浅谈3D模型真实感的设计

辑、 字幕数字特技、 动画在不同功能的工作站上进行制作， 可 成倍提高工作效率。 （） ３压缩算法将逐渐向Ｍ Ｅ －过渡， ＰＧ２ 并得以统一
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５ 发展趋势
（） 编辑、 １ 融节目 谊染包装、 三维动画制作三位一休。 在今天的电视制作中， 节目的包装更加复杂， 要求也更 高， 已不是简单的两层画面加上过渡特技以及字幕所能解决 的。 各个频道、 栏目为了树立自己的形象， 还需经常制作一些 介绍节目 的片花， 并定期更换内容， 制作盘较大， 要求更高， 因此， 必须发展全功能的非线性编辑系统。从新的发展趋势 看， 单纯的编辑或单纯的合成都无法满足用户的需要， 许多 产品都由原来的单纯编辑发展为编辑与合成相结合的产品， 同时加人渲染包装、 三维动画制作功能， 实现节目编辑、 谊染 包装、 三维动画制作三位一体。 （） 作向网络化发展 ２由单衫 Ｇ Ｕ 几年前的非线性编辑系统基本上是一个孤岛式的单独 系统， 由于计算机网络， 尤其是Ｆ Ｃ和Ｓ Ｎ的迅速发展， Ａ 现在 的非线性编辑系统已经呈现出网络化的 趋势， 非线性编辑网 络， 可实现视音 字幕、 动画等各种资源实时共享。 频、 特技、 在 网络化的非线性编辑系统的概念中完全打破了以往一台录 像机、 个编辑系统的传统结构， 一 而代之以上载工作站、 编辑 制作工作站和下载工作站的流程， 便于操作和管理。节目 编
若幽 才 助， 姐 ｍ日 翔 翔 年ａ ．
节目 作 演 ／Ｒ Ｄ Ｔ Ｎ Ｓ Ｄ ＣＩ ＡＤ Ｕ Ｉ 翻 与 ． ＰＯ Ｕ Ｏ Ｎ Ｔ Ｏ
特别好， 调整也比 较灵活， 当然工作盘也相应增加了。 这个例 子说明， 建模方法对于建模结果是有决定性影响的。 在生活中．人们总是尽里消除物体上尖锐的直角边， 这 就是 倒角处理。而在３ Ｄ中， 制作倒角还有一个原因是为了 提高高光真实感。 高光区是物体表面对光源反射较强的区 域。它可以使物休表面显示出不同的厚度， 通过表现它可使 ３ Ｄ物体更具立体感。人的眼睛根据物体表面的高光区来确 定其硬度， 松软的物体表面会有大片的反射亮区， 坚硬的物 体则只有一小片的反射亮区， 缺乏高光区 物休的表面会显得 既松软又灰暗。即使物体表面没有明显的高光区， 在倒角上 也可能存在一小片反射亮区， 为倒角是以一个与物体表面 因 不同的角度对着光源的。 一个表面具有同种色彩的物体如果 没有倒角， 那么主表面上的细部就会因为缺乏反射亮区而混 成一团， 使得物体的立体感大大减弱， 这一点对于制作暗色 的物体来说尤为 重要。因为暗色物体容易隐藏其表面特征， 加人倒角后可以通过反射亮区突出它的一些细部。 三维设 一 计中， 个好的模型离不开良 贴图。 好的 各种３ Ｄ 软件都提供了丰富的贴图类型，以 最常用的３Ｓ Ｘ为 Ｄ Ｍ Ａ 例， １种贴图方式， 它有 ２ 分别是： 环境贴图、 漫反射贴图、 高 光贴图、 反光贴图、 反光强度贴图、 发光贴图、 自 自 自 不透明 贴图、 滤镜贴图、 凹凸贴图、 反射贴图、 折射贴图、 位移贴图。 而每种贴图方式又可以选择以下 １ 种贴图类型： ８ 位图贴图、 棋盘格贴图、 组合贴图、 凹陷贴图、 镜面反射贴图、 过渡贴图、 大理石贴图、 蒙板贴图、 混合方 式贴图、 噪声贴图、 行星贴图、 反射折射贴图、 红绿蓝调色贴图、 烟雾贴图、 斑点贴图、 水波 纹贴图、 木纹贴图、ｈｔｈｐ Ｐｏ Ｓｏ 滤镜贴图。这些方式和类型可 ｏ 以分层分级进行组合， 最后构成一个树状结构的 贴图材质。 通过这些组合可以实现极其完美的材质效果， 做出令人赞叹 的通真场景。运用贴图也要注意必须符合真实世界的特点。 漫反射（ｉ ｓ） ｄ ｕ 贴图是最常用的贴图， ｆｅ 它将贴图应用于 材质 的ｄ ｕｅ ｉ ｓ 颜色上，几乎所有的３ ｆ Ｄ物体都需要漫反射贴图。 漫反射用来描述物休本身的 颜色， 它与反射能力成反比。