Maya之多边形建模.docx
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Maya之多边形建模
多边形建模
在Maya中，建模是指为Maya场景中的角色和对象创立虚拟的3D曲面。
曲面对于创立有说服力的3D图像非常重要。
建模这一过程需要敏锐的视觉技能并精通建模工具。
在对各形式建模时，大小、形状、细节和比例这些方面的准确度越高，最终场景就越有说服力。
Maya中有两种建模曲面类型：
∙多边形
∙NURBS
每个曲面类型都有特定的特性和优点。
多边形曲面是由三个或更多边的平面〔称为面〕组成的网络，这些面连接在一起以创立多边形网格。
多边形网格由顶点、面和边组成。
网格上的线框线表示每个面的边。
这些边围住的区域称为面。
这些边彼此相交的位置是一个称为顶点的点的位置。
在渲染多边形网格时，其边可以设定为显示为硬边或平滑边。
因此，多边形可以轻松地表示平面以及曲线式3D形状。
在使用多边形建模时将连续使用这些组件类型。
多边形曲面具有多种应用，是许多3D应用程序〔包括交互式游戏和Web开发应用程序〕的首选曲面类型。
可以使用所有3D曲面类型的最少量数据描述多边形曲面，因此，可以快速渲染这些曲面，从而为最终用户在游戏和其他应用程序中提供更高的速度和交互式性能。
假设要确保课程按所述方式运行，请在开场之前执行以下步骤：
1.如果尚未进展这些操作，请从.autodesk./maya-tutorials下载课程文件。
将GettingStartedwithMaya2021LessonFiles Zip文件复制到本地驱动器并解压缩该文件夹。
2.选择"文件>设置工程〞（File>SetProject），然后将GettingStarted2021LessonData\PolygonModeling目录设定为Maya工程。
有关详细信息，请参见下载课程文件与设定Maya工程。
3.选择"文件>新建场景〞（File>NewScene）。
4.确保"构建历史〞（ConstructionHistory）〔位于菜单栏下方〕处于启用状态：
。
〔如果该图标处于禁用状态，那么会出现一个大X。
〕
5.选择"多边形〞（Polygons）菜单集。
除非另有说明，本章中有关进展菜单项选择择的说明都假设已选择"多边形〞（Polygons）菜单集。
6.确保"显示>UI元素>帮助行〞（Display>UIElements>HelpLine）处于启用状态。
您将在建模时使用"帮助行〞（HelpLine）。
7.当您学习这些课程时，请记住经常保存工作并以增量形式保存文件名〔filename1、filename2等〕。
这样，可以在需要时返回到早期版本。
8.在"选择工具〞（SelectTool）处于活动状态时通过翻开"工具设置编辑器〞（ToolSettingsEditor）
并禁用"软选择〞（SoftSelection），确保"软选择〞（SoftSelection）处于禁用状态。
第一课从引用图像建模多边形网络
在本课程中，您将使用多边形曲面建模方法为交互式游戏角色建模头盔。
您将通过学习如何完成以下操作来了解Maya所提供的一些多边形建模工具：
∙使用2D图像平面作为构造3D模型的参考
∙使用3D根本体作为创立更复杂模型的根底
∙使用多边形网格组件〔面、边和顶点〕
∙对多边形网格进展平滑处理
∙选择多边形网格的面、边和顶点
∙通过放置顶点创立多边形面
∙缩放和挤出多边形网格上的面
∙移动和旋转挤出的多边形网格
∙分割顶点和细分多边形面
∙将单独网格结合为一个网格
∙桥接网格
∙将面添加到现有网格
∙使用"捕捉到栅格〞（SnaptoGrid）
∙预览已进展平滑处理的高分辨率版本多边形网格
∙硬化和软化多边形边
创立多边形模型之前，请更改某些默认设置以更好地完本钱课程。
