发布时间:2024-07-29作者:李均点击:
3D 人体建模与动画制作
3D 人体建模和动画制作是计算机图形学中至关重要的领域,用于创建逼真的虚拟人物以用于各种应用中,例如电影、游戏、视觉效果和医学。
3D 人体建模
人体建模涉及根据真实人体测量数据或艺术家素描创建 3D 人体模型。在这个过程中包括以下步骤:
收集参考:收集人体测量数据、骨骼结构和肌肉解剖学的信息。
创建网格:使用多边形或样条曲线生成人体模型的基本网格结构。
雕刻和细化:使用雕刻工具塑形网格,添加细节和肌肉定义。
纹理化:应用纹理以赋予模型真实感和逼真感,模拟皮肤、头发和衣服。
装配:连接模型的不同部分(如头部、躯干和四肢)并创建关节。
3D 动画
3D 动画涉及通过操控骨架或操纵网格来使 3D 模型移动和表演。这个过程包括以下步骤:
骨架装配:将数字骨架连接到 3D 模型,以使其能够弯曲、旋转和摆姿势。
关键帧动画:为模型创建一系列关键姿势,以定义运动的基本轨迹。
插帧动画:使用计算机算法自动生成关键帧之间的中间姿势。
动作捕捉:使用动作捕捉技术记录真实的人体动作,并将其应用于 3D 模型。
面部动画:创建控制嘴巴、眼睛和眉毛运动的面部网格和骨架。
应用
3D 人体建模和动画制作在多个行业中具有广泛的应用,包括:
电影和视觉效果:创建逼真的虚拟角色用于电影、电视剧和视觉效果。
游戏:开发用于电子游戏中的可玩角色和非玩家角色 (NPC)。
医学:可视化人体解剖学、模拟手术并评估治疗。
科学和教育:创建解剖模型用于研究和教学目的。
人体工程学:分析人体运动和设计符合人体工程学的设备。
工具和技术
3D 人体建模和动画制作使用各种工具和技术,包括:
3D 建模软件:用于创建和编辑 3D 模型,例如 Maya、Blender 和 ZBrush。
动画软件:用于创建和编辑动画,例如 MotionBuilder 和 Maya。
动作捕捉系统:用于记录和传输真实的人体动作。
扫描仪:用于获取人体测量数据并创建参考模型。
趋势
3D 人体建模和动画制作领域正在不断发展,新的趋势包括:
人工智能(AI)驱动动画:使用 AI 技术自动生成逼真的动画。
基于物理的动画:创建符合物理定律的更真实的人体运动。
沉浸式和互动式动画:开发虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR) 体验中使用的互动式 3D 角色。
云端动画:通过云平台提供动画服务,实现远程协作和可扩展性。
3D 人体建模
重点:创建 3D 人体模型的静态几何形状
目标:提供人物的外观、比例和解剖结构的准确表示
过程:
通过雕刻、建模或扫描创建基本形状
优化拓扑以使模型可变形和动画化
添加纹理、材质和细节以增强逼真度
3D 动画
重点:为 3D 人体模型赋予运动
目标:创建逼真的、流畅的人物动作和交互
过程:
为模型创建骨骼或关节系统
设置关键帧以定义动作的开始和结束
通过插值或反向运动学生成中间帧
添加细节以增强运动的可信度(例如面部表情)
主要区别
| 特征 | 3D 人体建模 | 3D 动画 |
|---|---|---|
| 目的 | 创建静态模型 | 为模型赋予运动 |
| 重点 | 几何形状和外观 | 动作和交互 |
| 输出 | 3D 模型 | 动画序列 |
| 结果 | 用于游戏、电影和可视化 | 用于电影、游戏和交互式内容 |
| 技术 | 雕刻、建模、扫描 | 骨骼绑定、关键帧设置、插值 |
| 流程 | 顺序 | 迭代和优化 |
其他区别
人体建模通常是创建 3D 动画的先决条件。
人体建模通常需要较高的艺术技能和对解剖学的理解。
动画涉及更复杂的工具和技术,例如骨骼系统和关键帧。
人体建模和动画可以是单独的专业或结合在一起。
3D 人体建模和动画制作
第 1 章:介绍
什么是 3D 人体建模和动画制作?
3D 人体建模的应用
3D 动画的应用
第 2 章:3D 人体建模基础
多边形建模
曲面建模
拓扑
UV 展开
第 3 章:3D 人体动画基础
骨骼系统
蒙皮
正向运动学和反向运动学
角色动作
第 4 章:建模软件
Maya
Blender
ZBrush
第 5 章:动画软件
MotionBuilder
Houdini
Unity
第 6 章:纹理贴图
位图纹理
程序贴图
法线贴图
第 7 章:灯光和渲染
3D 照明
渲染器
材质和着色器
第 8 章:摄像机和运动模糊
摄像机类型
运动模糊
景深
第 9 章:物理模拟
布料模拟
流体模拟
刚体模拟
第 10 章:角色创建
概念设计
基础模型
细节建模
动画
第 11 章:环境创建
建筑物建模
植物建模
灯光和纹理
第 12 章:叙事动画
故事板
角色表演
镜头语言
第 13 章:高级技术
形态变形
动作捕捉
流体动力学
第 14 章:案例研究
游戏角色创建
电影动画制作
建筑可视化
附录
术语表
资源列表
参考书目
第 1 章:简介
3D 人体建模和动画
软件选择和设置
3D 人体解剖学基础
第 2 章:建模基础
多边形建模技术
曲面和细分曲面基础
创建基本人体网格
第 3 章:高级建模
肌肉和脂肪模拟
衣物建模
面部建模和面部表情
第 4 章:骨骼和绑定
骨骼系统创建
绑定网格到骨骼
权重绘画
第 5 章:动画基础
动画原则
骨骼动画技术
关键帧和时间轴
第 6 章:高级动画
混合动画
脚本动画
动作捕捉集成
第 7 章:照明和纹理
照明技术
创建逼真的纹理
UV 贴图和展开
第 8 章:渲染和合成
渲染引擎基础
渲染设置
合成技巧
第 9 章:项目制作
工作流程管理
故障排除和优化
为不同平台导出动画
附加资源:
软件用户手册和文档
在线教程和论坛
3D 艺术家社区和团体
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