数字雕塑毕业论文

数字雕塑软件的真正发展虽然是从近两年才开始，但发展的速度却非常迅猛，不但在软件的数量和功能上有突飞猛进的提高，在行业的应用上也有很大的拓展，从游戏行业到影视动画再到玩具手办制作，我们都越来越多的看到数字雕塑软件的身影。       并且，数字雕塑软件的出现也改变了很多设计师的工作流程。强大的雕塑建模功能和颜色绘制功能解放了艺术家的灵感，可以让设计师把更多的精力关注在设计和创作上，将软件的操作难度降到最低。从目前网络上公布的多个游戏或电影的项目流程中，我们都可以看到数字雕塑软件正在让以往的流程变得更加合理、高效和方便。        目前数字雕塑软件主要有三个类别，一是以ZBrush为代表的数字雕塑软件，这类软件的主要功能是雕塑模型，它制作模型的功能强大，并且对多边形面数的支持高。二是带有数字雕塑功能的三维软件。例如Modo、Silo等，这类软件的功能更多，由于雕塑模型并不是它的主要功能，所以在雕塑功能和面数支持上都比不上前一类软件。但使用这类软件可以避免在不同的软件中频繁切换。另外现在也有越来越多的软件集成了数字雕塑功能，例如3D Max和Maya。第三类是一些工业设计方面的软件，比较著名的有FreeForm等，一些浮雕软件也可以归在这个类别里，这些软件相对于前两类软件应用的范围更专一，使用的用户也少很多。         本篇将关注以雕塑模型为主要功能的数字软件，代表是ZBrush、Mudbox、3D-Coat。这里需要做一点说明，对这些数字雕塑软件进行比较，并不是为了告诉大家哪些软件更好哪些软件不好。因为我们坚信：没有最好的软件只有最合适的软件，根据项目和自己的能力选择最合适的软件是比较明智的行为。在下面的内容里，我们将更多的介绍这几个软件的优点和功能，比较它们的不同和缺陷，希望能够帮助朋友们选择出更为合适自己的数字雕塑软件。 目前主流的数字雕塑软件介绍 目前主流的数字雕塑软件是ZBrush和Mudbox。而3D-Coat相对于前两款软件而言还略有些稚嫩，之所以我们会将它也加到这里，其主要原因是看好它的发展前景，3D-Coat目前正在持续不断的做着快速更新，而且在某些功能上也显示了开发者不俗的能力，更重要的是，它是一款唯一有中文界面的数字雕塑软件，对广大的中文用户来说是个不错的选择。下面我们先对三个软件进行一些简单的介绍。 数字雕塑软件里的泰山北斗:ZBrush ZBrush在数字雕塑软件里可以用泰山北斗来称呼了，它出现的时间最早，最为广大用户所熟悉，目前在各种项目中应用也最为广泛。ZBrush是由Pixologic在1999年开发推出的一款跨时代的软件，到今天已经有了十年的历史，它是第一个让艺术家可以自由创作的设计工具！它的出现完全颠覆了过去传统三维设计工具的工作模式，开创了数字雕塑软件的一个先河。 ZBrush的发展过程中比较重要的版本有、、等，这些版本的每一次更新都让软件功能有了很大的发展，尤其是2007年Pixologic推出的版本，这个版本的推出让软件功能有了新的飞跃，设计师可以更加自由的制作自己的模型，使用更加细腻的笔刷塑造细节。ZBrush目前是很多游戏和影视数字特效中的重要辅助工具。 ZBrush是一款纯美国血统的软件，它的开发公司Pixologic总部设置在美国的洛杉矶，开发部门在美国的硅谷，2008年Pixologic推出了ZBrush的最新版本，但是这个版本只针对Mac系统用户，尽管更多的PC用户对新的版本或是版本都相当的期待并表现出了不少的热情，但是Pixologic官方论坛上总是以新版本会有的这句话来打发大家，难免让人有些失落，希望在2009年我们能看到期盼已久的新版本。 