数字媒体背景下三维建模的发展与应用

陈兰 李婧晖

摘 要：文章主要对在数字媒体背景下的三维建模进行相应的分析与浅显的探究。三维建模是当今市场上非常实用且灵活的一项技术，值得更多人讨论并对其技术深入了解和研究。文章分别探究了在数字媒体下的三维建模的应用发展，对三维建模和三维仿真作了详细的阐述。

关键词：数字媒体;三维建模;三维仿真;发展;应用

0    引言

在这个数字与媒体相结合、高新技术日新月异的智能时代，人们的需求也越来越多。为了让人们能买到好产品、看到好电影、更好地与现实世界的物品打交道，就产生了三维建模这项技术。在该关键技术的支持下，能更好地在计算机中创造出逼真的场景和栩栩如生的人物，让人们可以看到物品的真实样子，并且能够即时修改。这项技术解决了很多现实问题，比如建筑设计师能够清晰明了地看到自己所设计的建筑存在哪些问题;道路桥梁设计师能够精确计算出两条道路之间的差值;游戏设计师能够更好地修改自己的作品;动画设计师们能够为用户带来更惊艳的动画;特效师们能够为用户带来更舒适的视觉体验等。三维建模技术方便了人们的生活，并且让人们有了更好的体验。如此看来，三维建模技术在未来会成为一项重要的计算机技术，并让这个数字媒体智能的时代发展的越来越有活力。

1数字媒体背景下之三维建模的概念

首先，三维即是大众所理解的坐标轴，即X轴、Y轴、   Z轴，X轴代表的是左右方向，Y轴代表上下方向，Z轴代表前后方向。技术人员可以利用这几个方向创造出许多具有强烈真实情感的物体，制作给人们视觉冲击的作品。其次，建模是把我们脑海中想到的事物、场景、人物形象等，通过建立模型的方式来呈现。为了理解某种事物而对其做出一种抽象的表达方式，也可以把真实存在场景通过建模来展示，以此了解其真实的结构、形状和外形。建立模型的过程就是把事物模型化的过程，实现这一过程的方法是多种多样的，可以通过对其运动规律或骨骼创建模型，也可以通过对其测量进行数据处理来创建模型，还可以同时使用几种方法创建。而三维建模就是使用三维软件例如3DMAX、Maya或C4D等等通过三维的虚拟空间来建造真实存在的场景、人物和建筑。常使用的三维建模方式有基于多边形的建模，基于曲面模块的建模，基于参数化的精准建模，使用逆向建模等。

2    三维建模技术的应用现状

生活在三维世界里的人类，产生的创造性想法首先是经过大脑完成的。人们通常会采用三维建模这项技术来表达自己的想法，而这些想法用计算机二维平面图是不能完全表达的。所以在进入20世纪后半期的时候，就有了计算机科技和三维技术以及虚拟现实的结合，既拓宽了整个IT行业的市场，同时也使得三维建模技术发展得越来越快，并且迅速在国内打开了新的市场，将空间的、笼统的信息通过更逼真的手段，为人们提供了一种可视化的、直观化的方式，且能更加容易地解决现实生活中遇到的世界性问题。

现如今，国外三维建模技术也被广泛应用于各个领域，比如韩国一家VR公司的技术团队就通过三维建模、摄影测量、动作捕捉和虚拟现实技术，让一位韩国母亲见到了自己去世的女儿。可见三维建模技术发展的潜力，这也刷新了人们对高新技术的认知，只要人们不断地去探索、发现，就会做到自己想做的事儿。而在国内，三维技术也逐渐趋于成熟，尤其是在一些发展较快的城市，比如上海、北京、深圳、成都等，许多游乐场所都多了一项新的设施，就是人们只要戴上VR眼镜，呈现在你眼前的是一个如此真实、如此逼真的画面，这都得益于三维建模和虚拟现实的结合[1]。在各个领域，中国的三维建模技术都取得了相应的成功，例如地理领域、桥梁道路领域、建筑领域、计算机领域以及测绘测量领域等。

3    数字媒体背景之下的三维建模技术的发展

最初，不规律的建模只局限于计算机的辅助画图，但随着计算机软件技术和电脑硬件技术的快速发展，建模工艺也逐步从二维平面绘图发展到三维产品的建模工艺，因此也加速了三维建模技术的发展，从而推动了我国计算机技术的发展，由此产生了三维框建模、曲面建模等。展示了三维建模技术发展的历程，如图1所示。

4    数字媒体背景之下的三维建模与三维仿真的应用

三维建模即使用多维度的形状将物体表示出来，然后再用计算机技术以实体的方式展现出来。三维建模大多数是将真实世界存在的物体，以三维建模的方式呈现在计算机设备上;三维建模被广泛地应用于各个范畴[2]。在三维影视制作中，三维建模常被用作于场景的创建、人物的刻画、角色的渲染与贴图以及特效的制作;在医疗领域中，被用作于制作人体器官模型;在游戏中，常被用作于游戏原画的制作、游戏场景的建设和游戏人物的创造;在建筑业中，常被用来表现建筑物以及地貌景色和修建的流程等。而三维仿真常被用于动画，所谓动画就是运用人体的视觉暂留景象然后用一系列的静态图来轮播展示，让人们脑海中的动作产生动态的作用，并利用计算机来对其进行规划，再用三维仿真技术将现实存在的物体模仿成一个虚拟的动画。三维动画的仿真技术具有极强的实在性、精确性和可操作性，在军事领域、影视娱乐、医学、教育教学等领域都有很大的可开发性。