1.选择"窗口>设置/首选项>首选项〞（Window>Settings/Preferences>Preferences）。
将显示"首选项〞（Preferences）窗口。
2.在"首选项〞（Preferences）窗口的"类别〞（Categories）区域中，选择"多边形〞（Polygons）。
3.在"多边形显示〞（PolygonDisplay）设置中，设定以下选项：
∙亮显:
边界边（Highlight:
BorderEdges）：
启用（On）
∙边宽度（EdgeWidth）：
4
这将在多边形网格上突出显示边界边。
通过突出显示边界边，可以将边界边与模型上的其他边区分开，并可解决问题。
4.在"首选项〞（Preferences）窗口的"类别〞（Categories）区域中，选择"选择〞（Selection）。
5.在"多边形选择〞（PolygonSelection）设置中，将"选择面的方式〞（Selectfaceswith）设定为"整面〞（Wholeface）。
使用"整面〞（Wholeface）设置可以通过单击面上的任意位置〔"中心〞（Center）设置要求在面的中心点上单击〕选择多边形面。
此外，在场景中选择某个面时，将亮显整个面。
6.单击"保存〞（Save）关闭设置窗口。
7.为根本体禁用"交互式创立〞（InteractiveCreation）选项：
选择"创立>多边形根本体>交互式创立〞（Create>PolygonPrimitives>InteractiveCreation）〔无复选标记〕。
可以在Maya中基于绘图、草图或照片使用前视图、侧视图和顶视图来帮助可视化3D模型，这很像建筑师或工程师基于蓝图的平面视图和立面视图创立自己的设计。
可以将2D图像作为图像平面导入到正交摄影机视图中。
图像平面是在场景视图中放置图像文件的2D对象〔平面〕。
默认情况下，图像平面仅显示在该图像平面所连接到的摄影机中。
图像平面也用于在渲染时创立背景和环境。
将图像加载到图像平面中时，该图像会显示在选定正交视图中沿垂直于选定正交视图的轴的原点处。
可以在正交视图中参考该图像来定义模型的轮廓和角色线。
可以移动图像平面，更改其透明度，或将其禁用。
在本课中，会将两个图像加载到场景的前正交视图和侧正交视图的图像平面中。
为头盔建模时会经常参考它们。
将参考图像加载到前正交视图和侧正交视图中
1.在"工具箱〞（Toolbox）中，从"布局快捷方式〞（LayoutShortcuts）栏中单击"四个视图〞（FourView）快捷方式
。
透视视图位于右上角，其他视图那么从顶部、前面和侧面显示场景。
2.在前视图面板菜单中，选择"视图>图像平面>导入图像〞（View>ImagePlane>ImportImage）。
3.在出现的浏览器中，选择名为HelmetFront.jpg的图像文件，然后单击"翻开〞（Open）。
可以在设定为Maya工程的GettingStarted2021LessonData目录中找到该图像：
GettingStarted2021LessonData/PolygonModeling/sourceimages
HelmetFront.jpg将显示在前视图中并描绘头盔的绘图。
4.在侧视图面板菜单中，选择"视图>图像平面>导入图像〞（View>ImagePlane>ImportImage）。
5.选择名为HelmetSide.jpg的图像文件，然后单击"翻开〞（Open）。
HelmetSide.jpg将显示在侧视图中。
注意
已创立了用于本课的前视图图像和侧视图图像，这样会对齐这两个视图，而且每个图像的高度都一样。
将这两个图像作为图像平面导入时，它们以一样的比例显示。
将来构建自己的参考图像时，这些都是重要的考虑事项。
