本教程向朋友們介紹MAYA人頭建模終極秘笈 。教程可謂經(jīng)典到掉渣。深入的從MAYA人頭建模各個層面詳盡的介紹了人頭建模的方法和所有應(yīng)當注意的細節(jié)。轉(zhuǎn)發(fā)腳本之家。和腳本之家學(xué)習(xí)MAYA的朋友們一起學(xué)習(xí)。

一、簡介

建立可信的人臉 ， 是每一個三維藝術(shù)家的最終目標之一。但是要獲得真實和自然的作品需要我們在每一步都做到最好，包括資料的收集、模型的規(guī)劃、紋理的繪制和最后的渲染等等。在這篇文章中我講解研究建模的過程，談?wù)撊绾问褂肕aya或其它工具怎么一步步的完成模型。如：工作的流程、建模的不同方法、拓補的結(jié)構(gòu)、常見的錯誤等等。

二、開始建模前的準備

在進入建模之前，我研究了怎樣獲得好的參考圖片或是繪制的概念圖。這些東西對我們后期的建模有非常重要的作用，參考圖片和概念圖的質(zhì)量將直接影響到我的模型的準確性。如果我們在這個過程中犯了錯誤，那將在建模的時候遇到很多問題，可能我們模型會在匹配正面的圖片，但側(cè)面確看起來不是那么回事。這些錯誤將耗費我們大量的時間去修改。

如果我們要使用真人的照片來做參考，那么照片的角度是非常重要的，否則我們的模型將是錯誤的，而我們會不得不花費大量的時間來調(diào)整。另外我們也要考慮到照相機的焦距，焦距越長越接近我們參考模型用的視角。然而從理論上說因為視角的變化我們得到的照片總是和真人有區(qū)別的，我們參考圖片做冊模型會比真人略胖，當然這個問題可以通過后期的修改來解決。另外我們還需要考慮圖片上燈光，太亮或太暗的光線的圖片會隱藏很多細節(jié)，所以我們不能使用。

比較差的參考圖片，盡量不要使用下面這樣的圖片

圖片1

比較好的參考圖片

圖片2

在Maya里建立參考圖片因為視角的差異，我們無法直接從照相機獲得直接用于Maya的參考圖片，我們應(yīng)該在Photoshop中進一步修正我們需要的圖片。

下面的正側(cè)面細節(jié)不能匹配

圖片3

我們通過修改讓圖片匹配

圖片4

三、布線的規(guī)劃和拓補
在建模前，我們需要對模型的布線進行規(guī)劃，否則我們將獲得很多不必要面、三角面或是超過四邊的面等等。在一開始我們可以勾勒出頭部的主要形狀，然后以邊為基礎(chǔ)制作良好的拓補結(jié)構(gòu)。

圖片5

為什么要這么做？
因為好的拓補結(jié)構(gòu)一方面決定了頭部的主要特征，另一方面也可以讓頭部特寫動畫和表情動畫更加準確和真實。如果我們搞砸了頭部的拓補，那么會讓我們的動畫看上去很不真實和自然。另外好的拓補結(jié)構(gòu)也可以讓我們用更上的面來表現(xiàn)真實自然的頭部模型。

圖片6

三點一：人臉的拓補

那么什么是好的拓補？我們怎樣才能知道什么是好的什么什么是壞的？為了回答這個問題我們應(yīng)該先去看看人頭的解剖。應(yīng)該看下人頭的形狀、肌肉和頭骨的組成、鼻子和嘴唇肌肉的折疊。

圖片7

圖上的這些肌肉能夠幫助我們確定形狀或是表面的拓補，我們應(yīng)該盡量了解它們。它們是面部表情的主要來源。

面部的肌肉是如何工作的：
我們可以想象是一個泡沫躺在一個有厚厚橡膠板的桌面上。當我們拉起一部分時候會表面會形成皺紋。

圖片8

因此，我們說形成拓撲的基礎(chǔ)是是面部的肌肉，這需要我們?nèi)ズ煤昧私饧∪夂兔娌拷馄蕦W(xué)。但是我們制作的模型不可能是完全真實的，如果試圖去制作每塊肌肉和皺紋，這將導(dǎo)致我們的制作工作進入死胡同。我們最好適當?shù)目鋸垐D片上的皺紋。

