基于Unity3D的北魏服饰数字化建模

康耀龙 张景安 冯丽露

摘  要： 阐述了如何利用3ds Max和Photoshop对北魏时期的服饰进行设计与三维重建。通过对大同市博物馆的调查以及对有关北魏时期文献的查阅，全面了解和学习北魏时期的服饰文化，并设计出服饰的基本造型。利用3ds Max，采用多边形建模的方法，制作服饰的数字化模型，对模型进行uv展开，再利用Photoshop为建好的模型绘制贴图，包括对服饰色彩、花纹和质感的绘制，最终实现对北魏服饰数字化模型的建立。对北魏时期的服饰进行数字化重建有利于我国历史文物的数字化保护，对传承和弘扬我国灿烂的文化遗产起着重要的作用。

关键词： 3ds Max;北魏服饰;三维建模

中图分类号： TP391.41    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.08.006

本文著录格式：康耀龙，张景安，冯丽露，等. 基于Unity3D的北魏服饰数字化建模[J]. 软件，2019，40（8）：2328

【Abstract】： This article focuses on how to use 3ds Max and Photoshop to design and reconstruct the dress in the Northern Wei dynasty. Through the visit of Datong museum and the reference of literature about Northern Wei dynasty， we can learn about the dress culture of Northern Wei dynasty， and design the basic modeling of dress. Using 3ds Max software and polygon modeling method， make the dress model， uv expansion is carried out on the built model， Photoshop is used to draw maps for the built model， including the painting of the dress color， pattern and texture. Digital reconstruction of the dress in Northern Wei dynasty is conducive to the digital protection of historical relics in China， and also plays an important role in inheriting and carrying forward China's splendid cultural heritage.

【Key words】： 3ds Max; Dress in the Northern Wei Dynasty; Three-dimensional modeling

0  引言

服饰文化作为历史记忆的独特载体，不仅是物质文明的结晶，还蕴含着整个时代的风俗习惯、宗教观念、文化礼仪等[1]。北魏作为少数民族建立的朝代，其服饰具有鲜明的特点和丰富的文化内涵，它的时代背景是值得我们探索的方向，蕴涵的文化特点是值得我们研究的内容。对北魏时期服饰的数字化建模有助于提高北魏文化的大众普及度，为北魏文化的传播增加了更广泛的途径。

1  主要开发技术

1.1  3ds Max

3ds Max是目前市场上使用最广泛、最流行的一款三维建模软件。除了3ds Max以外，还有AutodeskPC的Maya和Softimage等建模软件，但是它们比3ds Max更加复杂，不易掌握。本设计使用的是3ds Max2014。新增的主要功能如下：

Particle Flow粒子流的增强：MassFX粒子、高级數据操控和缓存特性这三项功能的加入，极大地增强了PF粒子系统的功能和灵活性，这一版本相比之前的版本，更有利于制作复杂、真实和能够自定义的物理模拟[2]。

Perspective Match（透视匹配）：新的透视匹配功能，可以使艺术家交互式地在一个场景中，根据带透视感的照片或者艺术背景来匹配相机。使用该工具，作者可以轻松地将一个CG元素放置到一  张静止的照片背景中，使其完美地适配打印和后期合成。

Custom Menu Icons（自定义菜单图标）：可以为菜单动作选择一个自定义图标。该图标可在Customize User Interface[自定义用户界面]面板中找到。

Search 3ds Max Commands（搜索3ds Max命令）：使用该功能，可以通过名称查询3ds Max中的命令解释，当使用者输入一个字符，对话框会显示一个列表，列出了包含该字符的，并且与当前场景状态有关的命令，从其中选择一个命令，该命令的帮助对话框就会自动出现了。

1.2  Photoshop

Photoshop具有强大的图片处理功能，可以用来处理以像素为单位的图像。它有很多的编辑、修改以及绘图工具，可以让使用者快速地进行图片编辑修改的工作。Photoshop集图像编修、图形制作、文字设计、图像输入与输出于一体，非常受广大平面设计者、图像编辑者的喜爱。Photoshop很适用于场景的搭建，通过颜色的填充制作出精良的场景，同时，场景可以保存成多种格式，保真度较高，对于制作贴图可整个psd文档直接导入[3]。

2  北魏服饰三维建模的设计

2.1  北魏服饰数字化展示现状

在山西省大同市博物馆的北魏平城展馆中，陈列了许多关于北魏时期的展品，第二展厅中北魏时期服饰变化的讲解视频对北魏时期的主要服饰进行了展示，主要包括民间男子所穿的缚裤，君臣官员所穿的朝服、皇室贵妃所穿的杂裾垂髯服、舞蹈服以及最能代表男性特征的裲裆铠和最能代表女性特征的舞襟，如图1所示。目前，大同市博物馆内展示的北魏服饰均为二维图片式，并没有三维模型展示。