否那么，参考图像可能无法对齐，或者可能在两个正交视图之间采用不同的比例。
通过在工作时在正交视图中参考图像平面，可以关联一个视图中的功能在另一个视图中显示的方式。
虽然在许多情况下顶视图参考图像很有用，但在本课中它并不是关键的。
可以设定图像平面，使图像平面显示为局部透明，从而允许您更轻松地使用多边形组件。
假设要执行该操作，需要选择前正交摄影机和侧正交摄影机，然后修改图像的透明度。
修改参考图像的透明度
1.在前视图面板菜单中，选择"视图>选择摄影机〞（View>SelectCamera）。
此时会选中前正交视图的摄影机。
2.通过单击"状态行〞（StatusLine）上的"显示/隐藏属性编辑器〞（Show/HideAttributeEditor）图标来显示"属性编辑器〞（AttributeEditor）。
"属性编辑器〞（AttributeEditor）会显示"前正交摄影机〞（Frontorthographiccamera）的属性。
3.单击"imagePlaneShape1〞选项卡以选择图像平面形状节点。
您需要选择场景视图中的头盔图像，才能在"属性编辑器〞（AttributesEditor）中看到"imagePlaneShape1〞选项卡。
4.将"Alpha增益〞（AlphaGain）属性设定为值0.25。
图像将显示为局部透明。
5.在侧视图面板菜单中，选择摄影机，然后更改侧视图图像平面的"Alpha增益〞（AlphaGain）属性，就像更改前视图图像平面一样。
提示
如果希望图像平面显示得更加透明或更不透明，可以随时更改"Alpha增益〞（AlphaGain）。
6.在透视视图的面板菜单中，选择"显示>摄影机〞（Show>Cameras）以临时禁用透视视图中图像平面的显示。
将通过使用图像平面作为参考，基于立方体根本体创立头盔网格的顶部。
根本体对象是开场3D网格的一种方法，因为可以对这些对象进展修改以创立其他形式。
为头盔网格创立立方体根本体
1.确保在透视视图中工作。
2.选择"创立>多边形根本体>立方体〞（Create>PolygonPrimitives>Cube） >
。
3.在选项窗口中，选择"编辑>重置设置〞（Edit>ResetSettings），然后设定以下选项：
∙宽度（Width）：
14
∙高度（Height）：
14
∙深度（Depth）：
14
∙宽度分段数（Widthdivisions）：
1
∙高度分段数（Heightdivisions）：
2
∙深度分段数（Depthdivisions）：
1
4.单击"创立〞（Create）按钮。
在原点处创立一个具有指定维数和围绕中间的一个细分的立方体根本体。
该立方体根本体由称为"四边形〞的四边多边形面构成。
四边形多边形经常与3D角色模型一起使用，因为这些多边形在绑定到骨架时很容易进展平滑，并且变形得很好。
可以平滑该立方体，使该立方体在角点处看起来更加圆角化，并可以使用"平滑〞（Smooth）功能将该立方体细分为较小的面。
平滑和细分立方体根本体
1.立方体在场景视图中仍处于选定状态时，选择"网格>平滑〞（Mesh>Smooth） >
，然后在出现的窗口中设定以下选项：
∙添加分段（Adddivisions）：
指数（Exponentially）
∙分段级别（Divisionlevels）：
2
2.单击"平滑〞（Smooth）。
将平滑立方体根本体，并在其角点处进展圆角化。
也已将该立方体细分为较小的面。
多边形面仍是四边形，即使已通过平滑操作修改这些面的形状和位置。
注意
如果已平滑的立方体的上方圆顶局部不能大致与头盔草图匹配〔如以下列图所示〕，请使用"缩放工具〞（ScaleTool）缩放立方体以使立方体匹配。
重命名多边形网格
