Polygon多边形建模基础

※ 1 ※Maya 中的Polygon 建模内容提要：本文介绍了Maya 的一种比较常用的建模方式——Polygon 建模，多边形建模通常用于有硬边、不弯曲的物体，在游戏和建筑制作中Polygon 建模具有其他方式不可替代的优越性。

关键字：Maya 、Polygon 建模引言：多边形建模的特点是使用一个基础的模型（球体）为基础，为它们添加点和边，让模型变得丰富起来，从而使一个简单的模型变成复杂的模型。

在很多游戏公司，多边形建模是非常流行的一种建模方式，用户可以灵活地变形多边形模型，无需担心片面分离。

正文：1 多边形基础多边形是一组由有序顶点和顶点之间的边构成的N 边形，一个多边形物体是面的集合，多边形可以是简单的形状也可以是复杂的形状，在一个多边形上单击鼠标右键，可以打开对象模式选择快捷菜单，如图1所示。

图1 快捷菜单Polygon 包括以下元素：Edge （边）、Vertex （顶点）、Face （面）、UV （UV 坐标点）下面分别介绍。

1.1 Edge （边）Edge 是多边形的元素之一，它是面的边缘部分，由两个有序顶点连接而成，一个完整的Polygon 模型就是由很多边和面组成，编辑Edge 的位置将直接影响Polygon 的形状，如图2所示。

图2 编辑多边形的边ok .n e tw w w .c n b o ok .cnb o o k .n e tww w .c n b o ok .ne t ww w .c nb o o k .n e tww w .c n b o ok .ne t ww w .c n b o o k .n e tww w .c n b o ok .ne t ww w.c nb o o k .n e tww w .c n bo o k o ok .n e tww w .c※ 2 ※1.2 Vertices （顶点）Vertices 是多边形的元素之一，它是三维空间中的点，编辑它的位置将直接影响Polygon 的形状，如图3所示。

Polygon建模学习一、关于Polygon多边形（Polygon）建模从早期主要用于游戏，到现在被广泛应用（包括电影），多边形建模已经成为先在CG行业中与NURBS并驾齐驱的建模方式。

在电影“最终幻想”中，多边形建模完全有能力把握复杂的角色结构，以及解决后续部门的相关问题（我们公司的电影“穿越莫比斯环”主要采用的也是Polygon建模），现在没有人会说多边形只能用在游戏里了。

