黃瀟宇

【摘要】三維建模技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)編程以及成像技術(shù)，對(duì)二維圖形進(jìn)行立體渲染，從而使二維圖像立體化的一種技術(shù)形式。三維建模技術(shù)的發(fā)展直接促進(jìn)了三維游戲動(dòng)畫(huà)在我國(guó)的產(chǎn)生，促進(jìn)了三維游戲的發(fā)展。作為三維游戲的技術(shù)基礎(chǔ)，三維建模技術(shù)在游戲當(dāng)中的應(yīng)用直接決定了游戲的畫(huà)質(zhì)與操作體驗(yàn)，因此，本文對(duì)三維技術(shù)的存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討，以進(jìn)一步提高三維游戲的游戲體驗(yàn)，提高其用戶(hù)粘性與文化影響力。

【關(guān)鍵詞】三維;建模技術(shù) ;游戲;應(yīng)用

游戲因其精美的畫(huà)質(zhì)與高強(qiáng)的互動(dòng)性，成為了人們休閑娛樂(lè)的首選方式。互聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得游戲逐漸由單機(jī)走向聯(lián)網(wǎng)，由平面走向立體，極大提高了用戶(hù)的游戲沉浸式體驗(yàn)。并且游戲中社區(qū)與組隊(duì)連麥溝通功能的加入，使游戲擁有了社交于娛樂(lè)的雙重屬性，深受年輕人的喜愛(ài)。鑒于游戲龐大的用戶(hù)規(guī)模與用戶(hù)年輕化的標(biāo)簽，游戲開(kāi)始具備了文化傳播與思想教導(dǎo)功能，因此，討論三維建模技術(shù)在三維游戲中的應(yīng)用有利于增強(qiáng)游戲的文化傳播功能，更好地弘揚(yáng)中國(guó)優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化。

1. 三維建模技術(shù)發(fā)展歷程

我國(guó)的三維建模技術(shù)是隨著地址繪測(cè)、機(jī)械工程與零件設(shè)計(jì)等學(xué)科的實(shí)際應(yīng)用發(fā)展起來(lái)的，因此，我國(guó)的三維建模技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)較晚，大約出現(xiàn)了上世紀(jì)六十年代。三維建模技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)成像技術(shù)的發(fā)展，三維建模技術(shù)自出現(xiàn)開(kāi)始經(jīng)歷了產(chǎn)生發(fā)展與成熟三個(gè)階段，這才有了目前現(xiàn)金的三維建模技術(shù)。

第一，產(chǎn)生階段（1960s～1980s）。三維建模技術(shù)最初的技術(shù)原理是以線(xiàn)框?yàn)榧夹g(shù)支持的，之所以叫線(xiàn)框是因?yàn)榫€(xiàn)框是由點(diǎn)線(xiàn)構(gòu)成的，因此，三維建模技術(shù)最開(kāi)始的三維圖形是由點(diǎn)線(xiàn)構(gòu)成的，在圖形構(gòu)建與直觀性上都略有不足，制作出來(lái)的三維動(dòng)畫(huà)也比較粗糙，畫(huà)面并不精美，很難吸引用戶(hù)的使用興趣，游戲畫(huà)面的觀賞度較差。但隨著線(xiàn)框技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，三維建模漸漸出現(xiàn)了面的概念，面在三維動(dòng)畫(huà)中的應(yīng)用直接推動(dòng)了現(xiàn)代建模技術(shù)的前進(jìn)，是建模技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了下一階段。

第二，發(fā)展階段（1980s～1990s）。三維建模技術(shù)發(fā)展的另一重要標(biāo)志便是實(shí)體模型的出現(xiàn)，實(shí)體模型的出現(xiàn)增強(qiáng)了三維成像的真實(shí)性與立體性，使得三維成像的應(yīng)用范圍更廣，能夠通過(guò)實(shí)體模型的建立為實(shí)驗(yàn)提供更為準(zhǔn)確更貼近實(shí)際生活的數(shù)據(jù)支持。

第三，成熟階段（1990s——）。三維建模技術(shù)進(jìn)入成熟階段，得以低成本地大范圍應(yīng)用的標(biāo)志便是特征參數(shù)的出現(xiàn)。特征參數(shù)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了三維建模技術(shù)的自動(dòng)化進(jìn)程，使得技術(shù)人員可以方便地利用現(xiàn)成模板進(jìn)行三維動(dòng)畫(huà)與成像設(shè)計(jì)，大大提高了三維建模的效率，并且三維建模的特征參數(shù)是經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得出三維建模關(guān)鍵點(diǎn)的平均值，因此，特征參數(shù)的值具有普遍性與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，技術(shù)人員只需要根據(jù)需要，輸入變量，便可以得到相應(yīng)的立體圖像，再對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整便可以得到最終結(jié)果。

2. 三維建模技術(shù)應(yīng)用存在的不足

2.1 巨大的人力與資金耗費(fèi)

雖然三維建模技術(shù)在游戲三維動(dòng)畫(huà)的建立中具有重要作用，但三維建模技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用仍然存在著許多不足，比如三維建模的時(shí)間與資金花費(fèi)十分高昂。游戲建模是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，游戲中一個(gè)人物角色的創(chuàng)建從二維到三維的渲染都需要技術(shù)人員花費(fèi)長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月的時(shí)間。游戲人物的一個(gè)微小動(dòng)作修改都涉及到眾多關(guān)鍵幀的調(diào)整與渲染，因此，一個(gè)角色人物從人物設(shè)計(jì)到動(dòng)作設(shè)計(jì)都是極費(fèi)心力的事情，并且由于游戲制作對(duì)設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)性要求極好高，其游戲建模耗時(shí)周期長(zhǎng)，因此，游戲建模資金的投入也是巨大的，巨大的時(shí)間與資金耗費(fèi)成了限制游戲建模發(fā)展的現(xiàn)實(shí)因素。

