建模和程序建模是三維建模的兩種獨(dú)特方法，可用于以更高的效率和靈活性創(chuàng)建復(fù)雜而精細(xì)的模型。

參數(shù)建模涉及使用參數(shù)或數(shù)學(xué)公式來(lái)定義 3D 物體的屬性。這些屬性包括大小、形狀和位置，以及紋理、材料和動(dòng)畫等更復(fù)雜的屬性。通過(guò)使用參數(shù)定義這些屬性，你可以創(chuàng)建高度可定制的對(duì)象，并可根據(jù)需要輕松修改或更新。例如，如果要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)螺絲的參數(shù)模型，可以將螺距、螺紋直徑和總長(zhǎng)度定義為參數(shù)，然后根據(jù)需要調(diào)整這些值，創(chuàng)建不同尺寸和形狀的螺絲。

4.雕刻

三維建模中的雕刻是通過(guò)添加或減少材料來(lái)創(chuàng)建和操作數(shù)字三維對(duì)象的過(guò)程，類似于在物理世界中使用粘土或其他材料進(jìn)行雕刻，藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師使用各種工具和技術(shù)來(lái)雕刻和塑造虛擬對(duì)象。

通過(guò)雕塑，藝術(shù)家可以處理不同程度的細(xì)節(jié)，從粗糙的形狀開始，逐漸添加更多更復(fù)雜的細(xì)節(jié)，如皺紋、毛孔和紋理。這個(gè)過(guò)程包括使用刷子、刀具和平滑工具等工具，以模仿物理雕刻過(guò)程的方式操作數(shù)字對(duì)象的表面。

使用三維建模進(jìn)行雕刻的優(yōu)勢(shì)之一是創(chuàng)作自由和藝術(shù)表現(xiàn)力。藝術(shù)家可以快速嘗試不同的形狀、形態(tài)和紋理，并隨之改變。此外，雕塑經(jīng)常用于角色建模和生物設(shè)計(jì)，在這些領(lǐng)域中，創(chuàng)建逼真且富有表現(xiàn)力的面部特征和身體形狀的能力非常重要。

總之，雕塑是一種功能強(qiáng)大的 3D 建模技術(shù)，它允許藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師創(chuàng)建復(fù)雜而細(xì)致的 3D 物體，可廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。

三、建模細(xì)分的主要類型

在創(chuàng)建任何三維模型的過(guò)程中，都會(huì)涉及到許多技術(shù)。三維建模的三種主要類型是實(shí)體建模、線框建模和曲面建模，每種類型用于不同的場(chǎng)景和情況。大多數(shù)三維工作流程都需要了解這三種主要建模類型?，F(xiàn)在讓我們來(lái)詳細(xì)研究一下每種技術(shù)。

1.實(shí)體建模

實(shí)體建模是一種涉及對(duì)基本形狀(如具有一定邊數(shù)的球體和立方體)進(jìn)行操作的技術(shù)。這一過(guò)程因所使用的軟件而異，但通常以二維草圖為起點(diǎn)，然后通過(guò)擠壓來(lái)創(chuàng)建三維物體。實(shí)體形狀可以組合在一起，創(chuàng)造出更復(fù)雜的形狀。無(wú)論使用哪種方法，目標(biāo)都是創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)定、逼真的三維模型。

實(shí)體建模特別適合創(chuàng)建具有平面或具有平滑半徑的簡(jiǎn)單曲線的物體。它也非常適合創(chuàng)建精確的尺寸和角度，因此是設(shè)計(jì)機(jī)械零件、機(jī)器和其他基本自然物體圖像的常用方法。

2.線框建模

觀察世界可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)中的物體不僅僅是立方體和球體等簡(jiǎn)單形狀。要實(shí)現(xiàn)逼真的表現(xiàn)，僅靠實(shí)體建模是不夠的，還需要更先進(jìn)的技術(shù)。這就是線框建模的用武之地，它將形狀表示為頂點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)面至少由三個(gè)頂點(diǎn)組成。通過(guò)改變頂點(diǎn)的位置，可以改變模型的大小和形狀。模型的逼真度由模型中多邊形的數(shù)量(即線框形狀的總數(shù))來(lái)表示。所有流行的應(yīng)用程序都允許對(duì)線框進(jìn)行操作，包括 2023 年最流行的 3D 應(yīng)用程序 Blender、Maya 和 3ds Max。

3.曲面造型

曲面建模是三種建模技術(shù)中最先進(jìn)的一種，它使用引導(dǎo)線來(lái)定義零件的形狀和曲率。然后，軟件會(huì)創(chuàng)建一個(gè)連接這些線條的光滑表面。表面建模尤其適用于空氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)設(shè)計(jì)，因?yàn)樵谶@些設(shè)計(jì)中，圍繞實(shí)體形狀的流動(dòng)至關(guān)重要。有些應(yīng)用軟件使用控制點(diǎn)或控制平面來(lái)代替網(wǎng)格線，但對(duì)曲面的強(qiáng)調(diào)會(huì)產(chǎn)生無(wú)法在現(xiàn)實(shí)世界中重現(xiàn)的視覺(jué)效果。

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