圖片9

三點二：拓補

這是我們應(yīng)該如何對參考圖像進行拓撲結(jié)構(gòu)素描基本的例子。
紅線是主要的皺紋

圖片10

藍線是邊的布置

在解剖上人類的面部結(jié)構(gòu)的99%是相似的，拓補不會發(fā)生重大的變化，所有下面這些好的和壞的例子都可以分析和參考。

好的

圖片11

壞的

圖片12

三點三：建模的規(guī)則

人臉的建模也是有規(guī)則的，簡單歸納一下：

1、盡量使用少的面制作模型

2、盡量使用四邊面，必要的時候也可以使用三角面，只要不影響動畫。

3、盡量避免五星或多星，實在無法避免就把它們放置在不容易看到的位置。

圖片13

4、四邊面盡量保持豐滿的四邊正方形，減少菱形或細長的面。

5、邊最好不要橫跨表面，最壞的情況是邊正好和表面成45度的交叉，如下圖：

圖片14

越是的多的邊和面越是能讓我們的模型更真實，但是多的面讓我們很難編輯模型，比較合理的方法是：制作兩個級別的模型。使用高級別的模型的細節(jié)生成法線和置換貼圖，然后賦予低級別的模型。

四、建模

建模沒有固定的規(guī)則，有很多的方法，每人都可以采用自己認為舒適的方法，下面是一些我知道的方法：

四點一：多邊形建模

多邊形建模是目前最流行最基本最直接的建模方法，它有多種不同的開始方式。.

圖片15

如圖，這是從原始的形狀開始（可以是立方體、也可以是球等），圖上就是通過修改原始的立方體來獲得人頭的的基本網(wǎng)格，然后再在增加更多的邊和面來制作眼睛、鼻子、嘴等……。

圖片16

從曲線開始，有的人喜歡從曲線開始，通過參考圖片的參照形成基本的頭部網(wǎng)格，分別擠出其它部分后，最后成為完整的臉部模型。

圖片17

從平面（plane）開始，利用平面粗略的拓補切割加線，一旦形成基本的拓補結(jié)構(gòu)后，配合側(cè)面的參考圖片拉點，最后形成面部的模型。

四點二：細分建模

圖片18

這也可以被稱為多邊形建模，沒有多少人選擇這個方法。一開始它同樣也是多邊形來制作基本的模型，當完成后通過細分層級來制作更多的細節(jié)，在編輯的過程中我們可以來回的編輯不同的頂點。它的優(yōu)點是層極結(jié)構(gòu)的工作流程，當我們需要改變頭部基本形狀時可以輕松編輯第一級的頂點，而不用受高細節(jié)級別頂點的干擾。另外低級別時模型的拓補不需要非常完美，我們可以在高級別來修正，而且不會丟失任何細節(jié)。

四點三：nurb建模

圖片19

nurb用來制作汽車摩托車等是非常強大的。但是如果用來制作頭部模型或是其他的有機物，需要取決于我們對nurb工作流程的善于使用和熟悉。通常我們將nurb制作基本的人頭模型，然后將模型轉(zhuǎn)為多邊形或是細分來進一步制作。

四點四：zbrush/mudbox造型建模

圖片20

zbrush/mudbox造型建模是人頭模型制作的另一個方法，我們可以用z球或是其他任何粗糙的基本人頭模型開始，然后進行雕刻和補充細節(jié)，當我們滿足模型的細節(jié)后，我們可以使用拓補工具創(chuàng)建一個級別低的模型，并且和高級別模型特征基本相同。
這個方法的優(yōu)點是我們可以使用數(shù)百萬的面來制作模型，而且在建模時只考慮模型的制作而不去考慮拓補，可以先建模后拓補。此外高細節(jié)的模型可以用來生成法線、置換等貼圖來用在后面的流程里。

缺點是需要大量的時間，我們需要制作高細節(jié)的模型也需要制作低細節(jié)的模型，另外還需要有良好的雕刻技能 ，良好的造型能力，當然我認為這些缺點不能稱為缺點。這是非常好的方法，現(xiàn)在很多人都在使用。

