三维数字模型制作基础知识 课件 模块三-数字场景模型制作案例2

三维数字模型制作基础知识

数字场景模型制作案例模块三教学目标：

知识目标1.了解三维场景模型制作与渲染的制作流程。2.掌握利用3Dsmax软件制作三维场景模型的方法。3.掌握烘焙贴图、材质制作软件的操作。

能力目标1.能够独立制作三维场景中精度模型。2.能熟练掌握制作过程中所需软件的基本操作方法。3.具备独立制作PBR流程模型的能力。

素质目标1.鼓励学生发挥创造力，尝试在模型制作中融入自己的理解和创意，使模型具个性和艺术感，从而培养创新思维。2.培养学生的交流沟通能力，能够有效表达观点并进行作品汇报展示。3.培养学生自主学习能力。

思政目标1.培养学生的文化传承观念增强文化认同。2.培养学生的国家认同与文化自信。思维导图：场景模型制作分析：我们的故事是“闻鸡起舞”，它是中国古代故事，那么相对应该的房子场景应该是中国古典民居。接下来我们制作这个场景模型，我们暂且叫它民居吧。在制作民居前参考一些我国传统建筑的资料，大约画出草图以便制作模型时有个参考。这个场景我们用max软件来制作中模、用八猴软件进行烘焙贴图，用SP制作材质，导入在虚幻引擎中进行渲染输出。任务二PBR流程模型及材质制作以民居墙体制作为例(1)在前视图按住Shift键向右复制墙面，右键转换为可编辑的多边形，将墙面底脚选择点向上移动，移动到石材下方合适位置，如图3-2-1所示。图3-2-1复制墙体调整高度(2)优化墙面，删除墙体内侧的面（不包括窗框与门框的侧面），移除不必要的线，如图3-2-2所示。图3-2-2优化墙面模型(3)在前视图创建一个长度为100mm、宽度为400mm的矩形参照；分别选择墙面横向、竖向边，点击连接命令，连接分段，制作墙砖，分段长度距离参照矩形长度，分段高度距离参照矩形宽度的二分之一，调整墙面分段如图3-2-3所示。图3-2-3添加墙面分段(4)再次添加编辑多边形，选择一条竖向边，点击功能区命令，选择点循环，再选点环，减选掉转角的边，按住Ctrl键，点击移除命令，如图3-2-4所示。图3-2-4选择间隔竖向边移除(5)同理，再次选择错位的竖向边，点击功能区命令，选择点循环，再选点环，减选掉转角的边，按住Ctrl键移除所选边，用同样的方法修改制作其他墙砖，如图3-2-5所示。图3-2-5制作墙砖拼接效果(6)点击添加编辑多边形，选择所有面，点击插入命令，选择按多边形的方式插入，插入砖缝数值设置为5mm，如图3-2-6所示。图3-2-6向内插入砖缝宽度(7)选择编辑几何体中分离命令，将墙砖与砖缝分离，如图3-2-7所示。图3-2-7分离墙砖与砖缝(8)选择分离出来的面，添加壳命令，外部量设置为3mm,如图3-2-8所示。图3-2-8给墙砖向外增加厚度(9)选择砖缝模型删除最上面编辑多边形修改器，重新全选所有面，点击插入命令，数量设置为10mm，使砖缝稍稍伸进墙砖，以便于在ZBrush软件中雕刻，删除中间面如图3-2-9所示。图3-2-9插入面制作砖缝(10)选择砖缝，添加壳命令，内部量数值为5mm，选择将角拉直，如图3-2-10所示。图3-2-10给砖缝添加厚度(11)将墙砖与砖缝转换为可编辑的多边形，选择砖缝，点击文件菜单中的导出，导出选定对象，选择OBJ格式，命名为ZF；运用同样的方法导出墙砖，选择OBJ格式，如图3-2-11所示。图3-2-11导出墙砖与砖缝(12)关闭3dsmax软件，打开ZBrush软件，导入砖缝和墙砖模型，如图3-2-12所示。图3-2-12在ZBrush软件中导入墙砖与墙缝模型(13)创建墙砖副本，选择几何编辑体，点击折边，选择全部折边，如图3-2-13所示。图3-2-13创建模型副本并给模型添加折边(14)按下细分网格快捷键【Ctrl+D】，给墙砖增加一次细分，选择删除低级命令，删除低级细分，再选择Dynamesh，调整分辨率1800左右，点击Dynamesh给墙砖模型布面，观察此时墙砖多边形约为900多万面，如图3-2-14所示。