背靠大树好乘凉：Mudbox Mudbox最初是由新西兰Skymatter公司开发的一款独立运行且易于使用的数字雕刻软件，软件推出时被网络上冠以ZBrush杀手的称号，作为ZBrush的直接竞争对手出现。不过虽然当时的经过了多位CG艺术家及程序员开发和测试，并盛传软件应用到了著名电影《金刚》的生产线上，但在实际使用中，大部分用户还是觉的ZBrush在雕刻的流畅性上和多边形面数的支持上做的更好。当然Mudbox也以它更接近传统三维软件的界面和操作方式吸引到了不少的用户，以至于在2006年8月被美国龙头老大Autodesk公司收购，成为了Autodesk公司的产品。从那时开始Mudbox真的算是靠到了一颗大树上。至于Autodesk公司是怎样的一颗大树，就不用在这里多费笔墨了，它旗下那些耀眼的软件即使在大白天的中午也能放射出将人双眼刺瞎的光芒：Maya、Max、Softimage……有了Autodesk公司的庞大技术和资金的支持，Mudbox的发展的确更加快速，先后推出了Mudbox2和Mudbox2009、Mudbox2009 SP1、Mudbox2009 SP2。不但更新的速度越来越快，在功能上也有很大的进步，如果在足够的硬件支撑下Mudbox2009 SP2能支撑数千万的多边形数量，并且支持更多的实时渲染效果。毫无疑问Mudbox靠着Autodesk公司正在成为ZBrush越来越强劲的竞争对手。 打着中文标记的明日之星：3D-Coat 相对于前两个软件来说，3D-Coat的名气要小很多了，这是由乌克兰开发的数字雕塑软件，我们可以先看看官方的介绍：3D -Coat是专为游戏美工设计的软件，它专注于游戏模型的细节设计，集三维模型实时纹理绘制和细节雕刻功能为一身，可以加速细节设计流程，在更短的时间内创造出更多的内容。只需导入一个低精度模型，3D-Coat便可为其自动创建UV，一次性绘制法线贴图、置换贴图、颜色贴图、透明贴图、高光贴图。最大材质输出支持4096*4096做到真正的无缝输出 实际上，由于3D-Coat这款软件正在不断的更新，它官方的介绍已经有些落后了，目前最新的系列版本不但可以进行前面说的细节雕刻和各种贴图绘制，还增加了拓扑功能，体积雕塑功能，硬件渲染功能等等，由于软件的更新速度实在太快，以至于我们目前还不能说3D-Coat最后会发展成为一款什么样的数字雕塑软件。 另外需要提到的是，软件的开发者在软件的信息中说他们是虔诚的基督徒，所以请用户不要将软件用于开发淫秽和色情的项目当中。由于软件是可以选择中文界面，所以我们可以很方便的阅读到这些有趣的信息。 软件最重要的还是功能，各种功能直接关系到用户对软件的评价，功能强大，使用简单的软件始终是软件开发者和用户的追求。在下面的内容中我们将对这三款数字雕塑软件的各种主要功能做一些比较，让大家从软件的功能上更加了解它们。 核心雕塑功能的比较 数字雕塑软件最核心的功能当然是模型的雕塑功能，这里我们首先来看看这三款软件给我们提供了一些什么样的雕塑工具。 在软件中默认提供了三十余种笔刷作为主要的雕塑工具，用户可以很方便的选择它们来制作各种模型，除此之外，ZBrush还提供了强大的自定义笔刷功能，只要用户愿意，完全可以制作出适合自己的各种独特笔刷。 另外还提供了多种笔划形式来控制笔刷的散布，以及各种的Alpha图片去控制笔刷的形状。同样Alpha图片是可以通过用户自己制作来不断扩充的。在雕塑的工具提供上ZBrush基本已经做到尽善尽全。 Mudbox2009同样也提供了各种笔刷来作为雕刻工具，不过数量上比ZBrush要少一些，只有二十余种。这其中Freeze、Mask和Earse三种严格来说不能算是雕塑笔刷，所以实际上Mudbox提供的雕塑笔刷主要是16种，大概是ZBrush的一半。