多边形从技术角度来讲比较容易掌握，在创建复杂表面时，细节部分可以任意加线，在结构穿插关系很复杂的模型中就能体现出它的优势。

另一方面，它不如NURBS有固定的UV，在贴图工作中需要对UV进行手动编辑，防止重叠、拉伸纹理（UV编辑将在材质部分讲到）。

二、Polygon的概念多边形就是由多条边围成的一个闭合的路径形成的一个面。

顶点Vertex：线段的端点，构成多边形的最基本元素。

边Edge: 就是一条连接两个多边形顶点的直线段。

面Face: 就是由多边形的边所围成的一个面。

Maya允许由三条以上的边构成一个多边形面。

（三角面是所有建模的基础。

在渲染前每种几何表面都被转化为三角形面，这个过程称为镶嵌）一般原则，尽量使用三边或四边面。

法线Normal：表示面的方向。

法线朝外的是正面，反之是背面。

顶点也有法线，均匀和打散顶点法线可以控制多边形的平滑外观。

（这点在之后的操作中会具体讲到）Polygon的显示设置：在Maya中，我们通过许多方式显示多边形的各种元素和数目等，为我们在建模过程中提供许多方便。

Display>Polygon Components 显示选择的多边形的各种元素。

Display>Polygon Display 提供更多的多边形显示选项。

常用的选项：显示多边形的边界边：Highlight Border Edges 对于缝合两个多边形及查找没有缝合的边界等非常方便。

在建模中会遇到多边形无法转细分表面，边没有合并上是其中原因之一，用这个工具进行检查。

POLY建模命令全释前言：打好基础是建成高楼大厦的跟本条件，而MAX 学好基础是成为高手的跟本条件，俗话说，万变不离其踪, 所有优秀的作品都是这些最基础和最基本的东西组合而成的，软件只是工具，而如果做出好的作品取决于使用工具的那个人，POLY有那些功能？这些工具都能干什么？就是我想告诉大家的内容，本教程使用3DS MAX 9.0 英文版，以前版本会有所差异！请理解学习一.Selection (选择命令栏)1.Vertex(点)2.Edge (边)3.Border(开放边)4.Polygon(多边形)5.Element(几何体)By Vertex : 从点选择( Edge\Border\polygon 下激活)Ignore Backfacing :隐藏背面By Angle: 从角度选择（polygon 下激活）选择成一定角度的所有面Shrink :缩小选择，Grow :扩大选择，当你选择元素后，按GROW，会同时选择到与其相连的一圈元素.Ring\loop: 在Edge\border下激活Ring:循环选择：当你选择一条边或一部分边后，按下RING，可选择和他循环的所有边，按下右边的小箭头，可选择到下一个于他循环的边。

Loop: 线循环选择，原理同上，只是所选择的边是与原边连接的.演示:By Vertex如图，在POLY Edge 层集下，把BY VERTEX的勾打上点击红线中的点Shrink\ Grow如图：按下GROW -右图，再按下SHRINK -左图GrowShrinkRing:如图：在POLY Edge 层集下选择一条边，按下Ring按下loop附：在Whole Object Selected 的位置是现示，你目前所选择的元素号，和元素数量的如图：9条边被选择第113号边被选择二．Soft Selection (软选择命令栏)Use Soft Selection:是否使用软件选择Edge Distance ：经过的边数Affect Backfacing：是否影响背面Falloff：影响范围Pinch/ Bubble：收缩量/凹凸量。