图3-2-14给墙面模型布面(15)创建砖缝副本，选择几何体编辑，折边，全部折边，如图3-2-15所示。图3-2-15砖缝折边处理(16)_Ctrl+D给砖缝模型加2次细分网格，如图3-2-16所示。图3-2-16给砖缝添加细分(17)选择ZRemesher调节砖缝布面。目标多边形数设置为17左右，点击ZRemesher如图3-2-17所示。图3-2-17砖缝布面(18)墙砖和砖缝模型整体布面完成，准备开始雕刻细节，如图3-2-18所示。图3-2-18布面完成(19)选择文件保存现有模型，选择ClayBuildup笔刷，调整笔刷大小，笔刷强度合适，如图3-2-19所示。图3-2-19保存模型调整笔刷(20)选择ClayBuildup笔刷，打开笔刷菜单，自动遮罩中的背面遮罩，绘制墙砖边角，制作破损感觉，如图3-2-20、3-2-21所示。图3-2-20雕刻墙砖图3-2-21墙砖细节处理(21)转角砖缝雕刻。打开砖缝模型，选择笔刷，雕刻砖缝，使转角变的不规律，保存项目文件。如图3-2-22所示。图3-2-22转角砖缝细节处理(22)创建模型副本，在顶视图按住Ctrl键和鼠标左键拖拽绘制遮罩，遮住背部，如图3-2-23所示。图3-2-23绘制背面遮罩(23)选择灯箱，找到自定义细节笔刷，给墙面绘制细节，做颗粒状纹理，如图3-2-24所示。图3-2-24给墙砖绘制细节(24)在正面墙砖上绘制不同强度不规则纹理，如图3-2-25所示。图3-2-25墙砖细节处理(25)取消遮罩，按住Ctrl键，绘制一个新的遮罩，将左侧面露出，如图3-2-26所示。图3-2-26绘制新遮罩(26)旋转视图到左侧面，用细节笔刷在左侧墙面上雕刻绘制，如图3-2-27所示。图3-2-27左侧面墙砖雕刻(27)取消遮罩，按住Ctrl键，绘制一个新的遮罩，将右侧面露出，如图3-2-28所示。图3-2-28绘制遮罩露出右侧面(28)旋转到右侧面，用笔刷进行模型细节处理，注意调整笔刷强度、衰减度、笔刷大小，绘制多层次的墙砖细节，如图3-2-29所示。图3-2-29右侧墙砖模型细节处理(29)取消遮罩，按住Ctrl键，绘制一个新的遮罩，将背面露出，如图3-2-30所示。图3-2-30添加遮罩露出背面墙砖(30)旋转视图到背面，用笔刷进行墙砖背部模型细节处理，如图3-2-31所示。图3-2-31背面墙砖模型细节处理(31)再次运用新的笔刷，给整体模型，添加裂纹细节。如图3-2-32所示。图3-2-32选择使用裂纹笔刷(32)在正面墙砖上绘制墙面裂纹效果，注意笔刷强度、纹理角度，使裂纹不规律分布，如图3-2-33所示。图3-2-33墙面裂纹处理(33)其他墙面也绘制部分裂纹效果，如图3-2-34所示。如图3-2-34为其他墙面添加裂纹效果(34)保存项目文件。调整笔刷大小、强度，给砖缝做起伏、凹陷效果，如图3-2-35所示。图3-2-35砖缝细节处理(35)处理每个墙面的砖缝，外突和内凹不规则分布，如图3-2-36所示。图3-2-36其他墙面砖缝细节处理(36)墙砖、砖缝高模细节雕刻处理完成，显示砖缝模型，接下来对模型做减面处理。如图3-2-37所示。图3-2-37显示模型面数保存项目(37)分别创建墙砖、砖缝模型副本，原模型备用，保存项目文件，如图3-2-38所示。图3-2-38创建模型副本(38)显示墙砖模型，选择按相似性拆分，将墙砖进行拆分，如图3-2-39所示。图3-2-39模型减面方式(39)墙砖被拆分为由单块墙砖和多块墙砖组成，拆分后墙砖效果如图3-2-40所示。图3-2-40拆分墙砖(40)墙砖拆分后，多个模型就显示在右侧子工具栏中，有单块的墙砖也有多块的墙砖，如图3-2-41所示。图3-2-41拆分墙砖模型为多个组件(41)可关闭子工具，只显示如下所示的多块墙砖构件，如图3-2-42所示。图3-2-42显示墙砖构件(42)对所选的多块整体墙砖进行减面处理，选择Z插件，进行减面处理，先预处理，再点击抽取当前，如图3-2-43所示。