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ZBrush雕塑艺术:合理拓扑结构的完美展现

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图5.1.7所示,眼睛与嘴部的环形布线正是根据口轮匝肌与眼轮匝肌的环形结构进行构建的,咬肌位置的布线也符合肌肉的生长和运动方向。如图5.1.7所示,眼轮匝肌与口轮匝肌的环形布线相交的位置会出现一个五星,我们将这个五星放置在运动幅度不大的颧骨位置是比较合适的。图5.1.11人体的每块肌肉都有自己的生长与运动方向,拓扑时沿着肌肉自身的方向构建网格,同时将肌肉的轮廓进行界定,这样可以更准确地拓扑出肌肉的形体。

ZBrush雕塑艺术:合理拓扑结构的完美展现

1.面数要求

在不同的应用领域,对模型的面数要求也有很大的不同,这与模型的显示方式有很大关系,如三维游戏,虚拟现实等领域所采用的是实时渲染的方式。因此,硬件性能就对模型的面数进行限制,随着硬件性能的提高,在游戏中使用的角色模型面数从几千面到现在的次世代游戏中可以承载上万面数的角色模型,配合法线贴图技术,我们仍然可以在只有几千面的模型上看到上百万面才能表现出来的细节,然而当我们观察模型的外轮廓时,就会发现低模在表现形体方面的不足了。

在影视动画领域,模型采用线下渲染的方式,且影视动画对模型的细节要求比游戏要高,模型数量可以达到几十万甚至几百万,这主要受到动画风格、计算机的渲染能力以及制作时间等多种因素的影响。

因此,在拓扑时对面数的控制主要取决于拓扑后低模的应用情况,如果只是为了得到一个合理的拓扑结构,然后在ZBrush中继续深入,那么对模型的面数就没有严格的要求了。

2.动画要求

对于游戏与动画中使用的角色模型,需要使用骨骼系统进行绑定并调整动作与表情,在进行拓扑时,首先要满足调整动作的要求。模型布线对动作的调节有很大影响,如图5.1.6所示,左侧所示的腿部膝盖处环形布线相对较少,在进行弯曲时,没有足够的面数保持膝盖处的形体,因此发生了很严重的拉伸。右侧由于在膝盖处增加了较多的环形布线,膝盖弯曲时保持了膝盖原有的形状。因此,在身体动作幅度比较大的位置,如关节处,要增加网格布线的密度,特别是增加环形布线的密度,避免调整动作时发生形体的拉伸。

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图5.1.6

角色面部复杂的肌肉使我们可以做出各种各样的表情,每一种表情都是面部多块肌肉共同作用后的结果,动画中常用的方法是对面部各个区域进行蒙皮,通过蒙皮范围控制面部每块区域,模拟出主要肌肉的运动。网格的布线方式会对变形结果产生直接的影响,首先面部的布线应与面部主要的肌肉方向一致,如眼轮匝肌、口轮匝肌、咬肌等的方向。在我们希望出现皱纹的位置,可以创建专门产生皱纹的边线。如图5.1.7所示,眼睛与嘴部的环形布线正是根据口轮匝肌与眼轮匝肌的环形结构进行构建的,咬肌位置的布线也符合肌肉的生长和运动方向。

五星的位置对面部表情的调节也会有很大的影响,五星的拓扑结构会分散力的传导,通常网格的运动会在五星处停止。在进行拓扑时,如五星无法避免,则应将五星放置在相对静止的位置。如图5.1.7所示,眼轮匝肌与口轮匝肌的环形布线相交的位置会出现一个五星,我们将这个五星放置在运动幅度不大的颧骨位置是比较合适的。

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图5.1.7

3.UV拆分

在为模型绘制贴图之前,首先需要为模型拆分UV。拆分UV的过程实际上就是沿模型的一条或多条边线进行剪开并展平的过程,UV边线的依据就是模型表面的网格拓扑。UV的边线要出现在合适的位置,并且要保持边线的连贯性,避免在UV边线处出现不规则锯齿,这样才方便我们后期贴图的绘制以及接缝的处理。因此,在多边形建模与拓扑时,要预先规划好UV边线的位置,并在此处创建用于拆分UV的专用边线。

