3D建模是一個令人興奮的多用途領域，你可以創建從簡單物體到具有逼真細節的復雜場景的任何東西。但與其他技能一樣，它需要操作者付出耐心、實踐并具備扎實的知識基礎。作為初學者，你需要學習所有基本概念、構成3D模型的基本構件、一些基本建模和材質創建技術以及創建第一個模型時最常見的錯誤和問題非常重要。現在讓我們開始吧!

一、三維建模的基本構件：垂直、邊緣和曲面

每個三維模型都是通過一組基本構件創建的，即頂點、邊和面。這三個部分是每個三維模型的基礎，用于創建所有三維模型的表面網格。

1.頂點

頂點是三維空間中的不同點，定義了網格的頂點和交叉點。頂點連接形成的邊定義了網格的形狀。這些邊可以是直線或曲線，并以特定順序連接頂點，形成物體的表面。

2.邊

邊定義了三維模型表面的邊界。它們連接兩個頂點，形成一條直線或曲線。在三維實體模型中，邊是唯一可見的組成部分，因為它們定義了物體的形狀。但單獨的邊并不能形成實體形狀，必須將它們組合起來才能形成面。

3.面

面是三維模型中的面，通過按特定順序連接邊來形成封閉的多邊形。這些多邊形可以是直線或曲線，也可以是各種形狀，如三角形、四邊形或更復雜的多邊形。面是三維模型的視覺外觀，可以通過紋理和陰影來創建逼真的物體。

角、邊和面共同構成了三維模型的曲面網格。表面網格代表了物體的形狀和表面，可以通過操作和變換來創建不同類型的物體，包括人物、景觀、建筑等。

了解頂點、邊和面在三維建模中的作用非常重要，因為在創建和修改任何三維模型時，都需要操作這三個基本幾何點中的部分或全部。例如，要改變三維物體的形狀，必須移動、添加或刪除頂點、邊和面。此外，要創建更詳細、更逼真的三維模型，還需要添加更多的頂點和邊，以創建更復雜的表面網格。

二、模型操作的基本原則

要對 3D 模型的網格進行操作，通常需要使用 4 種主要操作技術中的一種。最常用的操作技術是布爾過程、選擇和放置過程、參數化和程序化建模過程，最后但同樣重要的是雕刻。

1.布爾處理

布爾處理是三維建模中使用的一種技術，通過組合或減去一個或多個對象或形狀來創建復雜的形狀。在三維建模中，布爾處理是通過 "切割 "或 "連接 "兩個或多個形狀來創建新形狀的，其基礎是布爾運算中的聯合、相差和相交。

該過程將兩個或多個物體或形狀組合在一起，創建一個包含原始物體全部體積的單一物體。從一個物體減去另一個物體，創建的新物體只包含剩余物體的體積。相交操作創建的新對象只包含兩個對象相交處的體積。

布爾運算過程尤其適用于創建復雜的形狀，以及減去或增加具有復雜幾何形狀或復雜細節的形狀。不過，需要注意的是，布爾運算過程有時會創建非畸形幾何體，這可能會在 3D 打印過程中或將文件導出到其他軟件時造成問題。因此，必須謹慎使用布爾運算過程，并確保生成的幾何體是干凈的。

2.拾取和放置過程

拾取和放置 "過程顧名思義可能很簡單，但卻是處理三維網格最常用的方法之一。要在三維建模中執行 "選取和放置 "操作，首先必須選擇要移動的對象或組件。通常可以用鼠標點擊對象，或使用選擇工具從列表或菜單中選擇對象。

選定對象后，可以使用 "移動 "等工具調整其在三維空間中的位置。這些工具通常允許你沿一個或多個軸(如 X、Y 或 Z 軸)移動對象，你可以使用數值或通過鼠標拖動對象來指定移動的距離或方向。