說一下我自己的建模流程：用maya制作基本的頭部模型，然后使用zbrush雕刻，使用拓補制作低級別模型并輸出，并使用zbrush輸出法線和置換貼圖。

五、常見的錯誤和技巧
盡管我們使用了不同的建模方法，但是有一些常見的錯誤需要我們注意

五點一：眼區(qū)

圖片21

眼睛是心靈的窗戶，它是2d和3d中最重要的部分，觀眾總是首先看角色的眼睛，它讓角色的臉部具有鮮明的性格特征。我們需要在眼睛部分花去額外多的時間。

眼瞼如果直接和眼球相交看起來不是很自然。我們需要在眼瞼和眼球相交的地方形成一個厚度。如圖藍線畫出來的部分。

圖片22

眼睛的眼角必須通過建模制作出來，否則會看上去形成一個洞。最好和眼區(qū)做成統(tǒng)一的的網(wǎng)格。.

圖片23

上眼瞼的建模也經(jīng)常有人會犯錯誤，直接在眼區(qū)周圍做一圈直接環(huán)線，而實際在，并不是一圈環(huán)線，在眼角的部分有一個小面打破了這圈環(huán)線。

圖片24

從遠距離看這些細節(jié)并不明顯，但是一旦靠近觀察，這些細節(jié)將讓眼睛更加真實和深情。

五點二：眼球

先來看一下比較差的眼球模型

圖片25

真實的眼睛照片

圖片26

眼球是經(jīng)常被低估的模型部分，他們通常只用一個球體來表現(xiàn)眼球，這讓眼睛看上去象機器人的眼睛。而現(xiàn)實中我們可以看到眼球是在眼睛更深的部分并有反射。我們仿照真實眼睛的解剖，使用兩個不同的模型來表現(xiàn)眼球。這兩不部分可以是角膜和眼睛球。

角膜是一個球體，它是透明的，中心部分有更大彎曲，在上面有高光、反射甚至折射。眼睛球也是一個球體，但是中心向內(nèi)凹，形成虹膜；這樣可以讓我們的眼球更加真實可信。

圖片27

在眼球和眼瞼之間的眼水部分也可以建模，讓我們的眼球更真實。

圖片28

五點三，眼淚和睫毛
人的下眼睫毛少于上眼睫毛，內(nèi)眼角的淚腺也是眼睛重要的組成部分。

圖片29

我發(fā)現(xiàn)很多人喜歡用平面紋理來模擬睫毛，這樣會讓睫毛顯示的很平，效果不好。也有的人喜歡用毛發(fā)系統(tǒng)或發(fā)毛插件來做睫毛，這樣的效果也不好，最好的方法還是使用多邊形來制作睫毛。多邊形眼睫毛有更好的外觀和更好的陰影。

圖片30

我們可以使用maya的毛發(fā)系統(tǒng)或是插件先來制作睫毛，然后將他們轉(zhuǎn)為多邊形。我使用maya的paintfx來制作睫毛，然后將他們轉(zhuǎn)為多邊形。同時我也保存一份paintfx來制作睫毛，這樣我可以隨時修改睫毛的參數(shù)。

五點四 鼻子和嘴唇

鼻子和嘴唇在臉上都是最微妙的形狀，要想做好關(guān)鍵在于了解這兩個部分骨骼和肌肉的形式。

圖片31

下面這些圖片展示了這兩部分好的模型拓補。

圖片32

下面是比較差的鼻子和嘴的拓補

圖片33

五點五：下巴

下巴方面我們應(yīng)該采取方形區(qū)域連接邊線的結(jié)構(gòu)，這樣我們可以更容易的調(diào)節(jié)下巴的結(jié)構(gòu)。下巴的邊緣線應(yīng)該終止在耳朵的位置，這樣可以讓我們的下頜骨看上去更漂亮。

圖片34

五點六 耳朵

耳朵是個棘手的部分，它有大量的螺旋的形狀，如果不注意會用去大量的面。通常的做法是將耳朵單獨制作，然后再調(diào)整來適合整個臉的拓補。在縫合頭和耳朵的時候可能會有一些三角面，但是不容易看到，所以這沒有什么關(guān)系。另外單獨制作的耳朵模型可以用于各個頭部。

