你有沒有看過動畫電影，想知道人們如何創造出如此令人印象深刻的 3D 角色？或者，您可能已經考慮過室內設計師如何為尚未建成的建筑物或空間創建栩栩如生的渲染圖。這兩種情況的答案都是 3D 建模。
但是，究竟什么是 3D 建模？有多少不同的學科使用這種藝術形式？您甚至如何創建 3D 模型？3D 建模藝術對于那些從未做過的人來說似乎很復雜且難以捉摸。無論您是想學習這項技術，還是只是好奇，今天這篇文章都能為您提供所有必要的信息！
什么是 3D 建模？
3D 建模是創建數字 3D 圖形。有多種3D 建模軟件可用，可幫助用戶雕刻、紋理和設計 3D 模型。3D 建模的藝術實際上是基于數學的，并且有多種技術、工作流程和建模軟件選項可供選擇。因此，3D 模型的創建往往是一個更復雜、更耗時的過程。互聯網上的大多數 3D 建模軟件都有可用的教程，可以指導用戶完成復雜的算法和功能。
3D 模型有什么用途？
3D 模型可用于各種領域。一些最常見的應用是：
- 為動畫電影和視頻游戲設計 3D 角色。
- 建立產品設計。
- 在醫學和技術等領域開發新產品。
- 為時尚行業打造數字化 3D 服裝。
- 對房地產行業內的未建空間進行建模和渲染。
如何創建 3D 模型？
有多種創建 3D 模型的技術，由于技術的進步，這些技術隨著時間的推移而不斷發展。無論您在哪個行業使用 3D 建模，都有四種主要方法可供選擇：
- 私人造型
- 多邊形建模
- 有理 B 樣條建模
- 非均勻有理基樣條 (NURBS)
- CAD軟件
- 實體建模
- 線框建模
- 表面建模
- 替代解決方案
3D 建模類型
在這篇文章中，我們將向您介紹這四種類型的 3D 建模，如果這個過程對您的創意需求來說過于復雜，我們還會提供一些替代解決方案。
1. 原始建模
這種類型的 3D 建模主要使用球體、立方體和這兩種形狀的其他變體來組合所需的形狀。之所以稱為原始，是因為它是一種非常初級的 3D 建模形式，主要是通過組合不同的預先存在的形狀來創建的。
這種建模通常利用基本的布爾處理器來獲得正確的形狀和輪廓。布爾運算符是生成 3 維曲面和形狀的一些最常見的方法。設計師可以組合兩種不同的形狀或從另一種形狀中減去一種形狀以創建新對象。
2. 多邊形建模
這種類型的 3D 建模是通過使用 X、Y 和 Z 坐標來定義不同的形狀和表面，然后將不同的表面組合成一個巨大的形狀或模型來完成的。
當設計師使用多邊形建模技術時，他們通常首先創建所需形狀的金屬絲網——這需要多邊形網格理論的良好工作知識，這意味著這種類型的建模對于初學者來說可能過于復雜。
這種類型的 3D 建模最常見的用途是掃描線渲染，它查看模型的每一行以生成整體形狀。
3. 有理 B 樣條建模
有理 B 樣條建模是最常見的 3D 建模類型，其技術也基于幾何形式的組合和調整。用戶首先創建每個形狀的尺寸，然后可以扭曲和彎曲這些多邊形以獲得所需的 3D 設計。
這種方法流行的主要原因之一是易于學習和掌握。這意味著它已經在初學者和專業人士中找到了共鳴，它使具有不同背景的人們能夠創造出引人注目的獨特形式。
4. 非均勻有理基樣條 (NURBS)
我們將要探索的最后一種 3D 建模類型是非均勻有理基樣條或簡稱 NURBS。由于其優雅，這是一種非常流行的 3D 建模方法，因為它通過數學模型運行，可應用于各種場景以創建逼真的曲線和曲面。
NURBS 的美妙之處在于它可以作為一個高效的程序獨立運行——這意味著設計師可以依靠技術本身來創建逼真的模型——但它也歡迎人工干預和定制，為 3D 模型添加畫龍點睛。
5. CAD軟件
