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数字人C4D建模课堂之二十三:多边形建模研究(1)  

2014-12-05 22:45:27|  分类: 多边形建模课堂 |  标签: |举报 |字号 订阅

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数字人C4D建模课堂之二十四:多边形建模研究(1) - 数字人 - 数字人空间
 

一、什么是多边形建模:

【网上资料】
就是Polygon建模,翻译成中文是多边形建模,是目前三维软件两大流行建模方法之一,(另一个是曲面建模,)用这种方法创建的物体表面由直线组成。在建筑方面、游戏角色模型方面用的多,例如室内设计,环境艺术设计、游戏等。

1简介编辑

Polygon建模是一种常见的建模方式。首先使一个对象转化为可编辑的多边形对象,然后通过对该多边
Polygon建模[1]
形对象的各种子对像进行编辑和修改来实现建模过程。对于可编辑多边形对象,它包含了Vertex(节点)、Edge(边界)、 Border(边界环)、 Polygon(多边形面)、 Element(元素)5种子对象模式,与可编辑网格相比,可编辑多边形显示了更大的优越性,即多边形对象的面不只可以是三角形面和四边形面,而且可以是具有任何多个节点的多边形面。
多边形(Polygon)建模从早期主要用于游戏,到现在被广泛应用(包括电影),多边形建模已经成为先在CG行业中与NURBS并驾齐驱的建模方式。
多边形从技术角度来讲比较容易掌握,在创建复杂表面时,细节部分可以任意加线,在结构穿插关系很复杂的模型中就能体现出它的优势。缺点:它不如NURBS有固定的UV,在贴图工作中需要对UV进行手动编辑,防止重叠、拉伸纹理,模拟曲面需要大量的四边面,文件比NURBS建模大。

2Polygon的概念编辑

1. 多边形就是由多条边围成的一个闭合的路径形成的一个面。(说白了,就是由点、线、面构成的一个壳)
2. 顶点Vertex:线段的端点,构成多边形的最基本元素。
3. 边Edge: 就是一条连接两个多边形顶点的直线段。
4. 面Face: 就是由多边形的边所围成的一个面。 Maya允许由三条以上的边构成一个多边形面。(三角面是所有建模的基础。在渲染前每种几何表面都被转化为三角形面,这个过程称为镶嵌)一般原则,尽量使用三边或四边面。
5. 法线Normal:表示面的方向。法线朝外的是正面,反之是背面。顶点也有法线,均匀和打散顶点法线可以控制多边形的平滑外观。


二、C4D的多边形建模
     C4D是一个以多边形建模为主的3D制作工具,就是说它没有真正的曲面,它制作的曲面模型,完全是由四边面或三角面组成的。(有时你看不到四边面或三角面显示的时候,它一定是N-GON多边面显示模式)而且越平滑的曲面,三边、四边面就越多。通过下面的实例说明:
1、实例:C4D曲面构成。下图为3个四边面构成的曲面
数字人C4D建模课堂之二十四:曲面建模研究(1) - 数字人 - 数字人空间
下图为8个四边面构成的曲面
数字人C4D建模课堂之二十四:曲面建模研究(1) - 数字人 - 数字人空间
 下图为63个四边面构成的曲面
数字人C4D建模课堂之二十四:曲面建模研究(1) - 数字人 - 数字人空间
 

C4D多边形建模,对于硬边模型,制作非常容易。

 但对于有很多由曲面构成的模型,比较麻烦,首先用基本多边形进行编辑,初步制作大致的曲面形体,然后用“平滑细分”去处理模型曲面部分,最后用切刀去K边,使模型交接处锐利平滑。发在的曲面还涉及布线和如何K边。通过以下实例说明这个过程:


2、实例:制作带平滑过渡边的模型
a、目标:把下面的硬边模型,使其中黄色部分制作成为曲面,其它部分保持不变。
数字人C4D建模课堂之二十四:多边形建模研究(1) - 数字人 - 数字人空间
 为硬边模型添加细分曲面
数字人C4D建模课堂之二十四:多边形建模研究(1) - 数字人 - 数字人空间
 下图,加入细分之后,发现在“平滑细分“作用下,所有的面都向里平滑收缩。
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 按K,选择切刀,设置如下,循环模式。
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 在模型左侧离左边非常近的地方,切一刀,告诉“平滑细分”,我要限制这个边的平滑弯曲,不让它收缩太大。(平滑收缩范围由切刀线和边线的距离决定,距离大,越平滑,距离小,越尖锐)
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切右边
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切下边  
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切后边(外形有点象打印机,哈)
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 通过调整“平滑细分”,可以控制细分面多少。平滑细分编辑器细分为0时,等于没有添加效果。
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 平滑细分编辑器细分为1时
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平滑细分编辑器细分为2时
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 平滑细分编辑器细分为4时。
数字人C4D建模课堂之二十四:多边形建模研究(1) - 数字人 - 数字人空间
 
