三维数字模型制作基础知识 课件 模块四 人物角色模型制作案例

三维数字模型制作基础知识

人物角色模型制作案例模块四教学目标：

知识目标1.了解人物角色模型制作与渲染的制作流程。2.掌握人物角色模型制作方法。3.掌握次世代角色模型制作流程。

能力目标1.技术技能提升，提升模型制作技术能力。2.能熟练掌握次世代角色模型的制作方法。3.培养学生项目管理与协作能力。

素质目标1.培养学生的耐心与毅力。2.提高学生的审美能力和对美的敏感度。3.培养学生对自己作品的责任感，认真对待每一个制作环节，确保作品质量,提升学生的责任心。

思政目标1.传承中华优秀文化。2.培养勤劳与自律的品质。3.弘扬民族精神。思维导图：任务一任务角色模型制作分析

本角色是“闻鸡起舞”故事中的主角，刻画一个古代村落中舞剑青年，服装就需要配合角色实际，制作比较服帖包裹性强的服饰，发型也是束扎短发形式。因此，服装发型借鉴和项目类似的角色原画，考虑后续动画部分做成长衣短袖设计，且为了符合村的感觉，服饰上装饰元素尽量减少，适当加一些破损，设计稿参考如图4-1-1所示。图4-1-1角色设计参考脸部为美型风格，参考仙武帝尊男主角风格如图4-1-2、4-1-3所示。图4-1-2设计参考图4-1-3设计参考任务二人物模型制作