2.2  北魏服饰造型设计思想

北魏是中国历史上第一个占领中原地区的少数民族政权，其服饰具有鲜明的民族特点，颜色鲜艳靓丽，主要以红、绿、黄、黑为主，深浅不一，用色活泼，搭配多样。与此同时，北魏服装多以花纹装饰在服饰之上，丰富多彩，俏丽大方。在服饰上以“纤髾”做装饰。衣服下摆下窄上宽，呈三角形状的装饰物就叫做“纤”。所谓“髾”，指的是从围裳中伸出来的飘带，飘带很长，走起路来，就像一只燕子在飞舞[4]。

根据文献及图像资料显示，间色裙作为北魏时期比较具有代表的女性服饰之一，其常见的色彩搭配有红绿、红黄和红蓝等，布条较为宽大，以双色为主。圭衣色彩鲜艳，服饰设计中常将其设计为橘色，鲜艳活泼，符合有民族特色，同时也体现出贵族妇女的华丽。上衣袖口与领口处有黑底暗绿色忍冬纹作为装饰，忍冬纹在当时较为流行，形式多样，包含吉祥之意。舞襟采取了大同市博物馆关于北魏时期服饰讲解视频中的配色，以蓝绿色为主，清新淡雅，尽显女性婉约含蓄之美。腰间的长带以莲花纹点缀，莲花纹也是北魏时期较为流行的一种图案，以莲花瓣为原型加以组合和变化，饱满圆润、简单大方，有祥和之意[5-6]。

男子裲裆铠是最能体现男性特征的一种北魏服饰，除铠甲本身呈金属色外，在其周围有一圈绿色的皮革质品，颜色鲜艳，具有鲜明的民族特色，前后两块铠甲由棕色腰带束之。君臣官员所穿的朝服以黑色为主，端庄严肃。上衣为深灰色底黑色花纹，袖口和衣领以棕色忍冬纹装饰，下身为红色搭配棕色花纹，体现出君臣官员服饰的华丽[7～9]。

3  北魏服饰三维建模的实现

实现北魏服饰的三维建模主要分为三个步骤，即在3ds Max软件中创建服饰模型，然后将创建好的三维模型uv展开为二维平面图形，最后将展开好的图形导入Photoshop软件中进行贴图的绘制[10～12]。

3.1  人体建模

服饰的建模要以人体模型为基础。人体模型在建立时主要分为两个部分，即头部与躯干。建立头部时，采用先创建一个边数较少的球体，根据人体骨骼结构，通过移动点、线、面的方式，使其呈现出人体头部的大致轮廓，如图2所示。然后采用“推、拉”工具，在球体上雕刻出五官的大致位置与形状，使其能够被更精准的雕刻。结合对模型上点、线、面的调整使其呈现出人体头部的造型，如图3所示。

制作躯干与制作头部道理相同，根据人体骨骼结构分别在顶视图、前视图、左视图中调整模型，使其呈现出人体的大致轮廓。通过“推、拉”、“松弛”、“移动”等工具调整模型的细节，完成人体躯干的创建，如图4所示。

3.2  服饰建模

女性服饰以舞襟为例，创建上衣时，首先要选取人体模型中胸部的面，复制后为其添加“壳”修改器使其具有一定的厚度，然后将它转换为“可编辑多边形”，删去内层和侧面的面，这样复制出的面就与人体具有一定的距离，不能紧贴于人体表面，如图5所示。接着通过“移动”、“塌陷”等方法调整出衣服的大致轮廓，并通过复制线的方式创建出衣服的袖子，如图6所示。采用同样的复制面的方法创建袖口和领子。创建裙子时，首先在视图中创建一个圆柱体并将其转换为“可编辑多边形”，删去顶面和底面，将其作为裙子的基础，通过“移动”、“缩放”等方式，根据人体曲线走势调整出裙子的大致模型，其它部分模型的创建可以以其为基础进行变换，过程与上述相似，如圖7所示。

男性服饰以裲裆铠为例，建立铠甲时，首先选取男性人体模型胸部的面片，将其复制后调整点、线的位置，要注意铠甲是金属制品，不能过分贴近身体，要体现一定的硬度，控制好铠甲与身体弧度的关系，调整好形状后为其添加“壳”修改器。然后将制作好的铠甲移动到合适的位置。裤子的建立以男子鲜卑服为基础，选中裤腿靠下方的点，使用“缩放”工具调整它们的位置使其呈现宽口形状，如图8所示。最后，对创建好的模型进行“组平滑”，使其看起来更光滑真实，提高视觉效果。