1.在立方体仍处于选定状态时，使用"通道盒〞（ChannelBox）将立方体根本体从pCube1重命名为helmetmesh。
通过在着色模式下为多边形网格建模可以对模型占用的3D体积以及任何曲面细节显示的方式有更好的理解。
可以在每个视图中分别控制对象的着色。
例如，可以仅在透视视图中将对象显示为已着色，并设定正交视图以在线框模式下显示对象。
还可以设定显示设置以同时显示着色和线框显示。
在"在明暗处理对象上显示线框〞（WireframeonShaded）模式下显示头盔网格
1.在透视视图中，在头盔网格上单击鼠标右键，然后从出现的标记菜单中选择"对象模式〞（ObjectMode）。
该操作会将选择模式更改为"对象〞（Objects）。
2.选择头盔网格。
3.在透视视图中，从面板菜单中选择"明暗处理>对所有工程进展平滑明暗处理〞（Shading>SmoothShadeAll）。
头盔网格将在平滑明暗处理模式下显示。
4.从面板菜单中，选择"明暗处理>在明暗处理对象上显示线框〞（Shading>WireframeonShaded）。
线框将显示在网格以及明暗处理上〔不管是否选中网格〕。
在侧视图和前视图中的平滑明暗处理的不透明度会阻止您看到对象之后的图像平面。
"X射线〞（X-Ray）显示模式通过使平滑明暗处理的曲面显示为半透明来解决该问题。
以着色"X射线〞（X-Ray）模式显示头盔网格
1.仍然保持头盔选中，从侧视图的面板菜单中选择以下各项：
∙明暗处理>对所有工程进展平滑明暗处理（Shading>SmoothShadeAll）
∙明暗处理>在明暗处理对象上显示线框（Shading>WireframeonShaded）
∙"明暗处理>X射线〞（Shading>X-Ray）
头盔网格会更新为包含线框的半透明着色显示。
您可以看到网格后面的2D图像。
2.对前视图同样重复上一步。
在各种视图中设定对象的着色之后，可能需要调整图像平面上的"Alpha增益〞（AlphaGain）设置以更改其透明度。
随着Maya使用经历的不断积累，您可以为在线框或着色模式下建模以及在各种着色模式之间切换设计自己的个人首选项。
无论何时为对象建模，都应充分利用该形式所提供的所有对称。
如果仅处理模型的一半，然后稍后跨模型的对称轴复制这一半，那么这样可以节省时间和所付出的努力。
头盔的草图沿其中心线〔YZ平面〕对称。
删除网格左半局部上的面
1.在顶视图中，在网格上单击鼠标右键，然后从出现的标记菜单中选择"面〞（Face）。
2.在头盔网格的左半局部上，拖动面周围的边界框来选择这些面。
3.按Delete键。
将会删除选定面。
您现在有了模型中的一半组件。
接近模型的完成点时，将跨对称轴复制已完成的一半来获得完整的模型。
可以使用"绘制选择工具〞（PaintSelectionTool）删除头盔网格的前方区域和下方区域上不需要的某些面。
在需要选择的组件处于不规那么区域中且不容易使用边界框选定时，该工具非常有用。
使用"绘制选择工具〞（PaintSelectionTool）选择要删除的面
1.在"工具箱〞（Toolbox）中，单击"绘制选择工具〞（PaintSelectionTool）图标。
2.在侧视图中，在头盔网格上单击鼠标右键，然后从出现的标记菜单中选择"面〞（Face）。
3.在侧视图中，通过在面上拖动鼠标，通过绘制选择沿网格〔请参见图像〕的前方区域和下方区域显示的面。
注意
"绘制选择工具〞（PaintSelectionTool）仅选择网格上面向摄影机的组件。
4.按Delete键以删除选定面。
5.翻滚透视视图，以查看到目前为止您的工作。
沿多边形网格的外周界的边称为"边界边〞，边界边以一条比网格上的部边更粗的线显示。
在本课中较早的时候设定该显示设置，以便可以将该边类型与其他边区分开。