圖片35

六、優(yōu)化

時刻記著，我們現(xiàn)在的模型是否適合后面的流程，在進入下一個步驟前多花時間檢查模型的拓補。讓我們的工作在后面變的更容易。
盡可能的保持模型左右對稱，除非臉左右有很大的的區(qū)別，這樣可以方便展uv。

圖片36

總結(jié)：

人臉建模是3d圖形的共同話題。 可以說人臉建模是簡單的，但困難在于真實的細節(jié)和形狀的和諧。有時一個小小的變化可導(dǎo)致巨大的差異，有時也很難評估臉上的表情對還是錯。如果看起來不對，這部分又應(yīng)進行怎么樣的修改？一個真實成功的人臉模型 ，取決于紋理，著色和照明，但如果沒有一個真實的模型基礎(chǔ)，永遠無法成功做出真實的人頭模型。

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如果我們要使用真人的照片來做參考，那么照片的角度是非常重要的，否則我們的模型將是錯誤的，而我們會不得不花費大量的時間來調(diào)整。另外我們也要考慮到照相機的焦距，焦距越長越接近我們參考模型用的視角。然而從理論上說因為視角的變化我們得到的照片總是和真人有區(qū)別的，我們參考圖片做冊模型會比真人略胖，當然這個問題可以通過后期的修改來解決。另外我們還需要考慮圖片上燈光，太亮或太暗的光線的圖片會隱藏很多細節(jié)，所以我們不能使用。

比較差的參考圖片，盡量不要使用下面這樣的圖片

圖片1

比較好的參考圖片

圖片2

在Maya里建立參考圖片因為視角的差異，我們無法直接從照相機獲得直接用于Maya的參考圖片，我們應(yīng)該在Photoshop中進一步修正我們需要的圖片。

下面的正側(cè)面細節(jié)不能匹配

圖片3

我們通過修改讓圖片匹配

圖片4

三、布線的規(guī)劃和拓補
在建模前，我們需要對模型的布線進行規(guī)劃，否則我們將獲得很多不必要面、三角面或是超過四邊的面等等。在一開始我們可以勾勒出頭部的主要形狀，然后以邊為基礎(chǔ)制作良好的拓補結(jié)構(gòu)。

圖片5

為什么要這么做？
因為好的拓補結(jié)構(gòu)一方面決定了頭部的主要特征，另一方面也可以讓頭部特寫動畫和表情動畫更加準確和真實。如果我們搞砸了頭部的拓補，那么會讓我們的動畫看上去很不真實和自然。另外好的拓補結(jié)構(gòu)也可以讓我們用更上的面來表現(xiàn)真實自然的頭部模型。

圖片6

三點一：人臉的拓補

那么什么是好的拓補？我們怎樣才能知道什么是好的什么什么是壞的？為了回答這個問題我們應(yīng)該先去看看人頭的解剖。應(yīng)該看下人頭的形狀、肌肉和頭骨的組成、鼻子和嘴唇肌肉的折疊。

圖片7

圖上的這些肌肉能夠幫助我們確定形狀或是表面的拓補，我們應(yīng)該盡量了解它們。它們是面部表情的主要來源。

面部的肌肉是如何工作的：
我們可以想象是一個泡沫躺在一個有厚厚橡膠板的桌面上。當我們拉起一部分時候會表面會形成皺紋。

圖片8

因此，我們說形成拓撲的基礎(chǔ)是是面部的肌肉，這需要我們?nèi)ズ煤昧私饧∪夂兔娌拷馄蕦W(xué)。但是我們制作的模型不可能是完全真實的，如果試圖去制作每塊肌肉和皺紋，這將導(dǎo)致我們的制作工作進入死胡同。我們最好適當?shù)目鋸垐D片上的皺紋。

圖片9

三點二：拓補
這是我們應(yīng)該如何對參考圖像進行拓撲結(jié)構(gòu)素描基本的例子。
紅線是主要的皺紋

圖片10

藍線是邊的布置

在解剖上人類的面部結(jié)構(gòu)的99%是相似的，拓補不會發(fā)生重大的變化，所有下面這些好的和壞的例子都可以分析和參考。

好的

圖片11

壞的

圖片12

三點三：建模的規(guī)則
人臉的建模也是有規(guī)則的，簡單歸納一下：
1、盡量使用少的面制作模型
2、盡量使用四邊面，必要的時候也可以使用三角面，只要不影響動畫。
3、盡量避免五星或多星，實在無法避免就把它們放置在不容易看到的位置。

