作者：完美动力
出版社：数字艺术出版分社
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梦工厂之三维雕像 Maya模型手册试读：
前言
三维动画又称3D 动画，是近年来随着计算机软硬件技术发展而产生的一种新兴技术。通过三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹，虚拟摄像机的运动和其他动画参数，然后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光，最后让计算机自动运算，生成动画画面。由于三维动画精确性、真实性和无限的可操作性，目前被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域，在影视广告制作方面，也受到了热烈欢迎。三维动画还可以用于广告和电影电视剧的爆炸、烟雾、光效等特效制作和变形、虚幻场景或角色等特技，以及广告产品展示、片头飞字等。
三维动画技术发展到今天已有将近40年的历史，在国内的发展现已趋于成熟，运用范围不断扩大。为了适应行业人才需求，各高等院校和职业院校竞相开设动画专业、数字艺术专业、广告设计与制作专业和影视制作等专业，很多动画公司和培训机构也开展了短期培训，推动了三维动画在专业教育领域的迅速发展。
不过，由于很多院校的动画专业课程设置不合理，学习的内容与实际产生严重脱节，而社会的培训机构也只教软件的使用，这让很多学习者很难学习到真正的动画流程和创作知识。
为了帮助大家真正完整地、系统地、科学地了解和学习三维动画相关知识，完美动力集团集合多位来自业内一线制作团队的资深教师，根据丰富的制作经验和多年积累的实际案例，结合实际制作过程中需要的技术及项目经验等，特推出“梦工厂系列图书”——全面讲解三维动画制作的实战性图书。“梦工厂系列图书”按照三维动画片制作流程分为《梦工厂之三维雕像——Maya模型手册》《梦工厂之材质N次方——Maya材质手册》《梦工厂之沸腾关键帧——Maya动画手册》3本。本系列图书文字流畅，内容科学、准确，结合经典案例深入浅出地讲解了Maya模型、材质、动画的基本内容，以帮助动画学习者和CG爱好者真正轻松学会动画制作，掌握关键知识，争取早日跨入动画制作产业的大门。
本书为其中的模型手册，全书共7章。
第1章“模型模块简介”介绍了与模型模块制作的相关要素和Maya、ZBrush软件如何入手。
第2章“基础命令（Maya篇）”介绍了Maya软件的选择、网格、法线等基础知识。
第3章“基础命令（ZBrush篇）”介绍了ZBrush软件的控制命令、基础建模、常用笔触、笔刷和渲染等相关知识。
第4章“老人头像”运用经典案例“老人头像”介绍了老人形象的制作过程。
第5章“女孩与狗”通过经典案例“女孩与狗”介绍了少女形象的制作过程。
第6章“普拉东抢劫珀尔塞福涅”利用经典案例“普拉东抢劫珀尔塞福涅”介绍了男人与女人形象的制作过程。
第7章“地狱守卫”通过经典案例“地狱守卫”介绍了非自然形态角色的模型制作过程。
本套图书由完美动力图书部组织编写。在系列图书即将出版之际，感谢北京多媒体行业协会、中国国际人才开发中心的殷切关心和大力支持。感谢丛书顾问们的学术指导和编委会成员的通力合作。最后感谢人民邮电出版社为本书的成功出版所提供的中肯建议和付出的辛勤劳动。
由于编者水平有限，时间仓促，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请广大读者与同仁不吝批评指正。第1章模型模块简介
本章目的
在本章中，我们要学习与了解与模型相关的要素，掌握模型的制作软件——Maya和ZBrush。主要介绍了与模型模块制作的相关要素和Maya、ZBrush软件如何入手，在深入了解模型模块之后，帮助读者对其有基本了解，继而进行下面章节的详细学习。
从《加勒比海盗》的虚拟角色，到《后天》的影视合成技术，从《变形金刚》的特效模拟到《机器人总动员》等全三维CG电影，还有当下流行的次时代游戏制作，都把CG技术与艺术糅合得淋漓尽致。CG技术在现代商业电影中已经成为不可或缺的组成部分，也给电影带来了强烈的视觉效果，赋予了电影更强的艺术张力和生命力，如图1-1所示。图1-1 CG技术赋予了电影更强的艺术张力和生命力
那么，CG从业者们是怎样用软件进行CG电影制作的？他们又是怎样做出逼真的模型呢？本书会通过7个章节的内容来解答这个问题。