在顶视图中，边的行紧挨在X轴上方和下方，而且Z轴右侧的行不是笔直的。
您将需要通过使用"移开工具〞（MoveTool）将这些行中的边〔称为循环边〕捕捉到栅格来对齐这些边。
循环边是由其共享顶点按顺序连接的多边形边的路径。
使用多边形建模时，循环边选择会非常有用。
对齐头盔网格上的边
1.更改为"选择工具〞（SelectTool）。
2.在网格上单击鼠标右键，然后从出现的标记菜单中选择"边〞（Edge）。
此时会将Maya的组件选择模式设置为边。
3.双击循环边中X轴下方与X轴紧邻的一条边。
循环边将被选中。
4.在"状态行〞（StatusLine）上，通过单击相应图标启用"捕捉到栅格〞（SnaptoGrids）功能。
使用"捕捉到栅格〞（SnaptoGrids）可以将选定组件移动到最近的栅格线或栅格相交点。
保持许多组件选中时，可以通过栅格同时将这些组件相互对齐。
5.在"工具箱〞（Toolbox）中，双击"移开工具〞（MoveTool）以显示其工具设置。
6.在"移动捕捉设置〞（MoveSnapSettings）中，禁用"保存组件间距〞（Retainponentspacing）设置。
关闭"工具设置〞（ToolSettings）窗口。
7.在顶视图中，单击"移开工具〞（MoveTool）操纵器上的蓝色箭头并将其向下拖动一小段距离。
循环边会立即捕捉到一条较低的栅格线。
并不会将该循环边定位到所需的位置，但所选择的循环中的所有边现在会彼此对齐。
8.在"状态行〞（StatusLine）上，通过单击相应图标禁用"捕捉到栅格〞（SnaptoGrids）功能。
9.仍然保持"移开工具〞（MoveTool）在顶视图中处于活动状态，将操纵器箭头向上拖动一小段距离，以便将循环边大致放置在其原始位置〔应该位于X轴下方的第二条栅格线〕。
10.使用上述步骤，对齐显示在X轴上方的另一条循环边，然后对齐在Z轴右侧紧邻Z轴的循环边。
完成之后，会对齐距离X轴和Z轴最近的循环边。
〔请参见以下列图〕
组件选择和变换是编辑多边形网格形状的一种根本方法。
建模时，您将发现自己在各种场景视图中工作时会频繁检查并细化多边形组件〔顶点、边和面〕的位置，以使其匹配图像平面上的参照图像。
手动重新定位头盔后部的顶点
1.在侧视图中，在头盔上单击鼠标右键，然后从显示的标记菜单中选择"顶点〞（Vertex）。
2.选择后部底边上的一对顶点〔参见以下列图〕，方法是围绕这对顶点拖出一个边界框。
3.在"工具箱〞（Toolbox）中，单击"移开工具〞（MoveTool）。
4.在侧视图中，单击并向右拖动"移开工具〞（MoveTool）操纵器上的蓝色箭头，直到重新定位了顶点，以使头盔与图像平面上的参考草图匹配。
通过移动顶点以及沿对称轴与之相邻的顶点，可以确保保持头盔的对称形状。
如果只相对独立地移动其中一个顶点，可能会导致网格中出现不需要的凸出或凹陷。
沿对称轴复制已完成的一半网格时，这些类型的异常会变得更明显。
5.对头盔后部的其他几对顶点重复步骤2到4。
确保循环边相对于彼此显示得较为平滑。
完成后，头盔的后部区域应该严密地匹配图像平面上的参照图像。
6.在侧视图中，以类似方式沿头盔的顶部和前部选择并移动其他几对顶点，以使其匹配参照图像。
暂时还不要重新定位面罩顶部的顶点。
提示
可以单击"移开工具〞（MoveTool）操纵器的中心，以便自由拖动顶点选择。
7.将头盔前半局部中的顶点向上移动到面罩上方。
接下来将重新定位网格底边的边界边。
可使用"选择边界边工具〞（SelectBorderEdgeTool）来选择这些边类型。
重新定位头盔的下边界边
1.在侧视图中，从主菜单中选择"选择>选择边界边工具〞（Select>SelectBorderEdgeTool），然后单击循环上的第一条边和最后一条边，从而选择头盔最底部的水平循环边，如以下列图所示。