圖片13

4、四邊面盡量保持豐滿的四邊正方形，減少菱形或細長的面。
5、邊最好不要橫跨表面，最壞的情況是邊正好和表面成45度的交叉，如下圖：

圖片14

越是的多的邊和面越是能讓我們的模型更真實，但是多的面讓我們很難編輯模型，比較合理的方法是：制作兩個級別的模型。使用高級別的模型的細節(jié)生成法線和置換貼圖，然后賦予低級別的模型。

四、建模
建模沒有固定的規(guī)則，有很多的方法，每人都可以采用自己認為舒適的方法，下面是一些我知道的方法：

四點一：多邊形建模
多邊形建模是目前最流行最基本最直接的建模方法，它有多種不同的開始方式。.

圖片15

如圖，這是從原始的形狀開始（可以是立方體、也可以是球等），圖上就是通過修改原始的立方體來獲得人頭的的基本網(wǎng)格，然后再在增加更多的邊和面來制作眼睛、鼻子、嘴等……。

圖片16

從曲線開始，有的人喜歡從曲線開始，通過參考圖片的參照形成基本的頭部網(wǎng)格，分別擠出其它部分后，最后成為完整的臉部模型。

圖片17

從平面（plane）開始，利用平面粗略的拓補切割加線，一旦形成基本的拓補結(jié)構(gòu)后，配合側(cè)面的參考圖片拉點，最后形成面部的模型。

四點二：細分建模

圖片18

這也可以被稱為多邊形建模，沒有多少人選擇這個方法。一開始它同樣也是多邊形來制作基本的模型，當完成后通過細分層級來制作更多的細節(jié)，在編輯的過程中我們可以來回的編輯不同的頂點。它的優(yōu)點是層極結(jié)構(gòu)的工作流程，當我們需要改變頭部基本形狀時可以輕松編輯第一級的頂點，而不用受高細節(jié)級別頂點的干擾。另外低級別時模型的拓補不需要非常完美，我們可以在高級別來修正，而且不會丟失任何細節(jié)。

四點三：nurb建模

圖片19

nurb用來制作汽車摩托車等是非常強大的。但是如果用來制作頭部模型或是其他的有機物，需要取決于我們對nurb工作流程的善于使用和熟悉。通常我們將nurb制作基本的人頭模型，然后將模型轉(zhuǎn)為多邊形或是細分來進一步制作。

四點四：zbrush/mudbox造型建模

圖片20

zbrush/mudbox造型建模是人頭模型制作的另一個方法，我們可以用z球或是其他任何粗糙的基本人頭模型開始，然后進行雕刻和補充細節(jié)，當我們滿足模型的細節(jié)后，我們可以使用拓補工具創(chuàng)建一個級別低的模型，并且和高級別模型特征基本相同。
這個方法的優(yōu)點是我們可以使用數(shù)百萬的面來制作模型，而且在建模時只考慮模型的制作而不去考慮拓補，可以先建模后拓補。此外高細節(jié)的模型可以用來生成法線、置換等貼圖來用在后面的流程里。

缺點是需要大量的時間，我們需要制作高細節(jié)的模型也需要制作低細節(jié)的模型，另外還需要有良好的雕刻技能 ，良好的造型能力，當然我認為這些缺點不能稱為缺點。這是非常好的方法，現(xiàn)在很多人都在使用。

說一下我自己的建模流程：用maya制作基本的頭部模型，然后使用zbrush雕刻，使用拓補制作低級別模型并輸出，并使用zbrush輸出法線和置換貼圖。

五、常見的錯誤和技巧
盡管我們使用了不同的建模方法，但是有一些常見的錯誤需要我們注意

五點一：眼區(qū)

圖片21

眼睛是心靈的窗戶，它是2d和3d中最重要的部分，觀眾總是首先看角色的眼睛，它讓角色的臉部具有鮮明的性格特征。我們需要在眼睛部分花去額外多的時間。
眼瞼如果直接和眼球相交看起來不是很自然。我們需要在眼瞼和眼球相交的地方形成一個厚度。如圖藍線畫出來的部分。

圖片22

眼睛的眼角必須通過建模制作出來，否則會看上去形成一個洞。最好和眼區(qū)做成統(tǒng)一的的網(wǎng)格。.