镜 子的反射能力是 １０ 它的漫反射能力就是 。金属的漫反 ０％， ； 射级别是２％ ４％， ５ －５ 塑胶约为９１ ０， 反射能力越强， Ａ 左右， 它 显示自 身颜色的能力就越弱。 必须根据所制作的物体来确定 漫反射贴图的级别， 一般来说应该控制在９％ ０ 以下。如果不 分场合地使用 １ ９ ０１ ０ 的浸反射贴图， 结果是使模型有种容易 破裂的感觉， 去很不白 看上 然。在为物体欺材质时还要适当 运用凹凸贴图， 这种贴图是利用图像的颜色强度值， 通过在 指定区域拉出、 突出和粗糙化等方法， 把一个模拟贴图分给 ｐｏｇ ｈｎ 和二ｔ 材质， ａ 造成黑色部分凹下、 色部分凸起的效 白 果。它会给物体表面的反射带来细徽的扭曲， 从而避免过于 干净的反射， 使得高光区不那么任硬。一个不加凹凸贴图的 物体表面是 １ １ ０Ａ ０， 光滑的， 而在现实世界中 并不存在这样的 东西， 许多模型只是在表现很粗糙的物体才使用凹凸贴图， 这样是不够的， 必须为每个物体应用凹凸贴图。 三维创作是一门博大精深的学问， 除了娴熟的计算机知 识外，还要有良 好的艺术修养。以上仅仅讨论了一些在 ３ Ｄ 创作中容易被忽略的一些基本操作， 但若注意到这些细节， 就会使作品更有感染力。 ．
在Ｍ Ｅ － 得到广泛应用之前， ＰＧ２ 非编的 视频压缩处理大 多采用ＭＪＥ － Ｇ方式， Ｐ 只有少量采用小波变换压缩。由于 ＭＪＥ － Ｇ使用的是帧内压缩的处理方式， Ｐ 虽然经过自 适应盈
化等处理， 但改善有限， 提高压缩比通常是以牺牲图像质量
为代价， 数据运算量始终无法降下来。 因此， 而小波变换则具 有算法复杂、 运算里大等缺点。 Ｍ Ｅ －采用核间压缩的方式，只需进行Ｉ Ｐ Ｇ２ 帧的帧内压 缩处理， 帧和Ｐ Ｂ 帧通过侦测获得， 此， 因 传翰和运算的数据 大多由 帧之间的时间相关性得到。 相对来说， 数据量小， 可以 实现较高的压缩比。虽然目 前只有低档产品， 但是随着逐帧 编辑问题的解决， 应用也会日 益广泛， 并且由于网络化方案 的实施， 将会引发数据压缩的革命， 使所有的数据格式统一 于Ｍ Ｅ －， ＰＧ２兼容不同的格式， 实现多倍速的上下载， 将大大 提高工作效率。 随着支持Ｍ Ｅ －的外围软硬件的进一步开 ＰＧ２ 发， 基子Ｍ Ｅ －的 ＰＧ２ 非编将成为未来的 发展方向。 随着多媒体技术的发展， 数字化采编、 网络化制作成为 电视台技术发展的主流方向， 非线性编辑系统大有取代传统 设备的趋势， 数字化时代已经到来。 ．
收稿日 期 ２０－２ ５ ００ １－ ０
作者简介 ：
尹仲祺（９４）男， ６ ７－ ， １９ 年毕业于福州大 １ ９ 学无线电系， 毕业后一直在厦门电视台工作，
现为播出部工程师．
人会将键盘、 掖晶屏、 商标、 天线做出来， 这样的模型远看也 还不错， 但是往往它的按键是紧紧地擂在机体上， 而且没有 充电口、 麦克风口、 红外线发射窗。 而实际手机按键设计在一 个个抽中， 左右活动有一定裕量。即使不同的手机也有类似 设计， 款式再变化， 也存在这些特征。 对现实世界中人们认识 的物体， 观众会不自 觉地去寻找所熟悉的细部， 所以， 必须使 模型与观众的潜在期望保持一 致。 艘宇宙飞船， 如一 虽然没 有人真正见过， 但由电影电视中得来的经验告诉他们应该有 天线、 有舱门之类的东西才会使其觉得可信。 所以， 设计这类 科幻物Ｉ也还是要包括一些观众熟悉的部件。 本 制作物体的细部并不复杂， 布尔运算是创建物体细部的 基本工具。在 ３Ｓ Ｘ中， Ｄ Ｍ Ａ 布尔运算的操作对象必须是两 个相互重业的物体， 这两个物体是运算的对象， 生成的结果 叫做布尔物体。 当处理两个运算对象时， 种可能的结果： 有３ 差（ ｂａｔｎ、 ｕｉ ）交（ ｔｓ ｔｎ。差是指一个物 ｓ ｔｃｏ）并（ｎ ｎ、 ｉｅ ｅ ｉ ） ｕｒ ｉ ｏ ｎ ｒ ｃｏ 体减去另一个物体所剩的部分； 并是指将两个物体合并成一 个物体， 去掉重合的部分； 交是指求两 个物体的重合部分。 