2.使用"移开工具〞（MoveTool）向下拖动选定的循环边，直到左侧顶点与参考草图中所示的底部边大致匹配。
3.在侧视图中，使用"移开工具〞（MoveTool）分别选择并重新定位循环边上的其余顶点，以使其与参考草图匹配。
注意
课程至此已经说明了如何仅在侧视图中〔Y、Z平面〕重新定位头盔网格上的顶点。
在侧视图中实现所需的形状后，接下来要关注的是从前视图和透视视图中查看时模型将如何显示。
编辑面罩顶部边的边界边
1.从"选择〞（Select）菜单中，选择"选择边界边工具〞（SelectBorderEdgeTool）。
2.在侧视图中，单击将用作面罩顶部边的第一条边界边，然后单击最后一条边界边〔参见以下列图〕。
两条边之间的边界边将选定。
3.在"工具箱〞（Toolbox）中，通过单击其图标来选择"旋转工具〞（RotateTool）。
4.在侧视图中，单击并沿顺时针方向拖动旋转操纵器，直到边界边旋转了与参考草图中相应的边大致一样的角度。
5.在边界边仍处于选定状态时，再次单击"移开工具〞（MoveTool），然后向上拖动绿色操纵器，以与参考草图中边界边的位置匹配。
注意在移动边界边之前，您可能需要移动头盔上半局部中顶点的位置。
6.重新定位头盔顶部前面的顶点对，以与参考草图匹配。
课程至此，头盔的轮廓应大致匹配侧视图中参照图像的头盔。
如果不匹配，请查看本课程中前面的步骤，并根据需要对多边形网格进展任意调整。
如果在前正交视图中查看头盔，您将注意到该视图下头盔的轮廓比参照草图要宽。
在接下来的步骤中，您将使用头盔的前正交视图和顶正交视图作为参照，对此进展纠正。
重新定位头盔侧面的顶点以便与草图匹配
1.显示前视图。
2.在网格上单击鼠标右键，然后从显示的标记菜单中选择"顶点〞（Vertex）。
3.在前视图中，选择延伸到头盔轮廓以外的顶点，如参考草图所示〔参见以下列图〕。
4.在前视图中，向左移动这些顶点，直到它们与参考草图中最宽的头盔区域匹配〔参见以下列图〕。
如果在顶正交视图中查看头盔，头盔的侧面和后部之间的区域相对于其他区域显得较平坦。
假设要纠正这一问题，可按类似方式向外移动这一区域的其他顶点，以使这一区域的曲率更加圆润饱满。
但是，只在正交视图中查看会有一定的局限性，还应该使用透视视图检查网格。
使用透视视图检查网格
1.放大透视视图。
2.仔细检查头盔网格时，推拉并翻滚透视视图。
沿任何特定循环边检查顶点时，网格上的顶点应该以平滑渐变的方式层叠，以创立无意外凸出或凹陷的网格曲率。
确保网格在建模过程的各个阶段均显示为相对平滑，这样将在稍后创立高分辨率版本的网格时降低出问题的可能性。
如果发现某些区域中有一个〔或多个〕顶点相对于相邻顶点在网格上呈现向外突出〔或向缩进〕的样式，那么可通过在透视视图中重新定位受影响顶点来纠正这些突出〔或缩进〕区域。
假设要准备教程的下一局部，请翻开Helmet1.mb场景文件〔"文件>翻开场景〞（File>OpenScene）〕或继续使用当前场景。
与在正交视图中重新定位多边形组件相比，在透视视图中重新定位多边形组件可能更具挑战性，因为平移、推拉或翻滚3D视图时，引用的帧会改变。
默认情况下，使用"移开工具〞（MoveTool）可以相对于世界空间坐标重新定位组件。
即，组件的移动参照基于3D场景的中心和X、Y或Z轴的某个方向。
也可以将"移开工具〞（MoveTool）设定为基于其他坐标系〔如对象空间和局部空间〕来移动对象和组件。
另外，还可以相对于多边形组件周围的网格来移动该多边形组件。
例如，可以在与顶点周围的曲面网格垂直的方向上，或者在顶点周围的曲面网格的法线方向上，选择并移动该顶点
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