2.2 硬件要求高

游戲建模的過(guò)程十分復(fù)雜，光是一個(gè)動(dòng)作就涉及到十個(gè)以上關(guān)鍵幀的制作，如果對(duì)畫(huà)質(zhì)與分辨率有更好的要求，則需要對(duì)更多的關(guān)鍵幀進(jìn)行制作，因此，游戲建模所需要的存儲(chǔ)空間巨大，只有專(zhuān)門(mén)用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的專(zhuān)門(mén)設(shè)備才能對(duì)建模數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。并且為了防止建模過(guò)程中出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，建模使用的電子設(shè)備配置需要較高，才能保證三維建模工作的流暢進(jìn)行。因此，設(shè)備以及儲(chǔ)存條件的限制也是制約三維建模技術(shù)在游戲中應(yīng)用的重要因素之一。電腦的顯卡、芯片與系統(tǒng)兼容性的好壞都決定著三維建模技術(shù)在游戲建模中的應(yīng)用與最終效果。

3. 三維建模技術(shù)在三維游戲中的應(yīng)用

3.1 場(chǎng)景建模

場(chǎng)景作為游戲中重要的環(huán)境渲染組成部分，其設(shè)計(jì)風(fēng)格直接反映了游戲想給玩家?guī)?lái)的情緒體驗(yàn)，也反映了游戲的類(lèi)型。因此，游戲場(chǎng)景的搭建對(duì)于玩家的體驗(yàn)來(lái)說(shuō)具有十分重要的作用。場(chǎng)景空間的搭建應(yīng)當(dāng)對(duì)場(chǎng)景微小結(jié)構(gòu)的渲染應(yīng)當(dāng)注重細(xì)節(jié)，但又不可因過(guò)分注重細(xì)節(jié)，而造成過(guò)大的儲(chǔ)存空間，因此，應(yīng)對(duì)場(chǎng)景布置在整個(gè)游戲中占用的儲(chǔ)存空間進(jìn)行合理分配，避免因內(nèi)存加載過(guò)大造成游戲畫(huà)面掉幀。除此之外，在場(chǎng)景建模中，如果是對(duì)大自然的自然現(xiàn)象如云、霧、雨等進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，可以采用粒子建模系統(tǒng)，以進(jìn)行更自然的建模設(shè)計(jì)，使場(chǎng)景氛圍更貼合現(xiàn)實(shí)生活。對(duì)于普通建筑物的建模，就可以采用簡(jiǎn)單的物理模型。

3.2 后期渲染

后期渲染通過(guò)光線(xiàn)與陰影的調(diào)整使建模主體更加立體與真實(shí)。我們知道，人肉眼對(duì)立體圖形的判斷主要是通過(guò)其明暗關(guān)系的對(duì)比得來(lái)的。因此，在建模完成之后，我們還需要對(duì)建模主體進(jìn)行明暗關(guān)系的調(diào)整，并調(diào)整其透視結(jié)構(gòu)，使建模主體從多角度的觀察上都符合現(xiàn)實(shí)物體的透視情況。因此，后期渲染的重點(diǎn)便是物體全方位的光線(xiàn)調(diào)整，目前，市場(chǎng)上主流的后期渲染軟件主要提供了4個(gè)方位的攝像機(jī)用以對(duì)建模對(duì)象進(jìn)行空間方位的調(diào)整，以便很好地對(duì)其空間透視結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

3.3 角色建模與動(dòng)作

角色形象與動(dòng)作的建模是游戲人物構(gòu)造的核心，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的觀察，人對(duì)正常人的五官特點(diǎn)、身材比例和動(dòng)作行為等都有了較為深入詳細(xì)的理解，因此，一旦角色外貌與動(dòng)作與現(xiàn)實(shí)人物稍有偏差，玩家都會(huì)在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，影響到玩家的游戲體驗(yàn)。因此，為使游戲角色的形象更逼真，設(shè)計(jì)師需要對(duì)人體結(jié)構(gòu)與骨骼分布有詳細(xì)的了解，并對(duì)人體的五官特征與肌肉分布了熟于心，創(chuàng)造出玩家喜愛(ài)的角色。除此之外，在對(duì)游戲角色的動(dòng)作進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可以合理借助先進(jìn)技術(shù)，比如，自動(dòng)化動(dòng)作捕捉技術(shù)在三維游戲角色動(dòng)作設(shè)計(jì)中的使用。用此方法進(jìn)行動(dòng)作建模大大避免了手動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)作關(guān)鍵幀可能造成的誤差，大大提高了動(dòng)作合成的質(zhì)量，減少了技術(shù)人員進(jìn)行關(guān)鍵幀編輯的時(shí)間耗費(fèi)。但是，值得注意的是自動(dòng)化捕捉技術(shù)一般適用于重復(fù)性高，動(dòng)作建模困難的游戲動(dòng)作，而不是適用于動(dòng)作簡(jiǎn)單，使用頻率低的游戲動(dòng)作。

4. 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前三維建模技術(shù)在三維游戲建模中的應(yīng)用還存在于著人力與資金耗費(fèi)巨大、相關(guān)設(shè)備的硬件要求不達(dá)標(biāo)等不足，因此，有必要及時(shí)地對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行解決，以便更好地加強(qiáng)三維建模技術(shù)在三維游戲建模中的應(yīng)用，改善場(chǎng)景建模、后期渲染、角色建模與角色動(dòng)作等三維游戲建模流程，提升三維游戲建模的質(zhì)量，促進(jìn)游戲建模行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。

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