了解3D设计中的“曲面建模”和“多边形建模”

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对于我们平面设计师来说，学习3D软件和学习其他平面软件有所不同。像很多的同学，如果只是单单的自行搜索线上的免费教程来自主学习的话，常常会遇到各种不明所以的专业名词，概念和零碎的知识点。仅仅局限于完成某个设计方案的流程，却无法转化为有效的经验和原理，使用在与自身的工作相关的设计流程上。

所以下面我们就来梳理下学习3D设计的一些基本的原知识。和学习3D技术时较常的遇到的坑。

当然不同的设计需求往往决定了不同的设计流程和方向，比如作为广告包装的3D设计肯定有别于影视后期的设计，也不同于游戏设计或者工业设计。但大多数的3D设计往往会有一个大致的流程，下面先梳理了一条较为完整的操作流程作为基准。然后我们可以根据不同的需求自行抽取其中有用的点进行研究和思考。

较为普遍的3D设计流程，大概为以下的步骤：

建模-动画设置-动画设置-环境设计-展UV-材质设置-灯光设置-渲染设置-渲染结果

当然一般较为大的项目，如游戏制作或者影视动画后期制作，都是不同相关的专业人士分工而行。如果你只是像很多的平面设计师一样想在些推广设计的方案中添砖加瓦，很良心的说，尽量的避免涉及生物类的建模和动画，或者想想有没有其他替代的方式

常见的2种建模方式

OK我们大致描绘了下需求和场景后，便可以从头开始了解下一些基础的概念点

首先，无可非议的作为3D设计最基本的知识点，自然是我们大家所熟知的“建模”。

而对于入坑者而言，我们要充分了解建模下的两大块细分类型。

一种是“曲面建模”（NURBS），另一种是“多边形建模”（Polygon）。

那可能有人会问到底是什么原因造成了“多边形建模”和“曲面建模”的差异呢？

其实原因很简单“曲面建模”多用于设计工业产品，你可将曲面建模想象成一个机床，可以快速切割出各种锅碗瓢盆（典型的软件如Rhino）。而“多边形建模”则像各种雕刻刀，你可以细致的雕琢人类或动物上细致的细纹和纹理（较为典型的如zbrush）。所以在不同的使用场景和需求上我们是需要两种不同的建模方式来实现的。

“曲面建模”（NURBS）

“多边形建模”（Polygon）

而且对于平面设计师而言，在具体的概念和执行上也非常的好理解，因为我们日常的工作中经常会碰到两个我们非常熟悉的概念:“矢量”和“位图”

SO我们几乎可以完全的将“曲面建模”代入“矢量”，将“多边形建模”代入“位图”。

“曲面建模”往往是由路径所构成的横截面来实现的，而“多边形建模”更像是在做手工纸模。

按截面来实现的“曲面建模”

更像手工纸模的“多边形建模”

另一个方面从理论上来说“曲面建模”是完全光滑无瑕疵的。

而“多边形建模”则会因为“像素”过低而（表面的面数太少）而在表面显出一片儿一片儿的四边形，或者是三角形，或者是各种多边形。

多边形建模的要点

当然这种“理论上”说的东西多半靠不住，呵呵，就像我们常说的矢量中，也有一种叫伪矢量的概念。我们都知道在photoshop中我们虽然用的是“路径”来绘制各种形状，但最终仍然还是要靠你的分辨率来决定最终呈现的清晰度。完全和illustrator中的“无限缩放”不是一个概念。

同样的道理在多数工业设计的软件中“曲面建模”的无限光滑的确是真的，如“犀牛”，“Pro|E”等待。但那些我们更常用的3D软件比如“C4D”，“MAYA”，“3DMAX”，等其实都是伪“曲面建模”。

虽然用路径来生成模型，但本质上都是“多边形”的小方块（一般来讲都是以四边形为基础，退一步也是三角形，因为3D软件光滑处理最好的就是四边形，不然的话会导致破面等问题）。

OK那既然大家都是“多边形建模”，那我们会面临的一个及其普遍的坑，那就是“细分曲面”。

“细分曲面”我们基本可以理解为提高像素的概念，不过在通常的3D软件里面往往会有一种虚拟的细分。从表面上看似乎都是在光滑模型，但虚拟的细分仅仅是有光滑的效果。而无法真正的影响形体的塑造。

给个案例说明：

比如在软件中我们新建的球体往往是24个环形分段，因为只有在这个基础上才能撑起圆形的外观，在“细分曲面”进行光滑后才会显现一个标准的球体。不然实际的面越少，不管增加再多的虚拟细分，同样还是会面临形体的塌陷和萎缩。

可以从图中看到分段数越是少越是出现严重的变形。

最明显的是我们如果给一个面数少的正方体做光滑细分则会得到一个完全萎缩的形体

而在这种情况下如果我们既要保证正方体的外型，又希望有圆润的倒角，那我们就得在边缘处做一种处理，就是卡边，也叫做保护线。在多边形建模的方式下卡边往往是考研布线功底是否扎实的底层标准。

当然对于平面设计师转3D的同学更常接触到的是“曲面建模”（比如做个文字头图之类的）

曲面建模的要点

然而“曲面建模”的设计流程则是另外一套设计逻辑，更加需要关注的是截面的路径所呈现的最终结果，和数值化的编辑操作。

比如同样做一个爱心，如果用挤出基本就是个爱心饼干，然而如果我们动动脑筋，应用合理的断面分布来放样则能够快速的获得一个圆润的爱心

在“曲面建模”的制作过程中我们往往无法直接的编辑布线和外貌，所以对软件本身的计算逻辑则往往会是和新手纠缠不清的噩梦。

比如同样是倒角的实现，以C4D为例：不同的参数往往会使得倒角的多边形出现穿插，破面，扭曲等糟糕的结果。

有时候即使是挤出或者放样的参数够高却仍然显得一轮轮的锯齿，其原因则是路径样条的参数同样取决了物体表面的光滑。

而且很多时候我们要将生成的曲面模型进行进一步的扭曲的时候，我们会发现封口的表面依然会呈现奇怪的切面，这种情况往往是没有注意到封口的布线参数。

以上这些往往是新入门的设计师们在学习和实现建模时会遇到的一系列的问题。希望能够对一起学习的同学有所帮助。

作者：王冰
来源：网易UEDC（ID：NetEase_UEDC）

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