圖片23

上眼瞼的建模也經(jīng)常有人會犯錯誤，直接在眼區(qū)周圍做一圈直接環(huán)線，而實際在，并不是一圈環(huán)線，在眼角的部分有一個小面打破了這圈環(huán)線。

圖片24

從遠距離看這些細節(jié)并不明顯，但是一旦靠近觀察，這些細節(jié)將讓眼睛更加真實和深情。

五點二：眼球
先來看一下比較差的眼球模型

圖片25

真實的眼睛照片

圖片26

眼球是經(jīng)常被低估的模型部分，他們通常只用一個球體來表現(xiàn)眼球，這讓眼睛看上去象機器人的眼睛。而現(xiàn)實中我們可以看到眼球是在眼睛更深的部分并有反射。我們仿照真實眼睛的解剖，使用兩個不同的模型來表現(xiàn)眼球。這兩不部分可以是角膜和眼睛球。

角膜是一個球體，它是透明的，中心部分有更大彎曲，在上面有高光、反射甚至折射。眼睛球也是一個球體，但是中心向內(nèi)凹，形成虹膜；這樣可以讓我們的眼球更加真實可信。

圖片27

在眼球和眼瞼之間的眼水部分也可以建模，讓我們的眼球更真實。

圖片28

五點三，眼淚和睫毛
人的下眼睫毛少于上眼睫毛，內(nèi)眼角的淚腺也是眼睛重要的組成部分。

圖片29

我發(fā)現(xiàn)很多人喜歡用平面紋理來模擬睫毛，這樣會讓睫毛顯示的很平，效果不好。也有的人喜歡用毛發(fā)系統(tǒng)或發(fā)毛插件來做睫毛，這樣的效果也不好，最好的方法還是使用多邊形來制作睫毛。多邊形眼睫毛有更好的外觀和更好的陰影。

圖片30

我們可以使用maya的毛發(fā)系統(tǒng)或是插件先來制作睫毛，然后將他們轉(zhuǎn)為多邊形。我使用maya的paintfx來制作睫毛，然后將他們轉(zhuǎn)為多邊形。同時我也保存一份paintfx來制作睫毛，這樣我可以隨時修改睫毛的參數(shù)。

五點四 鼻子和嘴唇
鼻子和嘴唇在臉上都是最微妙的形狀，要想做好關(guān)鍵在于了解這兩個部分骨骼和肌肉的形式。

圖片31

下面這些圖片展示了這兩部分好的模型拓補。

圖片32

下面是比較差的鼻子和嘴的拓補

圖片33

五點五：下巴
下巴方面我們應(yīng)該采取方形區(qū)域連接邊線的結(jié)構(gòu)，這樣我們可以更容易的調(diào)節(jié)下巴的結(jié)構(gòu)。下巴的邊緣線應(yīng)該終止在耳朵的位置，這樣可以讓我們的下頜骨看上去更漂亮。

圖片34

五點六 耳朵
耳朵是個棘手的部分，它有大量的螺旋的形狀，如果不注意會用去大量的面。通常的做法是將耳朵單獨制作，然后再調(diào)整來適合整個臉的拓補。在縫合頭和耳朵的時候可能會有一些三角面，但是不容易看到，所以這沒有什么關(guān)系。另外單獨制作的耳朵模型可以用于各個頭部。

圖片35

六、優(yōu)化
時刻記著，我們現(xiàn)在的模型是否適合后面的流程，在進入下一個步驟前多花時間檢查模型的拓補。讓我們的工作在后面變的更容易。
盡可能的保持模型左右對稱，除非臉左右有很大的的區(qū)別，這樣可以方便展uv。

圖片36

總結(jié)：
人臉建模是3d圖形的共同話題。 可以說人臉建模是簡單的，但困難在于真實的細節(jié)和形狀的和諧。有時一個小小的變化可導(dǎo)致巨大的差異，有時也很難評估臉上的表情對還是錯。如果看起來不對，這部分又應(yīng)進行怎么樣的修改？一個真實成功的人臉模型 ，取決于紋理，著色和照明，但如果沒有一個真實的模型基礎(chǔ)，永遠無法成功做出真實的人頭模型。