本任务中的角色因为后续会有动画制作，我们使用Maya软件制作模型，省去不同软件间互相导出导入的麻烦。一、制作角色简模（1）.在场景中创建两个立方体进行调整，分别做为头部和躯干的基础，如图4-2-1所示。图4-2-1创建头部和躯干基础模型（2）继续对基础模型进行调整状态如图4-2-2所示。图4-2-2调整头部模型（3）制作腿部和脚部模型完成状态如图4-2-3所示。图4-2-3腿脚模型制作完成状态（4）制用胳膊模型，完成状态如图4-2-4所示。图4-2-4胳膊模型完成状态（5）完成手部模型，最终状态如图4-2-5所示。图4-2-5手部模型完成状态（6）接下来制作头部细节完成状态如图图4-2-6所示。图4-2-6头部模型制作完成状态（7）继续细化身体模型，完成状态如图4-2-7所示。图4-2-7角色身体模型完成状态简模制作完成后就可以导出OBJ格式的文件以备在ZB里面进行细节雕刻使用了。二、面部和手部雕刻把简模导入ZB软件中。1.雕刻前准备点击透视开关，关闭透视，位置如图4-2-8所示。图4-2-8透视开关在工具面板下的【几何体编辑】面板下点击【细分网格】按钮，增加一级细分，位置如图4-2-9所示。图4-2-9增加细分级别在【变换】菜单下开启X轴对称，如图图4-2-10所示。图4-2-10开启X轴对称基础结构雕刻常用笔刷有：Standard；ClayBuildup；DamStandard；Move；Flatten等，可以在窗口左侧的笔刷面板中找到。按下空格键，在调出的快捷菜单中，将常用几个笔刷的强度调小，如图4-2-11所示，在【笔触】菜单下开启LazyMouse延迟步进改为0.05，如图4-2-12所示。图4-2-11调节笔刷图4-2-12调节笔触2.面部雕刻首先进行基础结构雕刻，在这个过程中经过对基础模型的加工，添加细节使角色模型有生气一些，更像人一些。让我们从鼻子的雕刻开始。为了从下方看方便观察，可以隐藏头部以外的模型，方法是Ctrl+Shift和鼠标左键拖拽绿色部分为单独显示部分，状态如图4-2-13、图4-2-14所示。图4-2-13图4-2-14参照图4-2-15——图4-2-18塑造出鼻子大体轮廓，注意不要用平滑，留下笔触。图4-2-15角色面部图4-2-16鼻子正面图4-2-17鼻子侧面图4-2-18鼻子侧面图4-2-19、图4-2-20所示为较硬转折面及注意点在进行雕刻时要注意。注意鼻梁的宽窄变化，如图4-2-121所示。图4-2-19侧面硬转折图4-2-20底面硬转折图4-2-21鼻梁宽窄变化3.眼睛雕刻注意事项及小技巧：调节眼皮的厚度时开启【背面遮罩】不会影响到背面表面，【笔刷】菜单-【自动遮罩】-【背面遮罩】，如图4-2-22所示。图4-2-22背面遮罩调节双眼皮关系时使用遮罩调整更方便，如图图4-2-27所示。参照图4-2-23——图4-2-27塑造出眼睛大体轮廓，注意额头、眼眶的塑造。图4-2-23眼皮遮罩图4-2-24正面眼部图4-2-25侧面眼部图4-2-26侧面眼部图4-2-27眼部肌肉走向4.嘴巴雕刻注意事项及小技巧：快速上下唇分组独立显示。方法调整上下唇时，模型返回到最低细分级别，按W弹出方向轴，在嘴角位置按下Ctrl键配合方向轴拖拽，可以快速得到一半嘴唇的遮罩，再按【CtrlW】快速将遮罩转换成组。如图4-2-28、图4-2-29所示。图4-2-28嘴部遮罩图4-2-29分组对嘴巴细节进行雕刻时需要用到的一些方法技巧：快速隐藏独立显示组：CtrlShift点击某个组时可以快速单独显示该组，再次点击进入隐藏组模式快速遮罩组：Ctrl左键点击某组快速遮罩该组。开启双面显示：【工具-显示属性-双面显示】位置如图4-2-30便于观察口腔或嘴唇部分是否正确分组，如果没有正确分组能够及时修正。图4-2-30双面显示根据以上提示技巧参照图4-2-31——图4-2-35雕刻出嘴巴的细节。图4-2-31嘴巴正面图4-2-32嘴巴侧面图4-2-33嘴巴侧面图4-2-34嘴巴正面肌肉走向图4-2-35嘴巴侧面肌肉走向5.耳朵雕刻注意事项及小技巧：塑造耳框时可以通过遮罩来拖拽如图4-2-36所示。图4-2-36拖拽耳框参照图4-2-37——图4-2-39塑造出耳朵细节。图4-2-37耳朵背面图4-2-38耳朵正面图4-2-39耳朵正面脸颊额头下颚等轮廓的雕刻。参照图4-2-40——图4-2-42雕刻出脸颊额头下颚的轮廓。图4-2-40侧面图4-2-41正面图4-2-42斜侧6.脖子部分的塑造由于衣服设计因素，锁骨以下部分都会被遮住，所以就只雕刻能显露出来的部分。参照图4-2-43、图4-2-44进行雕刻。图4-2-43脖子正面图4-2-44脖子侧面7.对角色面部进行整体调整收缩下巴，弱化下颚颧骨轮廓如图4-2-45、图4-2-46所示。4-2-45正面图4-2-46侧面升高一级细分情况下开始smooth平滑，着重平滑脸颊区域如图4-2-47所示。图4-2-47平滑脸颊调整眉弓眼框以及眼皮位置，如图4-2-48所示。图4-2-48调整眼部周围注意调整下眼睑结构以及眼皮包裹性，添加泪阜，处理眼角结构。如图4-2-49图4-2-50所示。图4-2-49眼睑调整图4-2-50眼角调整8.手部塑造细分升级到合适级别，开始雕刻手部基础大型，如图4-2-51、图4-2-52所示。图4-2-51手部背面图4-2-52手部正面注意整体形状以及指骨形成的一根一根块状体积，注意指尖指肚横截面形状。参考图4-2-53——图4-2-56进行雕刻。图4-2-53手背细节图4-2-54手心细节图4-2-55手指末端细节图4-2-56手指侧面细化。再升级一次细分后平滑，然后进行细节处理（因为持剑握拳多，所以主要处理手背）如图4-2-57、图4-2-58所示。图4-2-57手背细化图4-2-58手心细化面部和手部高模雕刻完成后，把角色模型导出OBJ格式文件备用。接下来制作衣物模型。三、服饰制作本案例服装的制作我们使用MD软件。1.MD软件的操作基础

