艺术专业常用三维建模软件比较研究

沈诚

摘  要 在介绍艺术专业常用三维建模软件的基础上，分析该类软件的普及和使用情况并加以研究，为以后从事艺术行业的软件选择做铺垫。

关键词 艺术设计;三维建模软件;动画专业

中图分类号：J916.2    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）17-0037-02

0  引言

计算机技术的福祉已经遍布生活的方方面面，艺术家也逐渐开始尝试在计算机的范畴中寻找创新点，将理论与想法渲染成自己想要的效果。三维建模软件就是一种可以轻松实现想要的效果的工具，只需要一台计算机即可实现全方位、多参数的调节。但是建模软件种类繁多，如何选择是学生群体与入门新手亟待解决的一个核心问题。对此，本文对市场上的主流软件进行简要分析。

笔者对动画专业一、二年级的学生进行充分调研，发现学生对于如何选择软件，多数基于知名电影特效的来源以及是否容易达到理想效果。对此，笔者对常用的三维建模软件从应用环境、渲染效果、相关案例三个层面进行分析，为从事艺术相关事业的初学者选择软件提供参考。

1  常用三维软件介绍与浅析

1.1  3D Studio Max

3D Studio Max，经常简称为3d Max或3ds MAX，是Discreet公司（已被Autodesk公司合并）开发的一款基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，是艺术设计相关专业最先接触到的三维建模软件之一。3d Max对于初学者来说不够友好，因为有相当多的新人对于较为烦琐的界面以及每一个细分功能无法完全透彻地理解，尽管3d Max配有软件使用说明书，但是大部分学习者都以案例实操为主要的学习途径。3d Max的功能极其强大，有完善的建模工具箱和调节参数，并且支持一些插件进行基于当代美学设计的高级操作，除了自带渲染器，也支持阿诺德渲染器、V-ray渲染器等;但是比较后面介绍的两款软件来说，适用的范围处在室内设计、建筑可视化设计领域。

从一、二年级的三维建模软件的使用情况来看，多数学生在完成教师安排的实验作业以后就不再使用，而转向更加简单的逐帧动画，使用Flash或Animate进行实验动画的制作。也有较少学生更加倾向于使用其他容易上手的H5动画制作软件来达到理想的实验效果。尽管3d Max已经成为行业内的主流，各项功能已经趋于饱和完善，但是对于需求相对简单的一项数字媒体设计或者实验动画来说，它确实不是一个高效率的软件。3d Max参与制作的知名游戏有《魔兽争霸》《古墓丽影》《红色警戒》《细胞分裂》等，知名影片有《后天》《地心历险记》《钢铁侠》《阿凡达》等。

1.2  MAYA

MAYA是Autodesk公司旗下著名的三维建模和动画软件。MAYA 2014是笔者最先接触到的主流动画软件，和3d Max相比，该软件成为很多动画、特效公司的首选。MAYA

可以为使用者提供更加快捷的建立复杂模型的途径[1]，在建模方面与3d Max的操作较为相似，但是工作流程上可能更加烦琐，因为相较于3d Max，MAYA的界面UI比较复杂，建模工具箱中对不同的模型有不同的操作模式，可能导致新手不能很快地上手实验。笔者完成的相关实验动画也并没有完全使用MAYA，而是使用Cinema4D进行辅助建模，但是MAYA强大的动画绑定技术是Cinema4D所无法比拟的。MAYA参与制作的知名影片有《指环王》《变形金刚2》《冰河世纪》等。

1.3  Cinema4D

在众多三维建模软件中，Cinema4D（简称C4D）可以被认定为最容易上手的建模软件之一，由德国Maxon Computer开发，以极高的运算速度和强大的渲染插件著称。其简洁的UI使得新手可以很快地上手，这是前面两款建模软件无法比拟的。如材质创建时，仅仅需要双击材质工具箱即可创造出基本材质，通过调节参数来获得理想的实验效果，而不同于MAYA的多步操作[2]。C4D具有便捷的毛发系统，自带的毛发系统便于控制，可以快速创造改变造型，并且可以渲染出各种所需要的效果。C4D内置的bodypaint3D模块在业界广受好评，具有“三维Photoshop”的美誉，这就是很多游戏的手绘模型经常倾向于用C4D里面的BP模块的原因。

C4D逐步走向成熟，版本不断迭代，目前最新版本S23已经上市，但是在业内受到广泛好评的还是C4DR18、19两个版本，也支持相当多的渲染器，广泛使用的渲染器有octane渲染器、redshift渲染器等，与此类渲染器相配合，将提供实时渲染、摄像机特殊效果等。尽管C4D在电商领域、广告领域、艺术实验动画领域有不错的成绩[3]，但是弊端也很明显，最大的劣势就是过度依赖插件，目前仍然有较多的效果无法简洁地做出或者是无法做出，或者相较于上述两款建模软件以及胡迪尼、Blender等软件仍然有很大的发展空间。但这并不影响新手的操作实验，不失作为一个入门软件首选。C4D参与制作的知名影片有《阿凡达》《流浪地球》等。

