三维建模技术在三维游戏中的应用

黄潇宇

【摘要】三维建模技术是指利用计算机编程以及成像技术，对二维图形进行立体渲染，从而使二维图像立体化的一种技术形式。三维建模技术的发展直接促进了三维游戏动画在我国的产生，促进了三维游戏的发展。作为三维游戏的技术基础，三维建模技术在游戏当中的应用直接决定了游戏的画质与操作体验，因此，本文对三维技术的存在的问题进行了探讨，以进一步提高三维游戏的游戏体验，提高其用户粘性与文化影响力。

【关键词】三维;建模技术 ;游戏;应用

游戏因其精美的画质与高强的互动性，成为了人们休闲娱乐的首选方式。互联网与计算机技术的飞速发展，使得游戏逐渐由单机走向联网，由平面走向立体，极大提高了用户的游戏沉浸式体验。并且游戏中社区与组队连麦沟通功能的加入，使游戏拥有了社交于娱乐的双重属性，深受年轻人的喜爱。鉴于游戏庞大的用户规模与用户年轻化的标签，游戏开始具备了文化传播与思想教导功能，因此，讨论三维建模技术在三维游戏中的应用有利于增强游戏的文化传播功能，更好地弘扬中国优秀的传统文化。

1. 三维建模技术发展历程

我国的三维建模技术是随着地址绘测、机械工程与零件设计等学科的实际应用发展起来的，因此，我国的三维建模技术出现的时间点较晚，大约出现了上世纪六十年代。三维建模技术的出现促进了现代计算机成像技术的发展，三维建模技术自出现开始经历了产生发展与成熟三个阶段，这才有了目前现金的三维建模技术。

第一，产生阶段（1960s～1980s）。三维建模技术最初的技术原理是以线框为技术支持的，之所以叫线框是因为线框是由点线构成的，因此，三维建模技术最开始的三维图形是由点线构成的，在图形构建与直观性上都略有不足，制作出来的三维动画也比较粗糙，画面并不精美，很难吸引用户的使用兴趣，游戏画面的观赏度较差。但随着线框技术的进一步发展，三维建模渐渐出现了面的概念，面在三维动画中的应用直接推动了现代建模技术的前进，是建模技术的发展进入了下一阶段。

第二，发展阶段（1980s～1990s）。三维建模技术发展的另一重要标志便是实体模型的出现，实体模型的出现增强了三维成像的真实性与立体性，使得三维成像的应用范围更广，能够通过实体模型的建立为实验提供更为准确更贴近实际生活的数据支持。

第三，成熟阶段（1990s——）。三维建模技术进入成熟阶段，得以低成本地大范围应用的标志便是特征参数的出现。特征参数的出现实现了三维建模技术的自动化进程，使得技术人员可以方便地利用现成模板进行三维动画与成像设计，大大提高了三维建模的效率，并且三维建模的特征参数是经过多次实验得出三维建模关键点的平均值，因此，特征参数的值具有普遍性与实际应用价值，技术人员只需要根据需要，输入变量，便可以得到相应的立体图像，再对细节进行调整便可以得到最终结果。

2. 三维建模技术应用存在的不足

2.1 巨大的人力与资金耗费

虽然三维建模技术在游戏三维动画的建立中具有重要作用，但三维建模技术的实际运用仍然存在着许多不足，比如三维建模的时间与资金花费十分高昂。游戏建模是一项复杂的技术，游戏中一个人物角色的创建从二维到三维的渲染都需要技术人员花费长达几个月的时间。游戏人物的一个微小动作修改都涉及到众多关键帧的调整与渲染，因此，一个角色人物从人物设计到动作设计都是极费心力的事情，并且由于游戏制作对设计人员的专业性要求极好高，其游戏建模耗时周期长，因此，游戏建模资金的投入也是巨大的，巨大的时间与资金耗费成了限制游戏建模发展的现实因素。

2.2 硬件要求高

游戏建模的过程十分复杂，光是一个动作就涉及到十个以上关键帧的制作，如果对画质与分辨率有更好的要求，则需要对更多的关键帧进行制作，因此，游戏建模所需要的存储空间巨大，只有专门用来存储数据的专门设备才能对建模数据进行存储。并且为了防止建模过程中出现卡顿的现象，建模使用的电子设备配置需要较高，才能保证三维建模工作的流畅进行。因此，设备以及儲存条件的限制也是制约三维建模技术在游戏中应用的重要因素之一。电脑的显卡、芯片与系统兼容性的好坏都决定着三维建模技术在游戏建模中的应用与最终效果。

3. 三维建模技术在三维游戏中的应用

3.1 场景建模

场景作为游戏中重要的环境渲染组成部分，其设计风格直接反映了游戏想给玩家带来的情绪体验，也反映了游戏的类型。因此，游戏场景的搭建对于玩家的体验来说具有十分重要的作用。场景空间的搭建应当对场景微小结构的渲染应当注重细节，但又不可因过分注重细节，而造成过大的储存空间，因此，应对场景布置在整个游戏中占用的储存空间进行合理分配，避免因内存加载过大造成游戏画面掉帧。除此之外，在场景建模中，如果是对大自然的自然现象如云、雾、雨等进行模型设计，可以采用粒子建模系统，以进行更自然的建模设计，使场景氛围更贴合现实生活。对于普通建筑物的建模，就可以采用简单的物理模型。

3.2 后期渲染

后期渲染通过光线与阴影的调整使建模主体更加立体与真实。我们知道，人肉眼对立体图形的判断主要是通过其明暗关系的对比得来的。因此，在建模完成之后，我们还需要对建模主体进行明暗关系的调整，并调整其透视结构，使建模主体从多角度的观察上都符合现实物体的透视情况。因此，后期渲染的重点便是物体全方位的光线调整，目前，市场上主流的后期渲染软件主要提供了4个方位的摄像机用以对建模对象进行空间方位的调整，以便很好地对其空间透视结构进行调整。

3.3 角色建模与动作

角色形象与动作的建模是游戏人物构造的核心，经过长期的观察，人对正常人的五官特点、身材比例和动作行为等都有了较为深入详细的理解，因此，一旦角色外貌与动作与现实人物稍有偏差，玩家都会在第一时间发现错误，影响到玩家的游戏体验。因此，为使游戏角色的形象更逼真，设计师需要对人体结构与骨骼分布有详细的了解，并对人体的五官特征与肌肉分布了熟于心，创造出玩家喜爱的角色。除此之外，在对游戏角色的动作进行调整时，可以合理借助先进技术，比如，自动化动作捕捉技术在三维游戏角色动作设计中的使用。用此方法进行动作建模大大避免了手动调节动作关键帧可能造成的误差，大大提高了动作合成的质量，减少了技术人员进行关键帧编辑的时间耗费。但是，值得注意的是自动化捕捉技术一般适用于重复性高，动作建模困难的游戏动作，而不是适用于动作简单，使用频率低的游戏动作。

4. 结束语

综上所述，目前三维建模技术在三维游戏建模中的应用还存在于着人力与资金耗费巨大、相关设备的硬件要求不达标等不足，因此，有必要及时地对上述问题进行解决，以便更好地加强三维建模技术在三维游戏建模中的应用，改善场景建模、后期渲染、角色建模与角色动作等三维游戏建模流程，提升三维游戏建模的质量，促进游戏建模行业的长足发展。

参考文献：

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