打开软件界面，如图4-2-59所示分为三维视图（左）和平面二维视图（右）。三维视图主要用于观察以及调整制作的衣服在模型上贴合度，二位视图主要用于制作衣服的样式。最右边为编辑衣服的布料效果，颜色等属性。图4-2-59MD初始界面点击文件可以加载自己的模型或者打开之前保存的项目文件也可以使用软件自带的模特库。点击设置-用户自定义-视图控制可以更改三维视图的操作方式如Maya、max等。如图4-2-60所示。图4-2-60自定义窗口在偏好设置菜单中可以设置模特坐标的显示方式一般改为世界坐标。位置如图4-2-61所示。图4-2-61偏好设置加载自己模型时入如果出现模特坐标错乱，在导入页面时更改坐标朝向即可，如图4-2-62所示。图4-2-62修改坐标朝向制作衣服练练手在二维视图中创建多边形和其它形状制作衣服板片，使用编辑工具编辑衣服样式如图4-2-63所示。图4-2-63编辑衣服样式选中板片单击右键在出现的菜单中选择分割，可以增加操作点,从而更好调整衣服样式。调整好一半后选中板片单击右键在出现的菜单中选择克隆，克隆出另一半如图4-2-64所示。图4-2-64克隆板片把鼠标指针指向板片中间的边，单击鼠标右键选[择对称合并]命令合并一起，如图4-2-65所示。图4-2-65合并完成后在三维视图中调整板片在模特上的位置和距离，再在二维视图中镜像粘贴出一块用于背部板片如图4-2-66所示。图4-2-66镜像板片在三维视图中把复制出来的版片移动到模特背后，调整好位置并右键进行水平翻转如图4-2-67所示。图4-2-67调整位置之后点击缝纫线连接两个板片，每个点与之对应的点相连接每条缝纫线都是平行的才对，没有缝纫线的穿插。连接好后点击快速,如图4-2-68所示。图4-2-68快速按钮解算中可以用鼠标拖拽衣服使其有更好的解算效果如图4-2-69所示。图4-2-69解算完成到这里我们已经掌握了MD软件的基本用方法，接下来让我们回归主题，开始制作角色的衣服，由于我们的角色后续有舞剑的动画，所以衣服为它制作一短一长两件，现在我们以短衣服为例来进行学习。2.角色服饰制作打开软件导入角色低模，导入设置如图4-2-70所示。图4-2-70模型导入设置参数导入后的界面如图4-2-71所示。图4-2-71模型导入后界面接下在二维视图中制作衣服板片，要注意各部分分层级关系，层数字越大越自动向外跑，设置分层如图4-2-72所示。图4-2-72层参数设置制作护手。制作板片，对称板片后克隆连动板片得到四个可以一起调节的板片，如图4-2-73所示。内部线互相缝纫得到收缩效果，如图4-2-74所示。图4-2-73克隆连动板片图4-2-74完成护手解算制作内衣。参照图4-2-75制作内衣板片：图4-2-75内衣板片图示解算后如图4-2-76所示效果。图4-2-76内衣解算后效果制作外衣。参照图4-2-77所示制作外衣板片。图4-2-77外衣板片外衣解算后效果如图4-2-78所示。图4-2-78外衣解算后效果制作腰带。参照图4-2-79制作腰带板片：图4-2-79腰带板片解算后状态如图4-2-80所示。图4-2-80腰带解算后效果在腰带解算过程中适当使用CtrlW固定针进行拉扯牵引会得到更好的效果。制作裤子。参照图4-2-81所示制作裤子板片：图4-2-81裤子板片解算后效果如图4-2-82所示。图4-2-82裤子解算后效果衣物所有部分解算完成后，开始导出模型。导出模型，删掉内部不需要的面。删除后高模容易断开，注意重新连接。如图图4-2-83图4-2-84所示。图4-2-83整理模型图4-2-84整理模型将粒子间距的值适当增加，然后进行解算使服装更平滑，如图4-2-85所示。图4-2-85粒子间距调整接下来在3D服装菜单下选择[四方格]，把服装模型重置网格，如图图4-2-86所示。图4-2-86服装重置网格对衣服进行导出设置，如图4-2-87所示;图4-2-87导出设置选择对应参数，如图4-2-88所示。图4-2-88导出参数设置完成服装模型的导出。四、完善高模鞋子模型在Maya软件里面完善。在Maya中导入裤子和脚模型，从脚掌开始拓扑鞋子，注意转角处要制作成四边面。如图4-2-89、图4-2-90所示。图4-2-89鞋子底部布线图4-2-90鞋子转角处布线按数字键[3]切换到平滑模式，配合Maya雕刻笔刷调整鞋子大型至适配状态如图4-2-91、图4-2-92所示。