3.3  北魏服饰三维模型uv展开

在3ds Max中对建好的模型进行uv展开，即将三维模型转换为二维平面图形，以便于绘制贴图。以舞襟为例，选择上衣，将其转换为可编辑多边形，孤立后，为其添加“uv展开”修改器，然后选择“打开uv编辑器”，在uv编辑器窗口中可以看到软件已经将三维模型转换为二维平面，但是非常混乱，如图9所示。这时需要通过“点对点接缝”，它的作用相当于与一把剪刀，所以只需要连接希望模型断开的接缝上的点，如图10所示。在uv编辑器窗口中选择“重置剥”，就可以看到衣服模型被分为前后两片平面，然后对展开的图形进行“松弛”，保存为tga格式，如图11所示。

3.4  北魏服饰三维模型贴图

在Photoshop中对已经展开的图形进行绘制，包括衣服的褶皱，材质等以达到逼真的效果[13-14]。以舞襟为例，在绘制贴图时，首先将展开好的tga格式的图片在Photoshop中打开，解锁图层后使用“色彩范围”工具将图片中的黑色背景删除，只保留图片的网格。接着新建一个图层并填充灰色，将其放在网格图层的下方，然后选择网格图层，使用“魔棒”工具选择灰色部分，再进行反选，修改选区范围，即扩展5个像素值，再次反选，新建一个图层，在该图层的选区部分填充黑色。然后就可以根据设计好的色彩和花纹绘制贴图了。绘制完成后，将已经准备好的布料纹理图叠加在上方，调整混合模式，选择合适的效果，如图12所示。在绘制过程中要始终保持黑色图层在所有图层上方。

填充最顶层的黑色图层时，要将选区扩展5个像素值，否则将绘制好的贴图赋予模型后会发现在接缝处会出现没有颜色的缝隙，在绘制贴图的过程中要参考网格图层，它可以帮助找到准确的位置，避免绘制的贴图与模型错位。如图13所示。

3.5  北魏服饰三维模型效果

三维模型的建立应当尽量达到逼真、美观的视觉效果，在实现过程中，绘制贴图是满足这一目标的关键一步，即所谓三分建模七分贴图。因此，将绘制好的贴图赋予指定模型后，通过调节其大小、位置等参数，使其达到最好的效果之后，北魏服饰三维模型才能最终完成，如图14所示。

4  北魏服饰数字化的意义

少数民族鲜卑族所建立的北魏，在其服饰文化方面有独特的风格，鲜卑服又叫鲜卑胡服。通过对北魏服饰文化遗产的数字化保护与修复，完整再现鲜卑胡服的历史风貌，使其成为传承中华文脉，弘扬和保护历史文化的典范。服饰文化是历史记忆的独特载体，所以对北魏时期的服饰进行数字化重建是对北魏文化传播的重要一步。

（1）有利于北魏服饰的恢复与保护。无论多么精美耐用的服饰都难以抵挡风化与腐蚀。目前我们只能通过现存的壁画和少量的文物来了解北魏时期的服饰文化，传统的方式不能达到保护与展示并存的效果，对北魏服饰的数字化建模，有利于对北魏服饰进行科学地再现和长久地保护。

（2）丰富北魏服饰文化的传播方式。传统对北魏文化的传播多以书本、图片介绍为主，视频、图像为辅，少量的图像资料也多为二维平面展示。北魏服饰的数字化三维建模丰富了北魏服饰文化的传播方式，三维立体全方位的展示效果可以更加生动有趣的吸引现代人去了解北魏，去探索北魏文化。

（3）提高北魏文化的大众普及度。对北魏服饰进行三维数字化重建使大众可以突破时间与空间的限制，利用网络技术实现对北魏服饰的近距离、多角度、全方位观赏和学习，使文化遗产真正受益于大众。网络传播的迅速与快捷有利于让更多人了解、学习和传承北魏时期的灿烂文化。

5  结束语

通过对有关北魏时期资料的查阅与收集，从女子服饰造型、男子服饰造型和服饰色彩与花纹三个方面对北魏时期最具代表性的服饰进行设计和还原，利用3ds Max軟件对设计好的服饰进行三维建模，达到逼真效果，再现北魏时期的服饰文化。对北魏服饰科学地数字化恢复与展示，弥补了传统文物保护方式的不足。通过网络的传播与弘扬，促使更多的人投入到历史文化的学习与研究中，从而促进大众文化水平发展。

参考文献

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