如图5.1.8所示,腿部模型中高亮显示的边线,是我们将要进行拆分的UV边线。在建模或拓扑时保持此处布线的方向与连贯性,在后期进行UV拆分时将更加方便。

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图5.1.8

如图5.1.9所示,头部模型UV沿着中轴线进行拆分。虽然对于数字雕刻来说模型的对称轴已经不再像游戏建模那样重要,但是在拓扑时尽量保证在头部的中轴线处有一条连贯的边线,对于拆分UV来说是很方便的。

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图5.1.9

4.准确表现形体

使用多边形建模是一个形体从无到有的过程,对形体的表现始终是建模的首要任务。而对现有的高模进行拓扑也是再现其形体的过程。假如我们拓扑后的低模不会再进行细分雕刻的话,那更要在拓扑的时候将形体准确地表现出来。如果没有形体,那么拓扑也就失去了意义。(www.xing528.com)

首先拓扑后的模型要准确表现形体的外轮廓,不管从哪个方向看,都要符合形体应该具有的外形,检查模型外轮廓比较方便的方法就是赋予模型一个纯白色的高亮材质,然后使用黑色的背景进行查看。如图5.1.10所示,通过这种剪影式的观察方法,可以很方便地检查模型的外轮廓。

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图5.1.10

拓扑结构要准确表现模型中的高点与低点,在进行拓扑时,我们在高模表面创建的每一个点,都会依附在此处高模的表面,在点与点之间会以直线进行连接,如果两点之间还存在更多的模型细节,也会被直线所取代。同时,高点与低点并不是真正的点,实际上是一个具有面积的区域,在拓扑时不能只用一个点来定义此处的形体。如图5.1.11所示,如果我们如左侧这样创建布线,那么模型凹陷处的形体就不存在了,而中间图与右侧图所示的布线方法,则准确地反映了模型表面的高低起伏,而中间图中仅使用了一条线来表现凹陷的形体,就会使其缺乏体量,如图5.1.11右侧所示,在凹槽处使用两条边线进行表现,效果就比较理想了。

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图5.1.11

人体的每块肌肉都有自己的生长与运动方向,拓扑时沿着肌肉自身的方向构建网格,同时将肌肉的轮廓进行界定,这样可以更准确地拓扑出肌肉的形体。如图5.1.12所示,通过布线可以很明显地看到肌肉的形状。

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图5.1.12

5.有利于细分雕刻

前面提到,在ZBrush中进行拓扑的另一个目的就是为了能够在拓扑后的模型基础上增加细分级别,然后进行细节还原或者做更深入的雕刻。之所以要这么做原因之一就是避免因为增加过多的细分级别而造成资源的浪费。因此,拓扑时在结构复杂的位置要增加网格的密度,在结构相对缓和的位置要减少网格的密度,如图5.1.13所示,人物的手部、五官、脚部都是结构相对复杂的位置,而胸部、大腿等位置是结构相对缓和的位置,在边线显示状态下可以很明显地看到网格的疏密区别。

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图5.1.13

6.保持四边形网格

在进行多边形建模或者拓扑时,要尽量使用四边形进行构建,三角形可以出现在不重要的地方,而五边形或其他n边形是绝对不应该出现的。

在ZBrush或其他三维软件中创建一个参数化模型,它具有四边形的拓扑结构,在ZBrush中使用Z球建模或者DynaMesh操作后生成的模型会形成四边形的拓扑结构。ZBrush中的Z球拓扑与3ds Max中石墨建模工具中的拓扑功能也是基于创建四边形而进行的。

在图5.1.2中,可以看到当我们为不同边数的面增加细分时,只有四边面依然保持了自身的拓扑结构,而其他三角面或五边面都改变了自身的结构,在面的内部变成四边面的拓扑结构。这说明四边形的结构在拓扑中是最稳定的,无论怎样细分都不会破坏整体的拓扑走向。

四边形的拓扑结构更容易形成环形布线,在编辑模型时更容易对元素进行选择,同时在进行动作调节时也更容易进行蒙皮的设置。

四边形的拓扑结构方向统一,连贯性强,在使用笔刷进行雕刻时得到的笔触更加平滑,特别是在进行局部细节雕刻时,如果出现四边以上的面,那么无论怎样细分,焦点处都会形成密集网格,当在这表面进行雕刻时就会出现网格的拉伸。

四边形的排列方式也分为几种:最常用的就是四个四边形构成的田字型结构,适合于拓扑平坦的区域;三个四边形构成品字形关系,并在中间形成一个三星点,适合于拓扑形成角落的形体;五个四边形形成分支的关系,并在中间形成一个五星点,适合于拓扑分支的形态区域。

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