图4-2-91雕刻笔刷图4-2-92鞋子适配状态再平滑一次后，按中线及鞋底（将鞋底UV打直）分好UV然后导出OBJ格式文件。状态如图4-2-93所示。图4-2-93鞋子展平UV加载类型添加，按Garment导入Marvelous，选择在UV中勾勒2D板片，大小如果有问题可以修改百分比，如图4-2-94所示。图4-2-94导入文件设置修改好缝纫线，如图4-2-95所示。图4-2-95修改缝纫线把除鞋帮以外部分冷冻，鞋帮附近硬化或更改布料材质，解算鞋面部分，完成鞋子模型的制作。状态如图4-2-96所示。图4-2-96解算鞋子上的布料1.服装高模调整一些小技巧：从MD软件导出来的高模服装调整时可以将高低模型合成一个子工具一起进行调节后再分开，如图4-2-97所示。图4-2-97子工具分离MD导出高模前可以在其雕刻模式下对部分过大褶皱进行平滑，如图4-2-98所示。图4-2-98平滑过大褶皱2.鞋子高模型雕刻由于本案例里设计鞋子质感较硬所以进行手动雕刻，把厚棉布的硬质感觉表现的充分些，状态如图4-2-99至图4-2-101所示。图4-2-99鞋子正面图4-2-100鞋子背面图4-2-101鞋子侧面3.毛发制作创建基础形体，部分需要棱角的位置注意卡线，展好UV进行复制，然后一片一片去调整以符合头形，如图4-2-102所示。根据头发长度适当调整分段发适应头部模型，如图4-2-103所示。图4-2-102单个发片图4-2-103发片铺出头发的基本形大概铺好基本形后，为发片拆分UV，根据预先找好的发片素材图摆放UV如图4-2-104所示。图4-2-104发片拆分UV铺好第一层后查看渲染效果，由于发片的素材图密度不够，需要再复制一层发片出来，稍微缩放调整放于底部充当第二层头发，并调整UV尽量遮住头部模型。如图4-2-105所示。图4-2-105复制发片接下在原有模型上提取窄发片当作浮起来的第三层头发增加细节，第三层头发发梢可以往前移动增加细节感，如图4-2-106、图4-2-107所示。图4-2-106制作头发细节图4-2-107头发完成最后添加眉毛和睫毛，最终效果如图4-2-108所示。图4-2-108毛发完成效果高模调整完成，接下来准备拓扑低模。五、低模拓扑现在我们以一个小案例先把拓扑的基本方法介绍清楚，然后根据整个思路对高模进行拓扑。1.拓扑的基本方法PBR流程的三维拓扑是必不可少的一个制作环节。拓扑的意义在于让高精度，高细节的模型以最低的面呈现。因为游戏引擎的技术和现在电脑硬件技术的限制，在游戏运行中是不可能直接使用高模的。高模上的细节需要通过烘焙的法线图贴于拓扑出来的低模来展现。所以拓扑只需要拓扑出高模的大轮廓和大的起伏。基本常见的三维软件都有拓扑的工具比如：Maya，3DSmax，blender以及要介绍的TopoGun3等。打开TopoGun3，最上面为菜单栏。如图4-2-109所示。图4-2-109加载模型加载模型后取消菜单栏上的显示轮廓、显示边界框和显示顶点色的勾选,以便更好的拓扑，如图4-2-110所示。图4-2-110设置拓扑显示（注意进入拓扑阶段的模型不管是使用那个软件进行都应在减面后再进行，以防软件卡顿。）按[x]键可以开启对称操作，右上角对称按钮可以更改对称的方向和调整对称轴的位置如图4-2-111所示。图4-2-111对称按钮的位置视图左下角可查看当前模型的面数顶点数等如图4-2-112所示。图4-2-112当前模型面数信息显示然后点击创建网格，如图4-2-113所示。图4-2-113创建网格位置以上操作相当于新建一个图层做拓扑，创建好后左边会出现一排工具，一般来说使用第二个创建（快捷键C）如图4-2-114所示。图4-2-114创建工具位置创建以点的方式在高模上创建四边面。大于四个点是不会构成面，如图4-2-115灰色为创建的四边面，是正确的;白色为多边面,是错误的。图4-2-115创建四边面如果点击后没有生成面，勾选创建工具下的自动选择，如图4-2-116所示。图4-2-116自动选择选项如果想要两个点合并在一起，选择（快捷键E）其中一个点按住Carl键拖拽向另一个点就能实现合并。拓扑要领：拓扑是为了让低模能展现出高模的细节只需要大概的拓扑出大轮廓。拓扑的禁忌是在高模的基础下又拓扑出一个高面数模型。拓扑的走线根据高模的雕刻的棱横进行勾勒出大致的结构，如图4-2-117所示。图4-2-117拓扑布线