通 过布尔运算可以实现合并、 雕刻、 分离、 连接对象， 从而为物 体创建更多的细部。 在创建非自 然界的３ Ｄ模型时， 要注意表现出被人工制 造的特征， 也就是说， 它们应该有接缝、 焊接、 胶合或折登的 痕迹。 接缝有两类： 凹陷接缝和凸起接缝。 凹陷接缝是通过螺 丝钉或螺栓将两个部分连接起来， 通常在计算器之类的高科 技电子产品上较常见； 凸起接缝常见于塑料产品的对称处， 比如汽油桶或洗洁精的瓶子， 这是由它们的制造过程所决定 的。 如果没有接缝， 即使有再好的表面， 这些瓶子看起来也不 够真实。 Ｄ的金属对象中， 在３ 经常要加人焊接效果使之看 起来更真实， 一般做法是建立一个基本的焊锡外形， 在节点 层级下做一些编辑， 最后添加一个（ ｅ Ｓｗｔ） Ｍ ｓ ｎ ｏ 的修改器， ｈ ｈ 使其外形像真实的焊钥般光滑。 样的方法也可制作出胶水 同 的效果， 通常在铝合金门 裕室里都要用到胶水。 窗、 在室内设 计时， 若注意到这些细节， 能大大增强作品的感染力。 良 好的建模方法是作品成功的基础。以制作纸盒子为 例， 一般做法是通过对一个 ｂｘ ｏ 进行修改， 再加上贴图而成， 这样虽然简单， 但缺乏纸盒固 折痕和质地厚度。 有的 现实中， 一个真实的纸盒子是由一整块纸板经过冲切产生边和盖后 再经过折叠而成。同样， 在制作一个 ３ Ｄ的盒子时也可借鉴 这种方法， 即先制作出展开的纸盒子， 再将它的各个面折叠 起来， 实际上就是对各个面的旋转操作。这种方法的好处是 可以产生构成纸盒的纸板的厚度， 制作打开的盒子效果 对于
随着数字技术的不断发展， 电脑特技极大地促进了影视 技术的发展， 三维造型和动画软件在电视领域中得到了越来 越多的应用， 在节目包装、 虚拟演播室布景等方面都大显身 手。目前常用的三维软件主要有：
・ 知识之窗 ・
（） ； １Ｍｙ 它是融合了Ｔ Ｉ ａ Ｆ ｎ， 三大尖端动 ａ ａ Ｄ， ｅｒ ｔ ｌｓ Ｗ ｖ ｏ Ａｉ ａ 画领域巨人的优秀技术而开发的三维动画软件， 它功能强 大， 渲染精度高， 速度快， 造型通真。 （） ｆ ａ ３ 一 ｅ ： 直是电影特技与电 ２Ｓ ｉ ｇ Ｄ ｏｍ ｔ 脑游戏制作的主 要工具， 进的动画模块和高效率的渲染是其特点。 先 （）Ｄ ｄ Ａ ／Ｉ 界面友善、 ｉ Ｍ Ｘ Ｖ ： ３３ Ｓ ｏ ｔ ｕ Ｚ 易学。在国内得到 广泛的应用， 但和前两者相比显得功能要少一些。 （）ｉ ｔ ｅ 建模功能强大、 ｖ ３ ： ４Ｌ ｈ ａ Ｄ ｇｗ 渲染质感优秀、 操作 界面简单， 性能与３Ｓ Ｘ接近。 Ｄ Ｍ Ａ （）ｈ ｏ ｏ ｒ ：是专为工业产品和场景设计的建模工 ５Ｒ ｉ ｃ ｓ ｎｅ 具， 体积小， 功能强大。一 般作为动画软件的辅助建模工具。 现在越来越多的节目 采用了虚拟布景技术， 即用三维软 件做出 模拟真实场景的三 维模型， 作为节目 以 背景， 由于可 以实现镜头的推拉摇移， 起抠像的效果要真实得多。其中 比 一 些场景的制作令人拍案叫 简直和现实世界的真实环境 绝， 完全一样； 但也有一些作品让普通的观众一看就觉得很虚 假， 缺乏真实感。 其实， 者之间在主 二 要建模方面可能都差不 多， 只是在一些细节， 例如物体细部、 材质贴图上的处理方法 上 存在差异。 那么， 如何提高三维模型的真实感呢？ 一般说来， 一个具有照片级真实感的３ Ｄ模型， 应该根 据具体情况尽可能地具备以下一些原则： 杂乱和棍沌； 个性 和期望； 可信度： 表面纹理； 高光区； 灰尘和锈； 污迹、 破损浏 痕和突起； 倒角； 对象质地厚度； 辐射。 首先， 模型的复杂程度应该足以模拟出现实世界中的物 体。 现实的物体都具有大量细部， 因此加 果为了追求模型的 简沽而忽略了这些细节就会降低模型的真实度。 许多三维模 型缺少构成真实感的主 要部分也就是物体的细部。 现实生活 里， 即使一个最常见的物体， 加以仔细分析也可发现许多平 时不曾注意到的细节。比如制作一部手提电话棋型时， 多数