本书将从模型模块简介开始深入浅出地讲解模型模块制作的基本内容。本书将以实例为主，从案例的理论分析，到制作方法的使用，详细讲解三维模型制作的全过程，内容涵盖了怪物角色模型、写实人体模型、四足动物模型等。每个案例都是经过精心挑选，以实战为目的的经典案例，在影视动画、游戏动画、广告制作、虚拟现实等领域都有较广泛的实用价值。1.1与模型相关的要素
在了解模型制作之前，要先明白与之相关的要素。1.1.1 传播媒介
当制作一个商业项目时，需要知道宣传媒体是什么，也就是说我们制作的项目在什么设备上呈现出来，在电视上还是电影院、网页上还是杂志上等。每一种宣传媒体都有各自的标准和限制，这个问题千万不要到最后才知道。譬如一个广告项目是在电影院播放的，那么其需要的尺寸就要符合高清影院的尺寸，如果按照一般电视的尺寸要求来制作，那就很难达到要求。一般我们接触的宣传媒体无非就是电视、电影、网页、杂志、游戏等，如图1-2所示。图1-2 宣传媒体种类
电视传媒有着悠久的历史，电视的色彩空间只限于几种特定的调和色彩，人们利用计算机绘出的数百万种色彩在被转化为电视作品时并不能完全地再现，一般保证所用色彩符合NTSC制式要求即可。还有，不管电视屏幕有多大，需要的视频文件一般都在640像素×480像素至720像素×576像素之间，需要的纹理分辨率也不用很大，一般为512B或1KB（1024B）就可以了，但是如果遇到特写镜头就另当别论了，可能会用到2KB（2048B）甚至是4KB（4096B）。电视的扫描线也是通过水平隔行来完成的，在不断的刷新过程中，屏幕总是有两个区域是不能同时被看见的。扫描线的不断爬行以及嗡嗡的震动和断层都形成了屏幕上的特定纹理。在做电视作品时要慎用优美的线条，例如在高速行驶的汽车上就不要太强调线条艺术了。另外，现在高清数字电视（HDTV）已经慢慢占了主流，它在图像和声音的品质上都使用了数字信号，它的分辨率高达720像素×1080像素和1920像素×1080像素，纵横比为16：9，对于老式电视的问题诸如扫描线、颜色等都可以不考虑，只是尺寸问题，即要求在制作纹理贴图时，尺寸更大，细节更多。同时对计算机硬件的要求也相应地提高了，否则无法完成这种高质量的画面效果。
例如，完美动力教育集团在电视剧的制作尺寸上都是按照上述的原则和要求去做的，所呈现的效果也是让人眼前一亮，如图1-3所示。图1-3 完美动力参与制作的电视项目海报图 1-4 电影《冰封侠》的海报
电影的制作，没有颜色限制也没有隔行扫描这类问题，但也有自己的问题。对于电影的画面渲染尺寸，以前都是需要转到胶片上，尺寸为1828像素×1332像素或2KB，这个尺寸是不需要放大像素的。如果是IMAX电影的制作，渲染效果图的大小是3KB，而制成电影胶片后增大到4KB。电影画面的尺寸巨大，对模型、动画影响不大，但是对于材质的制作就更难了，要求画面必须非常漂亮、细致。虽然有一定的难度，但是材质设计师们也愿意挑战这种项目，以此来提高自己的能力，展示自己的艺术技艺。可以在制作时多看故事板，了解每一个镜头，这样当遇到镜头快速移动时，纹理可以不用要求太高，但是如果镜头缓慢运动，最终又聚焦在某个人或物体上，那么这个人或物体的材质应该是分辨率最大的尺寸，是细节最丰富，效果最逼真的。材质的制作也必须要有主次，如果全是大尺寸的纹理贴图，则画面会缓慢，机器会反应慢，渲染也会时间超长。2014年新上映的电影《冰封侠》，如图1-4所示，给观众带来了完美的视觉冲击，反响很是不错。参与了制作的完美动力教育集团工作组总结经验说：拍电影不容易，尤其是当今特效为主打的电影，比如这部《冰封侠》，渲染尺寸更大，制作质量要求更高。
除了电影、电视的项目外，还有放在网络上播放的视频作品或网页背景图等，那就需要制作前了解网页视频的需求了。网页视频的尺寸尽量不要太大，因为影响网速，但是现在硬件的限制也越来越少，很多电影视频也都可以在网络上直接看高清尺寸了，对于单张图片，尺寸尽量要小。为了使浏览网页速度通畅，还是有必要进行限制的，这个时候就会用到文件的压缩，每一种文件格式都有自己的处理图像颜色深度和压缩等问题的方法，网页中经常使用的图像格式有GIF、JPEG、PNG等。譬如GIF格式，就不适合表现具有连续色调变化和图形很大的图片。也不适合表现色彩丰富的图片。另外，从24位的图像转化为8位的图像，画面质量的差别还是比较明显的，颜色丢失也比较夸张。如果制作一张重要的网页图像，建议最好选择专业的软件来观察效果，或者放在不同的机器上，用不同的浏览器来观察效果，看看其颜色深度的不同之处并加以调整，最终得到或接近想要的效果。读者可以参考完美动力的教育网站，如图1-5所示，其中各类的模块图片、教学视频作品、网页的背景图等，都是严格按照要求进行制作的，也达到了很好的效果。图1-5 完美动力教育网页展示