在某些情況下，作為 "拾取和放置 "操作的一部分，可能還需要旋轉或縮放對象。例如，如果你要在一個較大的組合體中定位一個組件，可能需要旋轉它以調整到正確的方向，或縮放它以匹配其他組件的大小。

一般來說，"拾取和放置 "是三維建模的基本操作，通過在三維空間中操作單個對象和組件，可以創建復雜而精細的模型。

3.參數建模和程序建模

參數建模和程序建模是三維建模的兩種獨特方法，可用于以更高的效率和靈活性創建復雜而精細的模型。

參數建模涉及使用參數或數學公式來定義 3D 物體的屬性。這些屬性包括大小、形狀和位置，以及紋理、材料和動畫等更復雜的屬性。通過使用參數定義這些屬性，你可以創建高度可定制的對象，并可根據需要輕松修改或更新。例如，如果要創建一個螺絲的參數模型，可以將螺距、螺紋直徑和總長度定義為參數，然后根據需要調整這些值，創建不同尺寸和形狀的螺絲。

4.雕刻

三維建模中的雕刻是通過添加或減少材料來創建和操作數字三維對象的過程，類似于在物理世界中使用粘土或其他材料進行雕刻，藝術家和設計師使用各種工具和技術來雕刻和塑造虛擬對象。

通過雕塑，藝術家可以處理不同程度的細節，從粗糙的形狀開始，逐漸添加更多更復雜的細節，如皺紋、毛孔和紋理。這個過程包括使用刷子、刀具和平滑工具等工具，以模仿物理雕刻過程的方式操作數字對象的表面。

使用三維建模進行雕刻的優勢之一是創作自由和藝術表現力。藝術家可以快速嘗試不同的形狀、形態和紋理，并隨之改變。此外，雕塑經常用于角色建模和生物設計，在這些領域中，創建逼真且富有表現力的面部特征和身體形狀的能力非常重要。

總之，雕塑是一種功能強大的 3D 建模技術，它允許藝術家和設計師創建復雜而細致的 3D 物體，可廣泛應用于各種領域。

三、建模細分的主要類型

在創建任何三維模型的過程中，都會涉及到許多技術。三維建模的三種主要類型是實體建模、線框建模和曲面建模，每種類型用于不同的場景和情況。大多數三維工作流程都需要了解這三種主要建模類型。現在讓我們來詳細研究一下每種技術。

1.實體建模

實體建模是一種涉及對基本形狀(如具有一定邊數的球體和立方體)進行操作的技術。這一過程因所使用的軟件而異，但通常以二維草圖為起點，然后通過擠壓來創建三維物體。實體形狀可以組合在一起，創造出更復雜的形狀。無論使用哪種方法，目標都是創建一個穩定、逼真的三維模型。

實體建模特別適合創建具有平面或具有平滑半徑的簡單曲線的物體。它也非常適合創建精確的尺寸和角度，因此是設計機械零件、機器和其他基本自然物體圖像的常用方法。

2.線框建模

觀察世界可以發現，現實中的物體不僅僅是立方體和球體等簡單形狀。要實現逼真的表現，僅靠實體建模是不夠的，還需要更先進的技術。這就是線框建模的用武之地，它將形狀表示為頂點網絡，每個面至少由三個頂點組成。通過改變頂點的位置，可以改變模型的大小和形狀。模型的逼真度由模型中多邊形的數量(即線框形狀的總數)來表示。所有流行的應用程序都允許對線框進行操作，包括 2023 年最流行的 3D 應用程序 Blender、Maya 和 3ds Max。

3.曲面造型

曲面建模是三種建模技術中最先進的一種，它使用引導線來定義零件的形狀和曲率。然后，軟件會創建一個連接這些線條的光滑表面。表面建模尤其適用于空氣動力學和熱力學設計，因為在這些設計中，圍繞實體形狀的流動至關重要。有些應用軟件使用控制點或控制平面來代替網格線，但對曲面的強調會產生無法在現實世界中重現的視覺效果。

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