2  三维建模软件在艺术设计中的应用

在艺术设计中，三维建模软件起到极其重要的作用，无论是需要落地实施的项目，还是艺术家的创作，都会利用建模软件进行想法的初步实现。如在数字绘画中，三维建模软件可以将现实生活中的透视产生的大小变化以及材质的质感表现出来，极大地减少了绘画的时间，可以让艺术家将精力更大程度地投入细节的刻画。通过对软件内部的滑块、数值对模型的大小、材质、灯光调节，就可以轻松渲染出满意的效果。以C4D為例，想要渲染出一个超现实的水泥路面，只需要将其对应的法线贴图、漫射贴图、粗糙贴图、置换贴图、反射贴图、环境贴图链接到对应的节点，使用颜色矫正功能之后添加环境灯光和摄像机的成像效果，就可以渲染出一个写实的地面。当然，越复杂精细的场景需要更多的节点连接，甚至需要使用两个或多个材质的混合，所渲染的时间与之成正比。在效率占据主导地位的时代，出图的速度成为另外一个标准，艺术家可以通过云渲染技术节约很多时间，国内主要的云渲染平台有Renderbus、炫云渲染等，支持CPU和GPU的图像渲染，在此不赘述[4]。

在以3d Max为主导的建筑设计工业化制作流程中，其高效率的制作流程成为行业的大流，无限接近写实的渲染效果成为效果图制作的首选。也有较多优秀软件互相弥补自身缺点。如作为一款草稿式快速搭建的软件，SU（草图大师）操作的单一是其优势之一，也被外界所诟病，但是其在模型的快速搭建上优势明显，而软件的极简风格并不利于渲染的精细，所以通常利用Lumion（3D可视化工具）进行辅助渲染。

另外，在文创设计中，三维建模软件也发挥了很大的作用，如利用雕刻功能可以让艺术家从线下转移到线上，利用软件进行复杂模型的创造。艺术家可以在其中提供的空间里进行头发、布料、褶皱的编辑，纵横驰骋于现实中的世界。如以ZBrush（三维雕刻软件）为主导的模型制作流程正在被市场接受[5]，无须利用线下的精雕油泥等材料进行初步设定，方便修改。并且，将三维建模软件导出为3D打印支持的stl格式，就可以直接将效果图的成品效果进行初步预览，这是三维建模软件所不能达到的。在打印材质上，可以从更好定稿和量化生产的角度选择适合的材料，如树脂SLA工艺适用于产品外观和结构验证，尼龙MJF工艺适用于结构复杂的模型打样，软胶覆膜工艺适用于对软硬程度和弹性有要求的模型，等等。

在三维建模软件中，分形艺术也异军突起，艺术家运用置换、变形工具以及相关插件，如INCENDIA NEXT，不断堆叠出一种极其独特的艺术效果。笔者认为，狭义上的分形艺术是基于数学的二维或三维在二维上的映射的图形衍生，通过图形某个节点的延展，形成逻辑上为树状结构，物理上呈现多维度的复制，包括但不限于大小、矢量。在计算机三维软件中不断演变成多维度的分形，从而形成立体的分形结构，抽象风格已经不再局限于平面，在计算机艺术中利用其他的辅助软件也可以更加容易实现，并且现实生活难以处理的极小细节也可以做到毫厘不差。

综上，软件永远不是单一的存在，往往需要两种或多种软件进行互相辅助，对于软件自身的缺陷，通过软件之间的相互辅助才可以将想法变成实际，这对于设计师或艺术家来说也是极其重要的。

3  对艺术设计领域各建模软件的看法

在艺术设计领域中，尤其是在较为年轻的设计师或新手中形成一种奇怪的、难以令人理解的“阶级论”：处于上层的三维建模软件为胡迪尼、3ds Max、MAYA，处于中层的为C4D、Blender等，处于下层的为草图大师等，“上层”软件使用者不屑于“下层”软件，而排列的顺序则是按照软件难度、是否有中文版本的属性。这显然是不对的，也是不利于自身发展的。软件只是一个工具，没有高低贵贱之分，只有是否适合此类项目，或者是否适合自己的使用习惯，而不能简简单单地用难度来区分。

使用软件的最终目的只是作品达到更好的效果，其中最理想的状态是互相辅助。用某一类软件雕刻，用某一类软件进行材质的制作，单单依靠一个软件是无法做到最完美的效果的。在哔哩哔哩、优酷等视频网站中可以看到很多教学视频，很多艺术家都会使用三维建模软件，而他们使用的软件不尽相同，但是这并不影响他们做出的效果。因此，不能将软件作为评价一件作品是否优秀的标准，接轨时代的艺术家要将精力投入到对作品的精雕细琢上。

4  结语

在计算机軟件技术飞速发展的大背景下，艺术设计已经可以使用建模软件来辅助，对设计师或艺术家有极大的帮助作用。软件与软件之间相辅相成，仅仅从一款软件单独分析是不可取的。笔者结合自身经历以及深入研究调查，仅就单项目艺术设计中如何选择一款更加适合相关应用场景的三维建模软件进行阐述，并列举了相关案例，为初学者的学习提供些许参考。

参考文献

[1]姜鹏飞.浅析MAYA特效技术在三维动画中的重要性[J].太原大学学报，2014，15（4）：125-127.

[2]吴平莉.浅谈三维设计软件Cinema4D[J].视听，2019（4）：258-259.

[3]周寰，滕芳.Cinema4D在电商广告设计中的艺术化表达研究[J].戏剧之家，2020（13）：134-135.

[4]徐静.浅谈云计算技术在3D动画渲染中的作用[J].中国教育技术装备，2016（8）：48-49.

[5]黄永生.ZBrush艺术家及其图形呈现[J].华侨大学学报（哲学社会科学版），2006（2）：113-119.