在談論 3D 建模及其類型時，不能不討論 CAD 軟件（計算機輔助設計）的作用。CAD 軟件是 3D 建模方面的一項重要發明。它有助于在虛擬現實中可視化所需的對象、設計和模型。使用 CAD 軟件可以完成的一些重要任務是 3D 打印、3D 雕刻、3D 渲染，當然還有 3D 建模。制作 3D 對象所涉及的計算由 CAD 軟件進行。設計師的工作是定義他/她希望創建的 3D 對象的形狀和大小。
CAD 軟件的 3D 建模主要分為三種類型：實體建模、線框建模和曲面建模。這三種類型根據特定的特征進一步分為子類型。
讓我們了解一下 CAD 軟件中的這些主要建模類型，以更好地了解虛擬現實的可視化和功能。
6. 實體建模
實體建模包括處理原始形狀，例如球體、立方體和 n 邊棱柱。然而，各種項目可能會使用方法。一些從二維描繪草圖開始，然后被驅逐以提供三維圖形。其他人在實體上添加實體以創建更復雜的圖形。但是得到的實體模型是一樣的。
當包含具有一致半徑的平面或基本彎曲時，這種 3D 建模軟件特別有用。此外，它還非常適合精確測量和角度。一些利用強大演示的引人注目的編程部分在入門級結合了 Tinkercad 和 FreeCAD，對于進一步的高級工作，SketchUp、solid words 和 Autodesk Fusion 360。
優勢：
- 無需大量培訓，非常人性化。由于 PC 不處理大量三角形，因此計算先決條件較低。最后的部分在每種情況下在數字上都是正確的，因為模型在現實中是可以想象的。
劣勢：
- 自然形狀表示中的高度真實感實際上很難實現。
7. 線框建模
線框建模將形狀表示為頂點網絡。每個幾何面都是由 min 組成的。三個頂點和每個頂點對至少一個外觀很重要。通過改變每個頂點的位置來改變事物的大小和狀態。
許多線框演示設備使用三角形作為其基本組件，使用的三角形越多，它看起來就越真實。這通過“多邊形檢查”顯示，即模型線框內包含的三角形（或其他平面形狀）的絕對數量。
通常，這種方法是第一個用于建模 3D 圖形的方法，當時多邊形數量適中，使圖形在某種程度上呈塊狀。有許多程序使用這種方法，但是允許手動控制線框頂點的主要程序的一部分是Blender、Autodesk Maya、3DS Max 和 Cinema 4D。
優勢：
- 與實體建模相比，可以想象完成更復雜的曲面和彎曲。
缺點：
- 用戶需要正規培訓。
- 高分辨率將需要大量的多邊形，計算需求會更高。
8. 表面建模
曲面建模是計算機輔助設計 (CAD) 下的另一種建模類型。在處理形狀的復雜性時，它需要更高的步驟。它是最升級的建模類型，它根據引導線定義形狀和曲率。
軟件計算出光滑的表面，然后完成連接引導線的任務。它最常用于插圖和建筑渲染，因為它能夠無縫集成所有必要的元素。作為引導線的變體，一些程序甚至在切線平面的情況下使用控制點和控制面板。
表面建模甚至能夠生成現實世界中不可能的那些視覺表示。然而，正是出于這個原因，有必要確定是否可以物理制造這種設計。不同程序提供的所有建模工具中的主要工具，'Loft' 專門用于表面建模。一些支持曲面建模的程序有 Catia、FreeCAD、Inventor、ZBrush 和 Slideworks。
優勢：
- 它處理復雜表面的能力使其成為飛機和熱力學中的首選建模類型，其中非常關注表面外觀。
劣勢：
- 它是一種復雜的 3D 建模形式，需要高級程序以及設計人員更高水平的培訓和專業知識。
總結
創建 3D 模型有多種方法和技術。每種類型都有自己的優勢，它們可以根據設計師的技能和項目要求互換使用。
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文章來源: 杰越教育
