选择正确 3D 建模技术：设计师指南
3D 建模简单定义为创建数字三维物体。正如无数好莱坞大片、电脑游戏、全球数字打印行业所见，3D 建模无疑正增长。
3D 建模兴起意味着更容易了？其实不然。3D 建模相当复杂。
设计师和 3D 艺术家采用不同类型 3D 建模，在竞争激烈的行业中站稳脚跟。
新手和专业人士都在拥抱 VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、游戏设计、3D 打印、建筑渲染、产品营销、动画甚至电影中的 3D 建模。
本文将探讨最佳 3D 建模技术类型，让我们开始！
3D 建模历史
建模行业重大突破见证于 1960 年代计算机辅助设计系统 (CAD) 商业化推出。
1963 年，Sketchpad 缔造者 Ivan Sutherland 推出「机器人绘图员」，拥有 革命性 界面。意味着计算机可用于工程，也可能用于设计师和艺术家交互。
次年，IBM 和通用汽车推出 DAC 1（设计增强计算机）加速汽车制造。推广积极。
1968 年 Sutherland 和 David Evans 创立首家 3D 图形公司「Evans and Sutherland」，主攻运行系统硬件，后开始生产配套软件。
什么是 3D 建模？
3D 建模是计算机图形学技术，利用软件在虚拟空间生成任意物体或表面的三维数字表征。可手动或用计算机辅助软件自动完成。
3D 建模主要用于视频游戏、工程、商业广告、插画、建筑渲染。
极详细的复杂形状模型（游戏和动画）可导出到其他软件精修；某些情况允许艺术家渲染 2D 图像，称 3D 渲染。
3D 建模的目的？
除将物体数字化的显性角色，3D 建模在个人和组织层面有多种目的。
- 产品展示——3D 建模帮助设计团队真实展示产品。潜在客户可从不同角度评估产品。
- 灵活性——功能和设计可一键增删。
- 更高效率和质量。结合手绘草图和 3D 效果，减少返工，缩短从概念到成品的周期。
- 利于项目审批和营销。细微细节极具说服力。与 2D 不同，3D 生动图像长久留在潜在客户脑海。
- 逼真特性（家具、装饰、引人入胜的视角、墙漆）是室内设计师的福音。
3D 建模主要类型有哪些？
基元建模
基元建模用基本形状创建所需数字物体。利用基本布尔处理器组合预设形状，通过减法和/或组合生成不同形状和轮廓。
多边形建模
多边形建模引入 X、Y、Z 维度定义形状和表面，以多边形网格理论为指导。
用线框网格获取所需形状，多用于扫描线渲染。多边形建模对新手有挑战。
有理 B 样条建模
有理 B 样条建模是最常见 3D 建模类型之一。基于组合调整几何形态，较易学会掌握，深受各背景人群欢迎。
非均匀有理 B 样条 (NURBS)
NURBS 建模法以 优雅 突出，基于数学方程。独立功能提供灵活性，同时确保设计师可人工干预达成所需形状。
曲面建模
曲面建模属计算机辅助设计 (CAD) 方法，在定义不同表面上更进一步。建模软件计算光滑表面，切平面情况用控制点和控制面板。
曲面建模能创建现实中不可能的复杂表面视觉表征。建模法较复杂，需高水平培训。
线框建模
线框建模用顶点网络形状表征现实世界。单面至少 3 个顶点，每个顶点至少出现一次。线框建模需更高计算资源和正规培训。
实体建模
实体建模融入球体、n 形棱柱、立方体等基本形状。设计师从实体模型 2D 草图开始，拉伸生成 3D 图形。
实体建模在需平面和恒定半径的复杂物体时派上用场。用户友好，无需大量培训。因三角形数少，计算需求低。
7 种进阶 3D 建模技术
下述建模类型不严重依赖模型本身，而取决于模型用途。
- 3D 雕刻 —— 3D 雕刻在 3D 艺术家中流行。可雕刻多细节层级，渲染超细节难辨真假物体。雕刻需非凡技巧，费时掌握。
- 多边形建模 —— 多边形建模因故最常用、最通用。适合创建精确尺寸，可结合 3D 雕刻产出惊艳结果。
90% 建模软件适配此技术。在细分低多边形物体的原始几何体上增加额外层限制多边形网格。 - 织物可视化 —— 因各物体纹理和贴合基础不同，照相级可视化相当困难。Marvelous Designer 等程序有所有皮革和织物设计的模板和数据库，甚至模拟最复杂设计。