另外在笔刷的自定义上，Mudbox没有提供更多的笔刷自定义功能，所以在定制笔刷方面功能显的略弱。 Mudbox同样也提供了Stamp图片来定义笔刷的形状，也可以通过自己制作Stamp图片来扩充默认的内容。但是Mudbox没有提供笔划功能来控制笔刷的散布，例如在绘制一些重复的细致纹理时，做不到像ZBrush那样方便，Mudbox在这个方面是通过笔刷来实现的，也就是将拥有不同笔划的笔刷定义为一个单独的笔刷，这样做无疑限制了用户组合笔刷、笔划、笔头（Alpha或Stmap）的自由，而且Mudbox提供的笔刷本来就少，所以总的来看Mudbox提供的雕塑笔刷在自定义、组合及数量上都不是太多。再来看看3D-Coat，3D-Coat的雕塑功能一直在更新。以前的雕塑功能显的比较粗糙，到了后开发出了体积雕塑功能让情况有所改观。雕塑的模型在细致程度上有不少的进步。所以我们直接比较3D-Coat的体积雕塑功能，不再提以前的雕塑功能（以前的普通雕刻功能在中仍然存在）。与前两种软件不同的是，它没有以图标的形式提供雕塑笔刷来给用户选择雕塑工具，只提供了一些雕塑工具的按钮来选择。这样在工具的直观性上就远远低于前面的软件。另外这些雕塑工具的易用性也比较值得考究，有的工具在发展上明显还不成熟，只属于实验性的工具。不过体积雕塑对于3D-Coat同样也是刚开发出来的功能，有很多部分都需要花时间进一步去修正和提升。 模型绘制功能的比较 ZBrush的模型绘制功能分为两个部分，一个是多边形绘制功能，也可以说是顶点颜色绘制功能。在ZBrush中可以直接将颜色绘制在模型上，不需要考虑模型UV，绘制的时候可以使用大部分雕塑笔刷作为颜色绘制的笔刷。绘制的颜色可以方便的转换为模型的贴图。ZBrush也同时可以绘制模型的贴图，只要给模型指定了UV，就可以使用ZBrush专用的投影大师来绘制贴图，使用的绘制工具也不少，可以使用数十个的笔刷。绘制的贴图不但可以输出到其它软件使用，也可以方便的转换为模型颜色。Mudbox没有模型颜色绘制功能，但是可以使用系统自带的铅笔、毛笔、喷笔等工具来绘制模型的贴图，同时绘制贴图时还可以进行分层绘制，这个功能方便用户优化自己的工作流程和修改已经绘制好的贴图。与ZBrush不同的是，Mudbox不但可以绘制颜色贴图，还可以绘制高光、凹凸、反射等多种贴图。从贴图绘制这个功能上来讲，Mudbox比ZBrush要完善很多。 3D-Coat同样没有模型颜色绘制功能，但是在贴图绘制功能上却有自己独到之处，除了可以绘制模型的颜色和高光贴图以外，还可以直接绘制模型的法线贴图。这是3D-Coat相当方便的一个功能。在3D-Coat中的模型实际上有两个细分的级别，一个是高面一个是中面，我们在视图中看到的模型是贴上了高面模型生成的法线贴图的中面模型。我们在这个中面模型上进行普通的雕刻时（非体积雕塑功能）实际上是在绘制模型的法线贴图，在模型绘制完成后，我们可以直接在菜单里将绘制的这个法线贴图导出。同时也可以将我们的绘制保存为置换贴图。这个功能与ZBrush和Mudbox根据模型本身来烘焙法线贴图而言，无疑是多了很大的自主性和方便性。 3D-Coat的绘制同样可以设置图层。而且，图层的功能还相当的强大，有多个图层的混合参数以及图层的效果参数。从图层功能上来讲，三个软件中3D-Coat做的最好，提供了更多更方便的调节方法。 各种拓展功能的简单介绍 三款软件除了共有的一些功能外，还有一些各自比较独特的功能，这些功能当然是无法比较的，但是我们在这里仍然想简单的介绍一些，让大家能有更多的了解。 先说说ZBrush的一些功能，比较突出的有的绘画功能，这个功能可以让ZBrush从一个三维的雕塑软件转变成为一个二维的绘画软件。