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三维动画模型设计探究 　　摘 要 三维动画是借助计算机技术发展起来的动画表现形式，它的理论来源依然离不开传统视听语言理论，一部优秀的三维动画片离不开成功的模型设计，在进行模型设计时不仅要考虑动画模型的艺术性，还要考虑三维模型制作的技术性，因此三维动画模型设计是二者相互融合的产物。 　　关键词 三维动画；模型；结构；布线 　　中图分类号TP39 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）145-0068-02 　　三维动画模型设计有它自己的独特性，不同于其他三维模型，如，三维扫描模型、工业设计三维模型、建筑三维模型、游戏模型等，它对模型的要求是依据动画和镜头的需要来决定的，不由模型本身决定。 　　1 三维动画场景模型设计 　　1.1 Matte Painting三场景模型 　　三维动画场景在制作设计中也借鉴了二维动画的场景的设计方法，在分镜头设计中对只有“推”、“拉”、“摇”（小于45度）单纯的镜头变化情况下，场景模型可以考虑使用带有Alpha通道的多边形面片代替，如果，将其制作成实体三维场景模型，那会对有效系统资源是巨大浪费，这种制作方式被称为Matte Painting（数字绘景），这一技术最早出现于1911年，目前，随着计算机图像技术（CG）的飞速发展，以前所使用的“玻璃板”已被现如今的计算机图像“层”的概念所替代，由于它的高仿真性和高效性常被虚拟现实电影所青睐，彼得杰克逊导演的电影《魔界三部曲》、《金刚》、《霍比特人》，詹姆斯卡梅隆导演的电影《终结者》、《阿凡达》等都采用了这一技术，在Matte Painting中的场景模型制作，不需要制作模型的全貌，也不需要对不同场景模型作分割处理，也无严格的布线要求，只需根据摄像机镜头视角，对场景模型结构做简单的凹凸处理，重要的是需要有精确的Alpha遮罩通道和与之匹配的高质量图像贴图，将远近不同的多边形片状模型，错落有致的排开，使其产生视觉上的层次感，通过虚拟3D摄像机推拉镜头的应用产生可视模型间的纵深感，应对此类Matte Painting镜头场景，这种模型制作方法不失为简单而高效。 　　1.2 虚拟现实三维场景模型 　　虚拟现实是计算机模拟现实环境，通过特殊的装置（虚拟现实头盔、眼镜、手套、操纵杆等）使人沉浸在完全虚拟的环境中，环境中的所有物件全为三维模型，如，树、草、房屋、电线杆等等。 　　虚拟现实三维场景要求场景中所有的物体观看视角是不受限制的，可以任意角度查看，也就是360度无死角，要求场景内所有可见模型都是三维模型，而非多边形面片，这种模型是完全模拟或参考现实生活中的实物模型建造的。在设计和制作中需根据近景、中景、远景要求决定模型的细节制作程度，制作需要有合理的布线，以最少的模型面数体现结构细节。由于整个场景均为有体积的虚拟模型，虚拟摄像机在三维场景中运动不受限制，可以游走场景的任何角落，由于场景中多为有体积的模型，对系统资源消耗较大，这就要求最大限度的降低多边形面数，减少贴图的尺寸，提高有限资源的使用率，由于精简了模型和贴图，当模型被拉近时，模型材质会变模糊，出现马赛克的不真实情况在所难免。 　　2 三维动画角色模型设计 　　三维动画角色不同于二维动画角色设计，制作时不受制作技术的限制，三维动画角色在设计时，首先要考虑的是其技术掌握程度、项目开发周期、资金配置的因素，否则，即使设计出来也不一定能如期制作完成，如，毛发、布料、sss材质、光线追踪渲染等相对复杂的技术，对于毛发、布料制作在技术上已远远超出了动画师的技术可控范围，这部分需和特效制作部门配合，如果技术水平、资金预算有限，在前期的角色设定时应做相应的变通处理，将其控制在技术、资金、时间允许范围之内，不然会给后续工作带来麻烦和不便。 　　三维角色模型制作有自身的规则，根据计算机Mesh网格线的特性，在制作三维动画角色时需保证在各个关节连接处最少有三圈连接线，作为动画模型运动变化时锁定形体结构的基线，只有这样的模型在制作动画时，运动的形体结构才能正确得以表现。 　　布线是三维模型制作不可忽略的技术要点，在满足模型艺术表现的情况下，能最大限度的节约系统资源是三维动画模型最基本的设计原则，合理的模型布线不仅节约了数据资源，还便于形体结构的表现。怎样才能做到布线合理： 　　1）要充分了解形体结构，布线随着形体转折结构分布，如果模型是角色（人、动物）要与角色肌肉运动的方向一致，这样便于动画流畅平滑的控制与表现。 　　2）形体关键部位要有足够的布线，线的疏密直接影响的可控制点的数量，丰富的动画细节表现与控制点数量息息相关。 　　3）三星点、五星点的处理要得当。在三维模型中特别是对于复杂的形体，三星点、五星点出现是难以避免的，因此，对动画骨骼设置要有一定了解，也就是要知道