图3-2-43减面处理(43)墙砖减面后效果展示，如图3-2-44所示。图3-2-44减面后效果(44)前面的组块处理完成后隐藏，显示一部分墙砖，可以选择子工具栏中向下合并命令，合并多个单块墙体，如图3-2-45所示。图3-2-45模型合并(45)选择Z插件，进行减面处理，先预处理，如图3-2-46所示。图3-2-46减面预处理(46)选择Z插件，选择提取当前，墙砖减面后效果展示，如图3-2-47所示图3-2-47抽取当前面后减面效果(47)依次向下处理图层，遇到单块墙砖模型可选择向下合并，每一次减面处理的墙砖可为50块左右，如图3-2-48所示，这样可以加快处理效率；合并模型后同样选择Z插件，选择预处理，如图3-2-49所示，成功后再提取当前，效果如图3-2-50、3-2-51所示。图3-2-48向下合并图3-2-49墙砖模型减面预处理图3-2-50抽取当前面图3-2-51合并组件减面效果(48)重复如上操作，完成整个墙砖模型减面，点击向下合并墙砖所有单个组件如图3-2-52所示。图3-2-52墙砖逐个模型减面完成合并成整体(49)进行墙砖二次减面操作。为防止二次减面出错，先保存墙砖模型首次减面后的项目文件，项目文件命名为“qiangmian2”如图3-2-53所示。图3-2-53保存模型项目文件(50)创建模型副本，对墙砖初次减面后的整个模型再次进行减面，选择Z插件，抽取20%左右，如图3-2-54所示。图3-2-54对整个模型再次进行减面(51)点击提取当前，减面完成后，墙砖多边形数为1123019，细节丢失较少，墙砖高模减面处理可行，如图3-2-55所示。图3-2-55整体墙砖模型减面(52)给砖缝模型做减面处理。显示砖缝模型，选择Z插件，点击全部预处理，如图3-2-56所示。图3-2-56砖缝模型预处理(53)选择Z插件点击抽取当前命令，检查砖缝模型有无破面，交叉，没有问题，减面成功，如图3-2-57所示。图3-2-57砖缝抽取当前减面处理(54)墙砖与砖缝减面后效果展示，保存减面后整体文件，如图3-2-58所示。图3-2-58墙面模型减面后效果(55)点击工具栏中的导出命令，导出砖缝高模，命名为“zhuanfeng_high”如图3-2-60所示。图3-2-60导出砖缝高模(56)导出墙砖高模，命名为“qiangzhaun_high”如图3-2-61所示。图3-2-61导出墙砖高模(57)回到3dsmax软件中，导入高模墙砖与墙缝，如图3-2-62所示。图3-2-62导入高模(58)检查模型是否有问题，发现有交叉面严重问题墙砖模型，选择删除，编辑网格元素层级复制一块完整的墙砖面替换问题面，如图3-2-63所示。图3-2-63修改问题面(59)复制原始墙面模型，对齐到高模中，删除多余面，只留外侧墙面，右键转化为可编辑多边形，如图3-2-64所示。图3-2-64调整低模外形删除多余面(60)拓扑低模。移除多余的线段，调整低模布线，在满足高模匹配的前提下尽量减少面，如图3-2-65所示。图3-2-65墙体低模布线(61)选择低模的转角四条边，点击切角，数值设置为5mm，使之与高模匹配，如图3-2-66、3-2-67所示。图3-2-66选择低模转角四边图3-2-67调整墙体转角切角大小(62)使用移除命令或者目标焊接命令处理转角多余的顶点，如图3-2-68、3-2-69所示。图3-2-68切角后转角的点图3-2-69目标焊接处理转角点(63)窗洞转角处也做切角处理，多余的点也做焊接处理，调整低模墙面布线，尽量匹配高模，如图3-2-70、3-2-71所示。图3-2-70窗洞转角处做切角处理图3-2-71焊接多余点调整低模墙面布线(64)检查墙面低模与高模匹配程度，再次调整低模匹配高模，如图3-2-72所示。图3-2-72高摸与低模匹配(65)设定墙面低模平滑组，对墙面低模进行展UV处理。