用三维软件制作的项目作品通常都是视频文件，但也不能保证就没有单张作品，譬如视频作品在出书时的插图、宣传时的海报，都会有些单张作品，这些单张打印作品也需要注意下颜色和尺寸，否则会让宣传海报作品的质量大大降低。首先，纸上的颜色远没有计算机上的丰富，而且在渲染图像时一般都使用RGB（红、绿、蓝）的颜色模式，而对于印刷品来讲，使用的是CMYK（青、品红、黄、黑）颜色模式。所以在最终出效果图时，可以通过Photoshop等软件把色彩格式转化一下，还可以配一个CMYK调色板文件，目的就是让最终的打印颜色最接近项目作品中的色彩。对于打印分辨率，分辨率数值要从72dpi改为300dpi。渲染图像时，如果打印尺寸是5×7，分辨率是300dpi，那么渲染的实际尺寸至少得是1500像素×2100像素，否则画面的效果就会出现模糊、不清晰的情况。还有，对于公司内部定期的杂志，色彩模式和尺寸也都要按照打印的要求来衡量，才能保证出来的效果是最好的，如图1-6所示。图1-6 公司内部杂志的制作效果
现在，游戏已经是重要的传播媒介了，成千上万的宅男宅女成为了游戏传媒的忠实粉丝，游戏可以满足游戏者内心的愉悦感和成就感。比尔·盖茨曾经预言游戏传媒一定会超过计算机，果不其然，现在新兴的游戏传媒发展迅猛，难以阻挡。
游戏的画面不涉及渲染部分，是实时显示效果，跟引擎有直接关系。这几年游戏质量也是有质的飞越，模型面数和贴图的大小都有很大进步，10年前的贴图基本都是512像素×512像素的，现在一般的游戏贴图都可以是2048像素×2048像素了。比如，完美动力教育集团去年参与制作的游戏《天龙八部》就很具有代表性，不管是显示效果，还是人物、模型、场景、道具的质量，都达到了精致绝伦的效果，开头的CG动画制作更是让众多玩家赞叹不已，如图1-7所示。图1-7 游戏《天龙八部》宣传海报1.1.2 三维动画
下面来说一说与材质相关的另一重要因素——三维动画。
到底什么是三维动画呢？
三维动画又称3D动画，是近年来随着计算机软硬件技术发展而产生的一新兴技术。通过三维动画软件，在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄相机的运动和其他动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。三维动画技术模拟真实物体的方式，使其成为了一个有用的工具。
三维动画制作是一件艺术和技术紧密结合的工作。在制作过程中，一方面，要在技术上充分实现广告创意的要求，另一方面，还要在画面色调、构图、明暗、镜头设计组接、节奏把握等方面进行艺术的再创造。与平面设计相比，三维动画多了时间和空间的概念，它需要借鉴平面设计的一些法则，但更多是要按影视艺术的规律来进行创作。
三维动画的制作流程，基本分三个部分：前期、中期、后期，如图1-8所示。下面就通过一个案例来了解这个制作流程。图1-8 三维动画的制作流程
1.前期（1）首先要有剧本，就和拍电影是一样的，有了剧本才可以制作出影片，如图1-9所示。（2）其次，根据剧本需要找一些参考图和影片的风格，图1-10所示为我们创作的参考。图1-9 动画片《木乃伊》的剧本图1-10 动画片《木乃伊》的参考图（3）二维设计部门提供的设计图，需要反复地修改至达到客户、导演的需求，如图1-11所示。图1-11 动画片《木乃伊》的角色设计图
(4)根据剧本来绘制分镜头，如图1-12所示。图1-12 分镜头的绘制
2.中期
中期制作主要是Maya制作部分了，即根据二维部门的设计图纸来进行的制作。（1）模型制作。这三维制作中的第一个部分，结构要准确，布线要合理，如图1-13所示。图1-13 模型的制作（2）材质部分，就是给模型添上最基本的颜色纹理和质感，如图1-14所示。图1-14 材质的制作（3）绑定就是给角色添加骨骼，让角色动起来，如图1-15所示。图1-15 角色的绑定（4）动画是最有表现力的部分，一个优秀的动画师需要了解动画规律和具有表演天分，这样才能把角色做得有灵气，如图1-16所示。图1-16 角色动画的制作（5）灯光是烘托和渲染气氛的有力手段，应根据故事的情节而变化，如图1-17所示。图1-17 灯光渲染的制作（6）最后，通过分层渲染的方式把图层合成起来再进行最后的较色处理等。这样，影片的制作部分就完成了。