只要你愿意，你完全可以使用ZBrush来绘制自己喜欢的平面插画，哦，不仅仅是平面的插画还可以是的插画。绘画出来的效果也不会比著名的Painter差到哪里去。只是由于ZBrush的雕塑功能实在是太强了，所以这部分的功能大多数用户都自动忽略了。 除了出色的绘画功能，ZBrush还有自己独特的建模功能，使用Z球建模，这是一个完全不同于其他任何软件的建模功能，掌握之后用来制作角色的粗模是相当方便的。三个软件中也只有ZBrush有这个独立的建模功能。其他两款软件都需要使用现有的模型进行修改或雕塑。 除了上面这些，ZBrush还拥有自己的拓扑、绑定功能，拓扑功能可以直接为现有的模型进行拓扑布线或者新的模型。绑定功能可以为模型绑定骨骼设置姿态，虽然无法制作动画，但是修改现有模型的姿态是很方便的。 ZBrush拥有的各种扩展功能是相当多的，上面提到的这些功能以外还有脚本输出输入，录制视频、HD雕刻等等各种功能。从整个软件来看它的软件功能相当的完整，如果艺术家使用ZBrush可以同时应付三维和二维两方面的工作。 再看看Mudbox，与ZBrush相比Mudbox的软件功能要少很多，主要功能完全是围绕着数字雕塑的。比较独特的拓展功能主要集中在显示特效上，在灯光上可以支持图像灯光(HDRI)，还可以设置几种不同的特效如景深、AO等。我们可以说三个软件中功能最单纯的就是Mudbox。3D-Coat的拓展功能中最有特色的是拓扑功能，它的拓扑非常的方便，与ZBrush那种老老实实的四个点一个面的拓扑不同。3D-Coat的拓扑支持多种方式。另外3D-Coat的UV展开功能也很不错，虽然比不上专门的展UV软件那么方便，但是和ZBrush相比那已经是很大的区别。至于Mudbox，只有一个查看UV的窗口而无法进行UV的编辑。 综合三个软件来看，功能最多最完整的还是ZBrush，十年的开发积累让它拥有了自己的一套完整的流程。其次是3D-Coat，在参照了众多软件的长处之后，它不断推出了自己独特的功能，而且这个趋势并没有放缓，以后必定会推出更多的拓展功能以方便用户使用。而Mudbox则走了和前面两个软件不同的路，将精力更专注于数字雕塑方面，排除了其它的功能，这点也是可以理解，毕竟Autodesk旗下软件众多，其它的功能都可以交给别的软件来完成，Mudbox的更新信息里也提到Mudbox、Max和Maya的接口，让软件之间的转换更加流畅。 这部分内容我们主要将分成两个部分来比较，一是官方罗列出的硬件需求比较，这方面将是一个纯粹的数字比较。第二部分将是我们在实际使用中软件对硬件需求进行比较，这个部分由于各自使用的硬件配置的不同，所以我们的比较只是作为大家参考，不同的计算机设备会让结果存在一些或大或小的差异，这都是正常的情况。 官方推荐配置的比较 软件的官方配置可以很方便的在官方站点查到，首先我们来看看的官方推荐配置： 操作系统: Windows XP/Vista CPU: P4（AMD相同等级）或更新支持多线程及超线程的芯片 内存: 1024MB (如果制作数百万多边形模型建议使用2048MB内存) 显示: 1280x1024显示分辨率或更高（32位真彩色） 从这个推荐配置来看ZBrush的硬件要求并不高，现在主流的个人计算机大都是双核甚至四核，内存也大都在2G-4G，所以绝大多数个人的计算机设备都可以满足这个要求，另外，在这个配置中没有提到对显卡的要求，只强调了一个显示分辨率，这个也是很低的。不过实际工作中我们发现ZBrush其实对显卡还是有一定要求的，这点我们在后面将做一些解释。另外，ZBrush官方还提供了一个最小配置，但是那个配置对现在来说已经相当落后了，所以这里不再提了。 