创建时往往只对最高点和最低点进行拓扑，中间的细节起伏很大再去添加面，微小的细节全靠法线贴图。如果是起伏很大的凹凸结构，比如很明显的凹陷沟壑只需要布线一个V字形结构，在沟壑的两边各一条边沟壑深处一条边，如图4-2-118所示。图4-2-118拓扑凹陷布线

一个平面上有很大的突出结构就根据突出结构的棱横布线，如图4-2-119所示。图4-2-119拓扑突出结构布线

场景、道具的布线要求没那么严格，以最少面数且能够后边法线贴图在低模上展现高模最大细节为优，在大轮廓的情况下允许存在三角面，允许一个点多根线。如果是角色拓扑并且是拿去做动画，那么它的拓扑要严格要求布线结构。2.角色低模拓扑可以用以上这个软件对模型进行分部位拓扑，也可以用以下的方法对角色进行拓扑。简单大块物体可以使用MD的智能拓扑对服装进行布线，如图4-2-120所示。图4-2-120智能拓扑沿边线连接，可自定义段数，最终确定即可获得拓扑，单击[编辑拓扑]按下右键可以选择增加细分，创建拓扑可以增加线段，如图4-2-121所示。图4-2-121增加细分确定后在选择[创建拓扑]单击右键在出现的菜单中选择全部全部重置网格（克隆）就可以得到对应低面数网格，如图4-2-122所示。图4-2-122重置网格选择对应网格导出用作低模，如图4-2-123所示。4-2-123导出低模拓扑完成的模型导入Maya中，将高模吸附参考激活选定对象，然后适当修改，优化布线，保持四边面如图4-2-124、图4-2-125所示。4-2-124吸附参考开关4-2-125调整完成的低模布线影视模型中复杂但不需要动画变形的物体拓扑可使用自动拓扑，节约时间，ZB中结合颜色区域和ZRemeshier引导线来自动拓扑，如图4-2-126所示。

图4-2-126自动拓扑设置内衣模型，可以删除被遮挡部分并修改布线，如图4-2-127所示。图4-2-127删除了被遮挡部分的内衣模型完成低模制作后把低模导出OBJ格式文件备用。任务三材质和渲染一、烘焙贴图