4.1 三维建模技术应用之动画人物角色的创造

在我国，动漫行业的发展也是呈现出一种向上的趋势。近几年我国展示了很多优质的动画，大众接受度较高，也不断有人开始对这个行业感兴趣，有了支持三维建模这项技术的应用软件，类似于3DMAX，Maya。3DMAX不但支持实时的渲染、复杂物体的建造、三维物体的建造和制作动画人物，而且还受到了专业的动画设计师、VR設计师、广告设计师、动漫设计师、影视特效师、工业设计师等众多领域中的佼佼者的喜爱，极大地提高了科技的发展速度。而Maya软件是一款功能极其强大的三维动画图像软件，是一款近乎完美的三维建模软件，它基本上提供了在三维建模技术应用中会运用到的所有工具，并且还能制作出任何可以想象的造型、特效，任何在现实生活中无法完成的工作，实现了创新的模拟技术和高级合成功能，解决了很多的现实问题，让人们能够通过虚拟的东西来展示自己真实的想法。Maya不仅有众多三维建模都拥有的建模方法，比如：NURBS建立角色、多边形建立角色、细分建模还有独特的雕刻建模，使用这个工具可以对所有物体的表面进行精细的雕刻，这样一来就可以使建出来的模型更加逼真，更加形象化。

4.2 三维建模技术应用之各种实体建筑的模型

三维建模技术在建筑行业得到了充分的发挥，利用三维建模技术和数学知识的结合，再经过相应的技术改造，就能创造出一个建筑的模型，供人们快速地看出这个模型的优缺点和局限性，通过横向的观察和纵向的检查，有利于建模的精准性，从而使人们可以建造出最精确，最完美的模型。

4.3 三维建模技术之虚拟现实的应用

虚拟现实通过电脑创建人工的多媒体空间，是我们大脑想象出来的，或许已经消失了的，通过相应的技术，让它再次出现在我们眼前，让我们有种故地重游的感觉，它既可以是现实存在的画面，也可以是虚拟的画面，既能够让我们与其互动又能让我们沉浸在里面。有了三维建模技术与之结合，更大的体现出了它的创新性，在军事和航天领域起到了非常重要的作用，并且还被广泛地应用于医疗、娱乐、工业制造、建筑和商业等。

4.4 三维建模技术之教育领域仿真的应用

在传统教育手段的基础上加上三维技术的应用，可以使教学课堂变得更加有活力，也可以使教学任务变得容易一些，还可以使学生充分地理解困难的知识点。三维建模技术可以使数学中的某些几何图形、某些坐标轴真实地展现在眼前，让人能够清楚、清晰地看到，并都能透彻理解。有了三维建模技术的支持，教师和学生们上课也更轻松，使整个教育领域发生了翻天覆地的变化，打破了人们对传统教育手段的认识。

其实，建模技术的应用很宽泛，可以和IBM技术结合，也可以和数学、地理、物理等科目进行交互，和不同的实物都会产生奇妙的科学反应。这项技术的相关技术也在日益成熟，许多国家不断地开发出新产品，某一天这项伟大的技术开发出来的东西将会成为人们生活中的必需品。

4.5 三维建模技术之汽车交互的应用

随着科技的发展，越来越多的人想要拥有自己的汽车，也有很多的人想学车，有了三维技术和虚拟现实的应用，就能使人们在虚拟的世界里练习开车，这是一种沉浸式的体验，让人们能够更加深入地了解开车，并能够成功地通过驾车的练习，给人们带来更多的便利，还可以为驾驶人员提供更准确、实时的驾驶信息，极大限度地保障了驾驶人员的安全，也为未来的科技化打下了坚实的基础。

5    结语

在未来世界将呈现的是一幅高科技、人工智能、数字化的画面，为我们拿快递的会是机器人，为我们送餐的会是机器人，為我们服务的可能是机器人。在数字媒体背景下的三维建模技术，未来发展前景宽广，存活时间长，不会被快速淘汰。三维建模具有更方便和直观性、包含信息更丰富和完整性强的特征。以后的三维建模技术将更标准、集成化、智能化、网络化，专业性和真实性更强。三维建模会是未来世界发展的主流趋势，而对于现阶段的技术人员来讲也是一种巨大的挑战，如何能灵活地运用这项技术，如何能真正地掌握这项技术，如何能在大数据的时代下突出对三维建模技术的独特应用，对技术人员来说是一项重大的工程。从不同角度来看，三维建模技术在计算机技术中占有举足轻重的作用。

[参考文献]

[1]吴晓红，浅谈三维建模技术的研究现状[J].科学技术创新，2020（23）：133-134.

[2]陈凤启，浅谈三维建模的发展与应用[J].中国科技博览，2017（29）：191.

（编辑 何 琳）