接下来我们来看Mudbox2009 的官方推荐配置： P4（或同等）处理器 1 GB 内存（推荐 2 GB） 650 MB 可用硬盘空间（推荐 2 GB） 以太网适配器或无线网卡 优质硬件加速 OpenGL显卡 3键鼠标或优质 Wacom 输入板 DVD-ROM 光驱 从数字上看Mudbox2009的配置同样也不高，基本上和ZBrush差不多，不过配置中专门提出了需要OpenGL的显卡，实际上，Mudbox2009对显示卡的要求更加苛刻一些，否则某些功能将无法使用。详细内容同样我们也将在后面的实际使用中提到。另外Mudbox2009专门提到了需要数位板，而且还提到了Wacom的品牌，实际上数字雕塑软件都需要数位板，前面的ZBrush虽然没有提到，其实也是一样的。对数位板的支持这些软件都做的不错，中国市场上主流的数位板都能得到比较好的支持。 最后我们来看一下3D-Coat的官方推荐配置： 操作系统: Windows 2000, XP, Vista, Mac OS (Intel) or later CPU: 800Mhz或更好 内存: 512Mb 建议1024Mb 显卡: Radeon 9200/Nvidia 5600 128Mb (建议256Mb)或更好 从这个配置看，3D-Coat的硬件配置要求是最低的，无论是从内存和CPU来看都是这样，配置中专门提到了显卡的具体型号，其实也是相当老的显卡型号了，现在大部分用户都在使用更新更好的显卡。不过我们在使用中发现一个很大的问题，3D-Coat的这个官方配置实际上是版本的。而它目前的最新版本是，这个版本的硬件要求高于前面罗列出来的这个配置。 看了三个软件的官方配置，我们可以得出一个大致的结论，这些软件对硬件的要求都没有到变态的程度，大部分的主流个人计算机都能满足要求，在这里我们需要提醒大家：这些官方配置并不是完全准确的，达到这些官方配置，计算机也有可能在某些功能上无法使用或使用不流畅。如果想更好的运用软件最好使用更高配置的计算机。 实际使用中的硬件要求比较 提一下我们测试设备：内存是3G，显示卡是Nvidia 8600 256Mb，CPU是双核。 首先测试的是三个软件在同等的配置下对多边形的支持情况： 细分多边形数量最后能支持到800万左右。 Mudbox2009细分多边形数量同样也是支持到800万左右。 Alpha使用了体积雕刻里的细分，可以支持400万左右三角面。 接下来，我们测试了在最大多边形支持下的雕刻流畅程度，这个没有直观的数据支持，只能是凭借个人的感觉。所以只作参考。 在800万多边形下的雕刻比较流畅，没有特别明显的停滞。雕刻效果即时显示。 Mudbox2009在800万多边形的雕刻略有停滞。尤其是笔刷尺寸较大的时候，雕刻效果跟在光标后显示，感觉要慢一拍。 Alpha 400万三角面下雕刻，使用尺寸较小的笔刷比较流畅，使用大笔刷雕刻时有明显的停滞感觉。 现在我们测试模型切换不同的材质效果和灯光效果的反应。 切换不同的材质或是改变灯光反应很快，几乎是即时就切换完成。 Mudbox2009切换不同的材质或是改变灯光反应明显要比ZBrush慢，总要停滞几秒才能显示效果。 Alpha切换的速度比较快，基本在一秒以内。 通过以上三个简单的测试，我们可以得到下面的一些结论，在同等的硬件配置下ZBrush和Mudobx支持的多边形面数基本相同，3D-Coat支持的多边形面数要少于前面两个软件。在雕刻流畅性和切换显示效果上，ZBrush做的最好，而Mudbox在材质和灯光的切换上明显反应速度要慢一些，3D-Coat的雕刻流畅性上还需要进一步加强。 请大家注意的是：是32位的软件，这决定了它不能支持更大的内存和更强的硬件配置，而Mudbox2009有32位和64位两种版本， 64位版本在更好硬件配置下的表现和32位版本有很大区别。