- 样条建模 —— 即 NURBS 建模技术，从控制点创建曲面，在多条曲线间建立连接而非边缘。NURBS 擅长处理模块化部件多的模型，如桌子、柜子、抽屉等。
- 程序化建模 —— 旨在最大化自动化。产出有机外观物体。模型源自预设准则而非想象形状概念。
程序化建模本质算法化，关联着色。Houdini 3D 套件是此技术常用软件例。 - 3D 扫描 —— 虽仍在发展，3D 扫描是行业中最非正统技术之一。设计师用软件扫描照片，通过算法创建 3D 物体。
但此技术用算法易出 bug、不完美。 - 盒子建模 —— 强调一次性操控物体整体形状。用经典工具从球体、立方体等基元创建形状。低多边形形状较机械，因控制单个顶点和面。最适合硬表面建筑可视化和人造产品。配合细分曲面建模和挤出、创建循环切割、倒角等工具，简单几何体变笼状。
其他技术
仿真
仿真主要用于海洋、布料、火烟、流体、软体、物理仿真（如车祸）。计算机按帧计算不同物理物体和参数随时间交互发生的情况。
Kit Bashing（套件组合）
Kit Bashing 主要用于用其他建模技术制作物体的细节化。
摄影测量法
摄影测量法用相机从所有可能角度在均匀光照下拍照，输入程序解析生成 3D 模型。
因接近真实感，可生成纹理和 UV 贴图。UV 贴图因环境需大量清理。用新网格和重拓扑重建贴图。
布尔建模
从简单形状开始，切除或添加。布尔建模用差集、交集、并集减少模仿耗时。
如何创建 3D 模型？
设计师和 3D 艺术家采用两大方式创建 3D 模型。一是用 3D 扫描仪将现实物体转为数字模型；二是用软件和几何数据构建实体模型。
3D 扫描
3D 扫描让设计师创建真实物体、人物、环境的数字副本。常作为现有工作流附加，用于检查、修补、编辑。3D 扫描随扫描仪技术和构造而异。最新智能手机内置 3D 扫描能力。
3D 建模
3D 建模用专业软件从零设计模型。
CAD 软件
CAD 软件主要用于设计和技术文档，以自动化文档替代手工。CAD 软件助力概念照相级可视化。
CAD 功能 包含变更管理、设计文档工具、设计方法、现代用户界面。
数字雕刻
数字雕刻主要用于创建超写实模型，表面光滑有机。通过扭曲、推、拉、添加额外几何体操控多边形网格，模拟有机结构。数字雕刻耗时、需精湛技巧才能出精品。
雕刻有机形状
雕刻有机形状概念类似粘土雕刻。有机扫描可用摄影测量法修复，添加自然触感如凹痕、划痕。
如何开始 3D 建模？
3D 建模对入门门槛有常见误解。一台处理器像样、显卡好的笔记本电脑，足以开启虚拟世界之旅。
Blender 等免费软件也提供优质工具。
常见问题解答
3D 设计师的角色是什么？
3D 设计师主要工作是按客户指令和要求创建模型。设计师结合手绘技巧、各类软件、3D 计算机建模技术创建最终产品。
手绘或更高级程序可结合达成预期结果。设计师还应参与潜在客户的概念推介。
最用户友好的 3D 建模软件有哪些？
Cinema 4D —— 凭借海量可定制直观功能，Cinema 4D 可说是最新手友好的 3D 建模软件，允许用户调整以适应需求。
ZBrush —— 拥有广泛 2D 和 3D 建模工具。以重叠功能最小化处理器过载脱颖而出。
Blender —— Blender 初创面向艺术家和小团队，免费开源，工具种类繁多。
最容易学的 3D 建模软件是什么？
选最适合需求的软件，先明确你拥有的建模技能。新手越容易的 3D 软件越好。
TinkerCAD —— 免费 热门软件，功能极直观。引导用户掌握基础，且快速易用。
Vectary —— 作为拖拽式平台，Vectary 支持用游戏设计、平面设计、产品设计启发的工具渲染。
Morphi —— 习惯用平板而非电脑的设计师会觉得这是福音。Morphi 易学，拥有海量功能模型数据库。
CAD Crowd 如何助你？
CAD Crowd 平台提供渠道，个人和企业可付费雇佣 3D 设计师处理建模工作量。设计竞赛和提交评审可全球发布。
结语
不同 3D 建模技术旨在创建照相级数字物体和结果。一切取决于设计师及其技能组合。
结合两种或更多 3D 建模技术，基于物体保证优秀结果。
3D 建模师有武器库般的工具可选以达成目标。由你找到适合需求的工具。记住，技术越强大，学习越复杂。
3D打印