选择低模，点击添加UVW展开修改器，如图3-2-73、3-2-74所示。图3-2-73为低模墙面设定平滑组图3-2-74添加UVW展开修改器(66)在右侧面板打开UV编辑器，选择边，手动拆分墙面UV,如图3-2-75所示；在编辑UVW面板点击快速剥命令，将UV展开，如图3-2-76所示。图3-2-75断开UV边图3-2-76展开UV(67)调整未展平UV。使用拉直选定项命令、松弛工具等处理、拉直贴图，在编辑UVW面板中旋转摆放UV位置，UV位置转正、大小合理，尽可能紧凑提高贴图利用率，如图3-2-77所示。图3-2-77旋转移动摆放UV(68)使用纹理棋盘格显示，检查UV方向，旋转调整UV使方向正常，合理摆放调整UV，如图3-2-78所示。图3-2-78调整方向摆放UV(69)注意调整UV块之间的间隔距离，检查方向是否正确，UV展开完成，关闭编辑UVW面板，右键将低模墙体转换为可编辑多边形，如图3-2-79、3-2-80、3-2-81所示。图3-2-79检查调整UV方向图3-2-80UV展开完成图3-2-81转换为可编辑多边形(70)给低模墙体添加编辑法线修改器，点击文件菜单中的导出，导出OBJ格式文件，命名为qiangmian_low，将其保存在民居/bahou/qiangmian文件夹中，如图3-2-82所示。图3-2-82导出低模OBJ格式文件(71)将高模全选导出OBJ格式文件，命名为qiangmian_high，也将其保存在民居/bahou/qiangmian文件夹中，如图3-2-83所示。图3-2-83导出高模(72)打开八猴软件，新建baker，导入低模和高模文件，点击烘焙组，将低模和高模拖动到烘焙组对应位置，如图3-2-84、图3-2-85、图3-2-86所示。图3-2-84导入低模图3-2-85导入高模图3-2-86将低模和高模拖动到烘焙组对应位置(73)点击烘焙组，设置烘焙贴图大小，将贴图保存在民居/bahou/qiangmian/map文件夹中，设置烘焙贴图大小为4096X4096，Samples为16X，勾选配置下法线贴图Normals，如图3-2-87、3-2-88、3-2-89所示。3-2-87设置贴图保存路径3-2-88设置贴图大小及采样3-2-89勾选Normals(74)点击烘焙，烘焙一张法线贴图，隐藏高模，点击P,将烘焙好的贴图赋予低模，如图3-2-90、如图3-2-91所示。3-2-90烘焙法线贴图图3-2-91将将烘焙好的法线贴图赋予低模(75)新建材质球改为红色，添加到砖缝上，将砖缝变为红色，如图3-2-92所示。图3-2-92将红色材质赋予砖缝(76)同理，创建不同颜色的材质球，给不同高模添加不同的材质球，方便进行墙面ID贴图烘焙，勾选需要烘焙的贴图，如图3-2-93、3-2-94所示。图3-2-93为高模添加材质球图3-2-94勾选需要烘焙的贴图(77)点击烘焙贴图，将贴图赋予给低模，检查贴图效果，正常效果如图3-2-95、3-2-96所示。贴图烘焙完成，保存墙面项目文件。图3-2-95烘焙完成的贴图文件图3-2-96贴图正常效果(78)打开SubstancePainter软件进行墙面材质制作。文件，新建项目，模板选择为PBR-MatallicRouhness(allegorithmic)，项目设置如下，选择墙面低模模型，添加烘焙好的贴图，如图3-2-97、3-2-98、3-2-98所示。图3-2-97项目设置图3-2-98选择墙面低模图3-2-99添加已经烘焙好的贴图(79)按住Shift键，点击鼠标右键来回滑动，出现模型的光影效果，如图3-2-99所示。图3-2-99模型光影效果(80)在右侧面板，将导入的贴图指定给相应贴图通道，如图3-2-100所示。图3-2-100贴图选择(81)点击烘焙模型贴图，烘焙面板设置如下，将没有的贴图勾选烘焙出来，贴图烘焙完成后会自动赋予低模，效果如图3-2-101、3-2-102所示。图3-2-101贴图烘焙设置图3-