模型完成后开始制作材质。首先要进行贴图烘焙。烘焙贴图的方法很多，在多个软件中都可以对贴图进行烘焙。在这里我们用八猴渲染器进行贴图烘焙。烘焙贴图需要两个必备的条件，一是高精度模型，二是和高精度模型匹配的展好UV的低模。1.低模展平贴图坐标

在前面的制作过程中我们已经准备好了高模和低模型，接下来就是给低模拆分UV，注意在拆分UV时不同部分的UV要分别打组。把角色低模导入到RizomUV中，对各个组件分别进行拆分如图4-3-1、图4-3-2所示。图4-3-1自动拆分UV图4-3-2手动排布拆分好UV的低模导入到Maya中备用。2.贴图的烘焙

在Maya中打开拆分好UV的低模，导入高模（如果中间没有操作上的失误，这两个模型是重合在一起的），分别为高模和低模进行打组。

为模型做动画，这个过程是为了在烘焙的时候各模型间有重叠从面产生不必要的阴影投射。选择所有模型在第1帧按下S键设置关键帧。把时间滑块拖动画第40帧，选择外衣的高模和低模移动一段距离进行K帧（注意：一定是高模和低模相同的组件一起移动）。分别制作除角色身体以旬每个组件的移动动画。完成后，选择所有的高模组件导出FBX动画，命名为“gm”；选择所有的低模组件导出FBX动画，命名为“jm”。

在Toolbag软件中加载“gm”和“jm”模型，拖动时间滑块可以看到两个模型是有移动动画的。点击形状象面包一样的烘焙按钮，会出现[high][low]两个列表，把“gm”按住左键拖动到[high]下面，把“jm”拖动到[low]下面,如图4-3-3所示。图4-3-3烘焙列表在烘焙设置面板中设置输出路径和名称以及贴图类型，在【Map】面板下设置烘焙的贴图类型，一般在第1帧烘焙Curvature和AO贴图，然后把时间滑块拖动画第40帧，烘焙法线贴图。如图4-3-4、图4-6-5所示。图4-3-4烘焙选项图4-3-5烘焙设置小技巧：在制作低模过程中就分部件边制作边进行烘培测试，有问题的地方进行改线或加线。二、材质制作下面以着长衣的角色为例进行材质制作。第一步：点击文件——新建——选择模型——调整文件分辨率——确定，如图4-3-6所示。图4-3-6低模导入SP软件中小技巧：将烘焙好的贴图导入SP软件中，并加载到对应通道如图4-3-7所示。图4-3-7加截贴图当导入成功后，选择衣服层，添加填充图层状态如图4-3-8所示。图4-3-8给衣服模型添加填充层建选择材质模型，点击带有布料纹理的材质球，如图4-3-9所示。图4-3-9使用材质为衣服添加纹理选中材质球后，调整平铺比例以及材质球颜色，如图4-3-10所示。图4-3-10调整材质球比例及颜色在填充图层上添加黑色遮罩选择需要使用材质球的部分，如图4-3-11、图4-3-12所示。图4-3-11创建黑色遮罩图4-3-12选择需要使用材质的部分复制一层图层，选择黑色遮罩图标将其他部分的材质用相同的方式也进行填充，如图4-3-13图4-3-14所示。图4-3-13复制图层重新添加黑色通道图4-3-14选择要调整的模型进行颜色更改新增一个填充图层，选择黑色遮罩将剩余部分的材质选中进行材质制作，如图4-73-15、图4-3-16所示。图4-3-15鞋子材质设置图4-3-16选中剩余材质模型选中模型后进行颜色修改，调整平铺比例，图4-3-17所示。图4-3-17调整平铺和颜色选择黑色遮罩，选择几何体填充，将滑块调整为黑色，取消鞋底的颜色，如图4-3-18所示。图4-3-18取消选区新增一个图层，选择鞋底的部分，调整颜色，给到黑色遮罩，更改粗糙度，如图4-3-19所示。图4-3-19更改鞋底颜色调整粗糙度制作角色皮肤材质。选中人头的材质层，放入智能材质球，如图4-3-20所示。图4-3-20角色皮肤材质将智能材质赋给皮肤后，处理面部细节，如添加唇色。添