概要I: 简介II. 什么是平滑的多边形模型III. 为什么使用平滑的多边形模型优点简易性λλ直观的界面操作高速的生产效率λ内嵌多层次的细节级别λ一张纹理贴图可适用于整个角色λ纹理贴图的所有区域互成比例λ缺点需要在模型上布置UV坐标λ在使用colorLayout以后,不能够添加或去除多边形边界λλ在某些情况下,模型分辨率可能不够高相对于其他形式的模型表面, 在镶嵌细分时,缺少控制λ与Maya的Fur模块结合得不太好λλ纹理接缝问题IV. 与平滑多边形模型相关的技术问题. 以及如何使用历史节点和MEL脚本解决这些问题. 问题1在平滑以后,蒙皮时要处理过多的多边形表面顶点解决办法1先蒙皮低分辨率的多边形网格, 在蒙皮簇skinCluste下添加polySmoothFace节点, 所有融合变形须加在skinCluste 之前.问题2大于4个顶点的多边形面, 在平滑后可能产生不好的结果.解决办法2建模时使用四边或者是三角形面片问题3在添加了polySmoothFace节点后, 会发生UV坐标扭曲的现象.解决办法3在polySmoothFace节点下,使用投影节点. 并把UV坐标布置在参考物体上.可使用如下MEL 脚本,加快你的工作进程. autoColor, autoProject, and autoShellAssign.V. 如何把你的模型提交给角色设置动画师1 产品生产流水线2 如何合并相关的UV参考文件及设置文件.3 隐藏和锁定UV参考文件..创建高分辨率多边型模型I. 概述本教程关注的是如何在Maya4.5中, 使用平滑的多边形几何体创建高精度的模型. 我们要讨论的是: 对比与其他类型的表面,多边形这种模型表面的优缺点.我们还要讨论与平滑多边形模型相关的技术难点.我们将使用自己编制的MEL脚本和历史来克服这些技术难点.最后我们将讨论如何将这种类型的模型应用于产品的生产线中. 同时将提供一些技巧,展示如何与角色设置艺术家协同工作,.把模型及纹理贴图很好的合并到一个组织严密的角色文件中去.II. 什么是平滑的多边形模型我们这里所指的平滑多边形模型是在它的历史记录中,具有可调polySmoothFace节点的低分辨率的多边形网格.在Maya的建模模块的主菜单上,通过选择Polygons>Smooth命令,即可创建平滑的多边形.为了能用低分辨率的多边形网格控制高分辨率的网格,通常我们使用的技术是连接此俩多边形网格的形状节点并且平滑作为目标的多边形网格.此外,有一些免费的MEL脚本也可做同样的工作.例如: Dirk Bialluch 写的connectPolyShape (CPS). 或者可以直接编辑低分辨率网格,然后添加polySmoothFace节点,当需要重新编辑低分辨率网格时, 使用deleteInput MEL脚本删除平滑后的多边形网格.这里所说的目标网格,也就是平滑后的网格仍然是多边形网格.在使用平滑(Smooth)命令以后,会有一个polySmoothFace节点存在于此物体的历史记录中,同时网格的密度会变密.通过控制polySmoothFace这个节点, 我们可以获得各种细节级别的模型, 而不需用手工去添加. 但是,执行了平滑命令以后, 不要在原始模型上删除任何控制顶点, 否则会产生意想不到的结果.需要知道的是,在Maya 4.5中, 目前有基于两种不同的算法机制的平滑算法. 我在这要使用的是指数性的平滑算法, 因为这种算法能够很好地与我们将要用到的一些MEL脚本相兼容.所以,在我的Maya的平滑命令设之中, 我选择指数算法(exponential).III. 为什么使用平滑的多边形模型优点:简易性λ在三维图形领域, 多变型是一种最古老的模型表面. 所见既所的是他的一大长处. 不需要额外的镶嵌细分和参数划设置. 并且, 相对于Nurbs等类型的模型, 他只需要较少的计算量. 直观的界面操作λ绝大多数的三位艺术家都可在几天之内完成一个多边形模型. 因为对于多边形模型来说,不存在面片连续性的问题, 不需要缝合表面..在建模过程中, 可很方便,很容易地添加边, 面等. 通常来说，在建模时，先从一个基本的几何模型开始，再逐步添加细节，是提倡采用的方法。

第⼆章POLYGONS多边形建模第⼆章 POLYGONS多边形建模——卡通场景项⽬描述MAYA的模型系统⼀共有三种建模⽅法，本章为其中⼀种“多边形建模”英⽂为“Polygon”多边形建模的本质特点是利⽤点、边、⾯来构造多边形物体，⼤到场景，复杂到精良仪器，都是通过这些点、边、⾯等基本元素拼合构造出来的。

项⽬展⽰：项⽬参考图任务1卡通风格场景赏析与制作任务2玩具车车头任务3车体的建造任务4车轮的制作———————————————————————————————————————————任务1 卡通风格场景赏析与制作赏析：卡通与写实对于我们来说⼀眼就能区分出来，随着社会经济的不断发展，它已融⼊到我们的⽇常⽣活中。

卡通的特点⽆⾮是在外形上夸张，有个物体本来的⼤体形状就OK了，不要求在细节上有多少要求，在加上颜⾊就完成了，与写实风格的完全不同，这样在就可以节省很多时间处理少许必要的细节。

下⾯的两张图是卡通与写实风格的对⽐：（卡通）（写实）任务描述：Polygon是maya最基本、最常⽤的，是各种三维软件中最经典、最成熟、最通⽤的建模⽅式，除了可以塑造⾼精细⾓⾊模型外，还可以建造出各种精度要求的模型，特别是⼀些强调“结构”和“线条”的模型，⽐如建筑、家具、⼯具等在任务中运⽤polygon中的命令来做出卡通场景的模型。