不但多边形的支持数量能上到千万，而且显示速度也有很大的改观，当然这都是以比较高的硬件配置为代价的。而ZBrush的版本在Mac系统下，也能够将多边形的支持数量提升到1200万左右。 最后要补充的是三个软件的显卡要求，ZBrush虽然没有明确提出显卡的要求，但是实际上老的显卡或是普通的集成显卡在使用Zmapper生成法线贴图的时候是要报错的。而Mudbox2009显示效果中的AO显示也是对显卡有要求的，需要Nvidia9以上的显卡才能正常显示（这个情况在sp1和sp2版本后有所修改）。而3D-Coat则明确要求了必须是支持NVIDIA CUDA显卡，否则只能使用简化版本。 目前三款数字雕塑软件的应用情况 软件要得到用户承认，最大的代表就是应用的情况，我们在这节内容里将简单的介绍一下三个软件的应用情况。 首先看下ZBrush的应用情况，ZBrush的应用主要集中在游戏和影视方面，尤其是游戏方面，大多数次时代游戏制作流程里都能看到ZBrush的身影，随便提几个出来都是如雷贯耳的名字：《战争机器》、《刺客信条》、《使命召唤》、《彩虹六号》等等。在影视方面也不弱，参与过多部大片的制作《加勒比海盗》、《指环王》、《我的传奇》、《黑夜传说》等等。Mudbox的应用目前暂时比不上ZBrush，但是也参与了不少著名的项目，游戏方面有《天剑》、《火影忍者》、《星际争霸2》等，电影方面有《黑暗物质：黄金罗盘》、《北极的圣诞老人兄弟》、《墨水心》等。 作为新兴数字雕塑软件3D-Coat，目前还没有更多应用，只知道游戏“Pilgrim's Progress”在使用3D-Coat进行开发。最后我们比较一下三个软件的价格，这个不是重点，只是想为本文增加一点有意思的内容，目前ZBrush的零售价是595美元，Mudbox的零售价745美元，3D-Coat全功能版本的零售价是144美元。结论是Autodesk软件真是不便宜啊！ 数字雕塑软件发展也许随着时间的推移会产生新的变化，但是目前主要的雕塑软件还集中在本文所介绍的这些软件中，再次重申文章的目的不是为了比较软件的好坏，只是希望能通过这篇文章让更多的朋友了解这些软件，知道他们的长处和不足，为大家选择合适自己的软件时提供一些帮助。 ZBtime专注数字雕塑的专业站点，致力于推广数字雕塑介绍和应用。【后记】        1、我一直不支持软件有好赖之分，既然在世界存在，必然有存在的道理。只要这个软件存在，而且还不断更新，它就有活力，有存在和使用价值特点。你之所以认为它不好，是你的操作习惯与该软件不和，这是个人体验和感觉造成的。过去我一直用UNFOLD去展UV，看见UVlayout就头痛，就是反感它的界面。后来有机会学会了它，感觉这个软件超级棒！而且它就应该那样。所以，基本上都用它。        3、为什么要选择这么一篇？我感觉，从事角色制作，必须考虑雕刻软件，走高模拓扑低模，然后烘焙法线等贴图的流程。如果角色模型用多边形只做编辑，走细分路子，不是太容易，有点麻烦，对于手游网游低模可以，但次时代游戏就不太方便，这样的流程目前，也不是很流行。（过去这个流程的代表人物WANGKANGHUI，现在开的培训学校不是也教ZBRUSH吗？）如果你熟悉了雕刻软件，尤其是ZBRUSH以后，用之创作的时候，会感到非常爽。对比这两种建模方法，有一种学游泳熟练了以后，从浅水池进入到深入池的感觉。       4、当发誓要学雕刻软件的时候，给你泼一盆冷水。如果你的三维立体感觉不好，塑形能力很差，又没有美术基础，最好别玩，浪费学习时间。曾经在幼儿园，看到小朋友上橡皮泥塑形课。同样一块泥巴，有的费很大劲，捏来捏去最后制作出一块“大便”，有的小朋友轻松地会捏出个小动物出来，这就是差距。