3.后期
后期制作包括配乐、添加字幕、出版、宣传等，这基本都由其他部门来完成。1.2Maya和ZBrush软件介绍
本书主要介绍运用两款软件制作三维模型——Mara和ZBrush。
Mara是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，其应用对象是专业的影视广告、角色动画、电影特技等。Mara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。Mara作为一款Autodesk公司旗下针对CG电影等虚拟影像解决方案的优秀软件，它的模型制作尤其成熟，世界上过半的一流动画电影制作都使用了Mara的模型模块。从21世纪的第一个10年到现在，三维动画电影大片不断刷新世界票房纪录。
模型制作的示例如图1-18所示。图1-18 模型制作示例图
随着影视技术的不断发展，对模型细节的要求越来越高，使用传统切线的方法已经到达了一个极限，这就引出了本书介绍的另一个造型工具——ZBrush。
ZBrush将三维动画中间最复杂最耗费精力的角色建模和贴图工作，变成了像小朋友玩泥巴那样简单有趣。设计师可以通过手写板或鼠标来控制ZBrush的立体笔刷工具，自由自在地随意雕刻自己头脑中的形象。至于拓扑结构、网格分布一类的繁琐问题则都交由ZBrush在后台自动完成。利用它细腻的笔刷可以轻易塑造出皱纹、发丝、青春痘、雀斑之类的皮肤细节，包括这些微小细节的凹凸模型和材质。令专业设计师兴奋的是，利用ZBursh不但可以轻松塑造出各种数字生物的造型和肌理，还可以把这些复杂的细节导出成法线贴图和展好UV的低分辨率模型。这些法线贴图和低模可以被所有的大型三维软件如Maya、Max、Soft image Xsi、Light wave等识别和应用，成为专业动画制作领域里面最重要的建模材质的辅助工具。
如图1-19所示的两幅图就是结合应用了Maya与ZBrush工具的经典模型。图1-19 结合应用Maya与ZBrush工具的经典模型第2章基础命令（Maya篇）
本章目的
在用Maya和ZBrush 制作模型之前，需要了解Maya和ZBrush的基础命令和相关知识，这些命令和知识也是制作模型中最常用到的。本章将介绍Maya软件的选择、网格、法线等基础知识。掌握好这些基础知识，将在制作模型过程中达到事半功倍的效果。2.1Select（选择）
首先要了解一下“Select”（选择）这一模块的相关知识及其包含的命令。2.1.1 Object/Component（选择物体的构成单元）
Object/Component（选择物体的构成单元）命令所在位置如图2-1所示。
该命令用于切换物体选择与构成单元的选择方式，其快捷键为【F8】，图2-2所示为选择该命令后的效果。图2-1 Object/Component（选择物体的构成单元）命令位置图2-2 两种选择方式2.1.2 Vertex（选择点）
Vertex（选择点）命令所在位置如图2-3所示。该命令用于切换为物体的点选择方式，其快捷键为【F9】，图2-4所示为选择该命令后的效果。图2-3 Vertex（选择点）命令位置图2-4 显示模型的点2.1.3 Edge（选择线）
Edge（选择线）命令所在位置如图2-5所示。该命令用于切换为物体的线选择方式，其快捷键为【F10】，图2-6所示为选择该命令后的效果。图2-5 Edge（选择线）命令位置图2-6 显示模型的线2.1.4 Face（选择面）
Face（选择面）命令所在位置如图2-7所示。该命令用于切换为物体的面选择方式，其快捷键为【F11】，图2-8所示为选择该命令后的效果。图2-7 Face（选择面）命令位置图2-8 显示模型的面2.1.5 UV（选择UV）
UV（选择UV）命令所在位置如图2-9所示。该命令用于切换为物体的UV坐标选择方式，其快捷键为【F12】，图2-10所示为选择该命令后的效果。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]