任务分析：在制作过程中注意先观察物体结构及场景的布局，对多边形建模的常⽤命令的熟练运⽤以及所在位置的掌握。

操作步骤：1 场景布局：（1）打开MAYA（如1-1图）图1-1（2）先建⼀个平⾯：点击create(创建)——polygon primitives(原始多边形)——plane(平⾯)（如1-2图）图1-2（按“5”键显⽰物体实体（如1-3图））图1-3（按“R”键缩放⼏何体，如图1-4图1-4（3）创建⼀个⽴⽅体：点击create（创建）——polygon primitives(原始多边形)——cube(⽴⽅体) 如图1-5图1-5（按“W”移动物体到⽔平位置如图1-6，1-7）图1-6图1-7（4）删除⾯：先点击select(选择)——face(⾯)——选择要删除的⾯——按键盘上的“Delete”键如图1-8，1-9，1-20，1-21图1-8图1-9图1-20图1-21（5）创建圆柱体：点create(创建)——polygon primitives——cylinder(圆柱体) （如图1-22）（6）调整圆柱体的位置及⼤⼩到合适位置：（如图1-23，1-24）（7）创建⽴⽅体并复制⽴⽅体：选中⽴⽅体——点edit(编辑)——Duplicate(复制)——移动到合适位置（如图1-25）图1-25（8）重复（7）的操作；（如图1-26）图1-26（按“E”键旋转⽴⽅体，放置合适位置（如图1-27）图1-27（9）创建圆柱体：点create——polygon primitives——Sphere(圆柱体) （如图1-28）图1-28（10）经过“W”（移动）“R”（缩放）键来调整圆柱体的位置⼤⼩。