由上可见,细分越多,曲面越平滑,组成的四边面越多。(这也许是多边形的一个缺点吧)

b、目标:把两白线变成硬边。
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方法一:改变权重。选择黄色亮条边,按 "." +鼠标左键往右拖。
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 这两条边被改变权重(参看以前的权重一文)
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 方法二:用切刀切如下:
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 打开细分,显示如下:
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三、C4D的NURBS建模方式
在MAYA,3DMAX建模中,不但有多边形建模方式,还有NURBS曲面建模方式,通过旋转、放样,曲线编辑生成曲面等等。这种方式对于由曲面构成的模型非常有优势,制作时,既可保证曲面平滑,又可以保证模型交接处的锐利,因为MAYA的NURBS能制作出“真正”的曲面。MAYA,3DMAX还可以通过软件相关命令把曲面模型转化为多边形模型。(NURBS--TO --POLYGON)
而C4D也有旋转、放样、挤压、曲线编辑等方式,但C4D采用NURBS编辑方式,生成的不是“真正”的曲面,仍然是由四边面构成的“伪”曲面,曲面是否圆滑,由“细分”决定(包含多少三角面和四边面)。
通过下边实例说明:
1、用贝兹曲线建立如下:(白色为1点,蓝色为末点,最后一个点设X=0,为了旋转)
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2、 为样条曲线添加一个NURBS方式的旋转命令
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 3、得到如下模型,这个模型是“真正”的曲面吗?
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4、按N~B 光影线条显示模式,这个“曲面”是由很多四边面构成的。
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5、可以控制该模型的组成面数,点击“旋转” ,细分数为7
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细分数为18
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 细分数为80
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6、再点击“样条”,点差值方式改为“自然”,数量为0。  
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数量为1。  
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数量为5。  
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 数量为39。  
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下面这个模型“曲面" 非常平滑
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可见,细分越多,四边面越多,曲面越平滑,文件也越大,也越消耗计算机资源。(有利有弊吧)

四、五角星建模
明白以上知识,下面谈谈最上边五角星的建模方式:
方法一:由基本多边形编辑开始
1、选择基础模型--圆柱,设置如下,旋转分段为10。 
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2、按C转化多边形。(基础模型:也叫标准多边形,三维软件都有一些标准的圆柱、正方体、球体等,它们是封装的模型,只能按照预留参数进行调节,不能随意控制他们的点、线、面。只有通过命令,转化可编辑多边形之后,去除封装,多边形的点、线、面才可以随意编辑,原来的封装的参数消失,过程不可逆。)
 下面,选择点模式,CTRL+A,选择全部点,右键--优化(做这一步的目的:使上下两面和周围面焊接在一起。C4D的标准物体,如圆柱,方体等转化为可编辑多边形时,上下面和周围面是分离的,利用这个点优化命令目的于此。还可以在模型上添加一个”连接“命令,效果是一样的,随你)
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3、选择边模式,隔一个选择一个边,共选择五个相邻的边。
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4、按T缩放,沿XZ收缩。
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5、选择点模式,选择上边周围的10个点(中间的不选)
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6、延Y向下移动。
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7、按T 延XZ缩放
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8、转侧视图,看清缩放角度。
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 9、选择面模式,选择下面的面。
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10、删除选择面。(因为下面的面,没有什么意义,为了节约资源而优化)
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11、可以添加一个连接,镜像平面改为XZ。
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12、形成一个立体的”五角星“。
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13、渲染发现,交接边模糊。 
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14、这是因为“平滑细分”的作用。(Smooth 这是所有多边形建模处理相邻面平滑一种的计算方式。平滑细分角度越大,边和边之间过度,就越平滑,角度越小,过度就越小)
调小平滑角度如下:
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15 、渲染显示,边和边的交接过度非常尖锐。OK
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方法二:NURBS方式:
1、建立一个标准的多边形曲线,侧边为10。
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2、按C转化可编辑的曲线。(可编辑曲线和可编辑多边形一个道理)
选择点模式,相邻选择,选择五个点。
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3、按T缩放如下:
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4、为曲线,添加“挤压”,移动为0,这样挤压为一个平面。【这是封闭曲线转化面的一种方法】
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5、生成一个N-GON多边面,平面上的浅灰色线为N-GON的分界线,不可编辑。
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6、按K,选择切刀。
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7、按照如图切割(注意N-GON分界线逐步消失,因为平面被从新划分了,也叫重新拓扑)
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  依次切割如下:
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8、选择点模式,选中中间点,延Y向上提起。
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9、渲染,边界模糊,还是“平滑细分”角度太大。
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10、点击“平滑细分图标”,降低角度。
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 11、渲染看看。OK
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通过上边的两种方式建立了五角星,初步了解C4D多边形建模的过程。
 但是,在影视和效果图中不能直接使用上述模型,这是因为上述模型的边非常尖锐,在灯光下没有高光。现实生活上也不存在这样的理想物体。比如桌子边,不是锐利的,而是有倒角的。所以必须对上述的五角星进行边处理(为什么不说“倒角”?)

1、为五角星添加一个平滑细分,五角星在“平滑细分”作用下,各边进行曲面平滑作用。
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2、转侧视图,按K,勾掉“仅选可见”,按SHIFT,水平切一刀。固定底边。
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3、用切刀对各边切边。
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4、按图依次切割
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 从上边看,都是四边形。
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切边之后,打开平滑细分。
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渲染看看,相交边有了平滑过渡。  
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最后加入材质、灯光进行渲染。【注意:在边上有高光】模型感觉很真实
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下面把没有处理的五角星放入相同的环境渲染,发现边上没有高光,感觉是几何模型,有点平面软件绘制的感觉。
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感悟:理解以上的多边形建模知识,同理,你也可以运用MAYA、3DMax多边形建模技术。它们道理一样,命令不同,即:道相同,法不同。所以,你不必花时间把所有三维软件都学,只要精通一个,明白道理之后,其他的软件,花一些时间,熟悉界面和命令,也同样制作出非常好的模型。而制作的模型好坏不在软件本身,它是工具,只在于你的艺术修养,对空间和形体把握程度。

思考:为什么不用倒角处理边呢?
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