3DSMAX修改器FFD工具在角色建模中的应用探讨

【摘要】3DSNAX中的FFD建模是重要的建模方法。FFD工具提供功能强大的模型变形修改功能，本文将探讨FFD在角色建模中的应用，丰富角色建模的方法，拓宽角色建模的思路。

【关键词】3DSNAX；FFD修改器；角色建模

一、引言

新科技的发展一直是游戏行业的重要推动力，而目前最激动人心的是VR、AR和5G。虚拟现实（VR）和增强现实（AR）已给玩家带来了巨大惊喜，Facebook已将VR和AR纳入了未来十年的发展规划之中，随着相关技术和设备的成熟，游戏世界将再次突破式发展。除此之外，5G网络的发展和普及，也将带来颠覆性的改变。到2020年，5G会在美国市场得到广泛应用；而到2025年，5G将覆盖逾10亿人口。和4G相比，5G时代的移动端网速将提高69倍，大大缩短延迟时间，使得更为丰富多彩的移动端游戏体验成为可能，而这也将成为推广VR和AR游戏的一大动力。作为游戏行业中最基础的角色模型也会随着产业的发展获得发展的机会。角色建模的优化就是一个重要的课题。角色建模又分为多边形建模（3DSNAX，MAYA）和雕刻建模（ZBrush）。本文将从3DS NAX的多边形角色建模使用FFD修改器优化进行探讨。

二、3DSNAX中FFD的定义及功能

在3DSNAX中的FFD（Free-FormDeformation）即自由变形的意思。FFD首先是由BrighamYoungUniversity的Sederberg和Parry提出来。FFD的变形操作不是直接作用于物体，而是作用于所嵌入的变形空间，如果变形空间被改变了，则嵌入其中的物体自然也随之改变。在3DSNAX中通过FFD的晶格框包围选中的几何体，调整晶格的控制点实现对几何体的形状进行改变，主要对封闭的几何体进行形状修改。

（一）FFD修改器的种类

（1）然后选择FFD2×2×2，找到控制点，就会出现控制框，通过控制控制点就可以对球进行变形。

（2）如果选择FFD3×3×3，则控制框中的控制点就会增多，在长、宽、高三个纬度。

（3）对于FFD4×4×4，也是如此，控制点越多，每个点控制的范围越小，则控制操作越精密。

FFD（长方体，可任意设置长方体晶格的长、宽、高方向的控制点数），

FFD（圆柱体，可任意设置圆柱体晶格的侧面、径向、高度三个方向的控制点数）

（二）FFD修改器的参数

控制点（晶格中的点，修改点的位置达到变形效果），晶格（控制点的区域，可以通过移动、缩放、旋转达到变形效果），设置体积（改变晶格的形状）。

三、角色建模步骤

（1）对角色进行结构分析，用长方体进行对称处理并初步布线达到角色的结构要求，调整长方体相应的点得到粗略的角色外部形态轮廓。

（2）细化头部布线，制作五官；通过增加布线及点的修改达成。

（3）细化躯干及四肢的制作；通过增加布线及点的修改达成。

（4）焊接头部和躯干，用网格平滑显示最终效果。

（5）服饰及道具的制作。

四、FFD在角色建模中的合理应用提升效率

通过角色建模步骤我们可以看出，在过程（2）（3）中，传统的方法主要是通过对点的修改来完成对角色形状的控制。由于角色模型的复杂性，这是一个非常消耗时间的过程。在这个过程中，我们如何提升角色建模的效率呢？FFD修改器的特性可以发挥重要的作用，下面将进行详细探讨。

FFD修改器是通过调整晶格的控制点来对几何体进行变形控制。控制点可以对一个区域进行变形控制，这个区域的大小可以通过控制点的多少来进行调整，从而大面积地修改形状。基于这个特性，在角色建模的过程中，我们可以改进传统角色建模的对点进行频繁操作这个非常耗时的操作。

在传统角色建模的过程中，通过逐步增加布线和调整点来完成角色模型。在这个过程中，用移动命令调整点一般进行单点操作来达到形状的要求。这种单点操作的模式在局部制作时比较有优势，可以精细地控制形状。但是对总体轮廓的控制就显得非常费时，比如头部的轮廓调整，需要逐点进行，布线越多，点的操作就越多，效率就越低。

基于FFD修改器可以大面积进行形状变形控制的特性，在角色建模中，对建模过程可以进行优化，充分发挥FFD修改的性能。以人物角色建模的头部制作为例，在对头部进行初步的布线及对称后（角色建模过程（2）），可以直接增加布线数，达到精度要求。然后不使用单点操作的方式进行形状控制，而增加一个FFD修改器进行外形修改来控制整体形状。FFD修改器的种类应该针对需要控制的几何形状进行选择，比如头部建模选择FFD（长方体）。如图1和图2所示，通过对FFD（长方体）的控制点的简单修改，就能快速完成对模型外形的调整，这与单独调整点来调整外形明显效率要高出很多。使用FFD修改器时设置的控制点的数目也有一定技巧。设置得过多，单个控制点影响的区域会变小，对局部的变形修改效果较好，但对外形轮廓的控制就不好操作。

数目设置得比较少，则单个控制点对外形轮廓控制就比较容易，但对局部控制就比较难。所以选择合适的晶格控制点对变形的操作也是很重要的环节。用FFD调整头部外形的效率更高，如果增加网格平滑命令，可以更直观地看到最终效果，这样操作的效率就更高了。使用FFD修改器时，如图1这样的晶格包围几何体的方式，在选择内部的控制点时会比较麻烦，必须切换到线框模式，FFD修改在這里提供了一个很强大且简易的操作方式，我们可以通过设置体积参数这个命令来对晶格进行移位，然后单独操作移位后的控制点同样能对原先包围过的几何体进行修改，如图3和图4所示。图4中对移动过后的晶格进行控制点的调整，原来的头部模型依然可以进行相应的变形，这为改变头部形状的操作提供了快捷的操作方法。

通过示例，我们可以清楚地了解到FFD在对角色建模的外形修改上具有快速、容易操作的优势，不仅可用于角色建模后期的脸型轮廓变化操作，而且更有意义的是，当我们有了一个已经建好的角色模型之后，通过FFD修改器，可以高效地得到一系列的不同脸型的角色模型，对于角色模型的批量加工制作，提供了一个比较简单易行的解决方法。

参考文献

[1]3dsMax2013大风暴[M].北京：人民邮电出版社，2013.

[2]3dsmax实用教程[M].北京：清华大学出版社，2004.

作者简介：王睿（1971—），男，汉族，四川遂宁人，硕士，讲师，研究方向：计算机图形图像。