多边形模型(polygon)的构成元素多边形是几何学中的一个重要概念，它是由若干个直线段组成的闭合图形。

下面将从多边形的构成元素、性质和应用等方面进行介绍。

一、构成元素多边形的构成元素主要包括顶点、边和内角。

1. 顶点在多边形中，顶点是指多边形的角所在的点。

多边形至少有三个顶点。

顶点决定了多边形的形状和大小。

2. 边边是多边形中相邻两个顶点之间的线段。

多边形至少有三条边。

边的长度和方向也决定了多边形的形状和大小。

3. 内角内角是多边形内部的角，由多边形的边所围成。

对于n边形，它的内角数为(n-2)×180°。

内角的大小和多边形的形状密切相关。

二、性质多边形有一些独特的性质，这些性质有助于我们对多边形进行分类和研究。

1. 对称性对于正多边形来说，它具有旋转对称性和镜像对称性。

旋转对称性指的是正多边形绕其重心旋转一定角度后，仍然与原来的形状完全重合。

镜像对称性指的是正多边形可以沿某条对称轴折叠，两边完全重合。

2. 角度和边长关系对于正多边形来说，它的内角相等且外角相等。

内角的大小为(180°×(n-2))/n，外角大小为360°/n。

而且正多边形的边长也是相等的。

3. 对角线对于具有n个顶点的多边形来说，它的对角线总数为n(n-3)/2。

对角线可以将多边形分割成不同的三角形，从而方便我们计算多边形的面积和其他性质。

4. 外接圆和内切圆对于一些特殊的多边形，比如正多边形和等腰三角形，它们可以分别内切于一个圆或外接于一个圆。

这些圆被称为多边形的外接圆和内切圆，它们有着特殊的性质和应用。

三、应用多边形在几何学和实际生活中都有广泛的应用。

1. 地理测量在地理测量中，我们经常需要测量地块的面积和边界。

多边形可以用来近似地表示地块的形状，从而方便测量和计算。

2. 计算机图形学在计算机图形学中，多边形是最基本的图形元素之一。

通过将多个多边形组合在一起，我们可以绘制出各种各样的图形和模型。

3d建模中的专用名词解释随着科技的不断进步和数字化技术的飞速发展，3D建模成为了现代设计和制造领域的重要工具。

无论是在电影制作、游戏开发还是工业设计等领域，3D建模都发挥着重要作用。

然而，对于初学者来说，3D建模中的专用名词可能会令人困惑。

在本文中，我们将解释一些常见的3D建模专有名词，帮助读者更好地理解3D建模的概念和技术。

1. Polygon（多边形）Polygon是3D建模中常用的基本几何形状。

它由一系列连接的线段组成，形成一个封闭的区域。

多边形可以是三角形、四边形或其他任意边数的形状。

在3D建模中，多边形用于构建物体的基本结构。

2. Vertex（顶点）Vertex指的是多边形的一个顶点。

一个三角形由三个顶点组成，一个四边形由四个顶点组成，以此类推。

通过调整顶点的位置，可以改变多边形的形状，从而调整整个物体的外观。

3. Edge（边）Edge指的是相邻顶点之间的连线。

多条边可以组成一个多边形，而多边形的边界是由这些边定义的。

通过调整边的长度和角度，可以改变多边形的形状和拓扑结构。

4. Face（面）Face指的是多边形的一个面。

一个面由至少三个顶点和相应的边组成。

一个多边形可以由多个面组成，每个面都可以赋予不同的材质和贴图，从而实现真实感和纹理。

5. Mesh（网格）Mesh是由多个多边形组成的三维网格结构。

网格可以是复杂的，由数百或数千个顶点、边和面组成，也可以是简单的，由几个顶点和面组成。

网格可以表示各种物体，从简单的几何形状到复杂的有机体。

6. Texture（纹理）Texture是应用在多边形面上的图像或图案。

通过给多边形面添加纹理，可以使物体看起来更加真实和具有细节。

我们可以将砖石、木纹和金属等纹理应用在多边形面上，以增强物体的视觉效果。

7. Rendering（渲染）Rendering是将三维模型转化为二维图像或动画的过程。

通过渲染，我们可以为3D模型赋予颜色、光照和阴影等视觉效果，使其看起来更加逼真。

第二部分Polygon建模篇●Combine 合并多边形Combine并不是真正的无缝结合只是把不同的多边形物体集合在一起操作方式：选择多个多边形单击执行●Separate 分离多边形操作方式：选择已经Combine（合并）过的多边形单击执行●Extract 提取多边形的面勾选Separte extracted faces选项提取出来的面成为一个独立的物体操作方式：选择要提取的面单击执行●Booleans-Union 布尔运算——并集合并两个多边形并且相比Combine（合并）来说布尔运算可以做到无缝拼合操作方式：依次选择两个多边形单击执行●Booleans-Difference 布尔运算——求差两个多边形相减得到另一个新的多边形操作方式：依次选择两个多边形单击执行●Booleans-Intersection 布尔运算——交集求出两个多边形交叉的部分并剪除其他部分得到另一个新的多边形操作方式：依次选择两个多边形单击执行●Smooth 光滑通过细分来光滑多边形 Exponential 指数的：该细分方式可以将模型网格全部拓扑成为四边形 Linear 线性的：该细分方式会产生部分三角面操作方式：选择多边形单击执行注意细分级别●Reduce 减少：简化多边形减少其面数。

Reduce by(%) 简化百分比：设置参数减少多边形的百分比。

默认值是非功过50%。

该参数越大，多边形精简得越厉害。

执行方式：选择多边形或者多边形的一部分面单击执行●Triangulate 三角化/（Quadrangulate）Quadrangulate 四边化：Triangulate 三角化：把多边形物体细分为三角形（Quadrangulate）Quadrangulate 四边化：把多边形物体中的三边的面合并为四边的面操作方式：选择多边形或者多边形的部分面(faces) 单击执行●Create Polygon Tool 创建多边形物体直接在视图中创建需要的多边形形态，完成后按回车键结束即可。