动漫游戏(02 动漫游戏3D角色设计理论)

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02 动漫游戏3D角色设计理论2.1 动漫游戏角色设计概论 2.2 3D角色设计与制作流程 2.3 人体形体及结构基础知识 2.4 3D角色模型制作要求及规范2.1 动漫游戏角色设计概论动漫作品中的角色（见图2-1），顾名思义，是指一部动漫作品中的表演者，其造型 设计是指对动漫作品中所有角色造型、服装服饰、常用道具等进行的创作及设定的过 程。夸张、幽默是动漫角色形象最主要 的特点，也是其最主要的表现手法， 它们增加了动画的娱乐性，也是动 漫设计的灵魂。动漫作品中的角色 造型设计主要借鉴漫画的特征，其 形象的比例关系、形态、动态、表 情处理等都十分夸张，强调平面的 影像效果（见图2-2）。动漫造型与其他造型艺术不同，它是多体面的展示而非单一体面的表现，故需要从形象 的正、背、侧、仰、俯等多种角度去审视，并画出角色转面图（见图2-3），清晰表达出 角色在不同角度观察下的形体结构关系。确定好各个角色之间的比例关系也至关重要，在设计表现中所画的角色比例图（见图 2-4），体现了主要角色之间的比例关系，同时也为导演、分镜头画面设计、设计稿 等部门的工作提供了合理想象的基础。游戏作品当中的角色从整体来说分为3种类型：主角、 NPC和怪物。
主角是 指游戏中玩家操作的游戏角色，它既包括自己操作的角色，也包括别的玩家 所操作的游戏角色； NPC是指游戏中的非玩家角色（不能与玩家发生战斗 关系），通常玩家会通过NPC来完成某些游戏交互功能，如对话、接任务、 买卖等（见图2-5）；游戏中的怪物是指与玩家对立敌对关系的非玩家角色， 通常来说怪物与玩家之间的关系只有战斗，玩家可以通过与怪物的战斗获得 升级经验及奖励等。从整体来看，游戏的画面风格可以分为写 实类和Q版两种形式，所以游戏角色的风格 也可以以此进行分类。 这两种风格的区别主要体现在角色的身材 比例上，写实类游戏角色是以现实中正常 人体比例为标准设计制作的，通常为8头身 或9头身的完美身材比例，而Q版角色通常 只有3头身到6头身这样的形体比例（见图 2-6）。通过对人体基本骨骼、肌肉和形体比例的了解，衍生出各种不同种族的生物， 比如精灵、矮人、兽人等。 例如：精灵族身材高挑，肤色各异，居住于深山丛林之中，适应夜间作战；矮人族 身材粗短，肌肉发达，用重型铠甲武装自己，往往喜欢冲锋陷阵；兽人族比人类略 高，身材强壮，肌肉线条明显，好战嗜血，能使用各种武器，擅长地面作战（见图 2-7）。
另外，对于不同种族的生物都有属于自身的种族背景和文化，同时也有不同身份、 地位和阶级等区分。游戏中NPC等非玩家角色的服装和装备也能体现出角色自身的性格特点，如暖 色调的服装和装备配色能够让角色显得热情、阳光和正面，相反冷色调的颜色 搭配会让角色显得阴险和狡诈（见图2-8）。2.2 3D角色设计与制作流程进行3D角色制作的第一步是需要首先进 行原画的设定和绘制，3D角色原画通常 是将策划和创意的文字信息转换为平面 图片的过程。 图2-9为一张角色原画设定图，图中设 计的是一位身穿金属铠甲的女性角色， 设定图从正面和背面清晰地描绘了角色 的体型、身高、面貌及所穿的装备服饰。角色原画设定完成后， 3D制作人员就要针对原画进行3D模型的制作。 3D动画角色模型通常利用Maya软件来制作， 3D游戏角色模型通常利用3ds Max来 进行制作。 图2-11中是低精度模型添加法线贴图后的效果，下面分别是模型的法线和高光贴图。模型制作完成后，需要将模型的贴图坐标进行分展，保证模型的贴图能够正确显示 （见图2-12），之后就是模型材质的调节和贴图的绘制过程了。对于3D游戏角色模型无需对材质球进行复杂设置，只需要为其不同的贴图通道绘制 不同的模型贴图动漫游戏，比如：固有色贴图、高光贴图、法线贴图、自发光贴图及Alpha贴 图等（见图2-13）。
模型和贴图都完成后，我们需要对模型进行骨骼绑定和蒙皮设置，通过3D软件中 的骨骼系统对模型实现可控的动画调节（见图2-14）。如果是制作3D动画，不仅需要调节角色身体的动作，还需要制作表情动画（见图 2-15），同时要设置摄像机机位及灯光，最后通过渲染输出为动画视频或序列帧图 片。2.3 人体形体及结构基础知识2.3.1 人体形体比例 正常的人体比例约为7个半头身比，完美的人体 比例为8头身比例。 7个半头身比例的人体从下往上量，足底到膑骨 为两个头长，再到髂前上棘是两个头长，再到 锁骨又是两个头长，剩下的部分1个半头长（见 图2-16）。8头身人体比例分段为：头自高，下巴至乳头，乳头至脐孔（上），脐孔至耻 骨联合，耻骨联合至大腿中段，大腿中段至膝关节，膝关节至小腿中段，小 腿中段至足底（见图2-17）。一般来说，身高比例的不同主要区别在下肢，头和躯干差别不大，而四肢的长度则相差 很远。 8个头长的人体上肢的总长度超过3头长，其比例与7个半头长的人一样，仍然 是前臂：上臂：手=3/3： 4/3： 2/3，只是不以头长为 单位。首先，人体由于性别的差异在形体比例上存在很大的不同。 男性躯干到下肢显得平直，胸廓大髋骨窄，肩宽臀窄，整体上呈倒梯形（见图2-18）。
其次，不同年龄个体的形体比例也有较 大差异。 不同年龄的比例划分是个比较模糊的概 念，因为有发育和遗传等因素的影响， 它也只能是一个参考数值。2.3.2 人体骨骼结构 骨骼化是生物结构复杂化的基础，骨骼系统是组成生物体内骨骼的坚硬器官， 起到运动、支持和保护身体的重要作用。骨骼有各种不同的形状，有复杂的 内在和外在结构，使骨骼在减轻身体重量的同时能够保持坚硬。人体的骨骼具有支撑身体的作用，其中的硬骨组织和软骨组织皆是人体结缔 组织（硬骨是结缔组织中唯一细胞间质较为坚硬的）。成人有206块骨头，而儿童的较多有213块。成人的206块骨通过连接形成骨 骼，人体骨骼两侧对称，中轴部位为躯干骨有51块，其顶端是颅骨有29块， 两侧为上肢骨有64块，下肢骨62块（见图2-20）。人体骨骼是构成人类形体的基础，对于三维角色的制作来说，虽然在建模的过 程中无需对骨骼进行塑造，但必须要清楚人体骨骼的基本的形态、结构和分布， 所有人体的模型结构都是依照骨骼分布来进行塑造的（见图2-21）。2.3.3 人体肌肉结构 人体的运动是由运动系统实现的，运动系统 由骨骼、肌肉及关节等构成。骨骼构成人体 的支架，关节使各部位骨骼联系起来，而最 终是由肌肉收缩放松来实现人体的各种运动。

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理想是人生的太阳。

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一般将肌肉较固定的一端称为起点，较活动 的一端称为止点（见图2-22）。人体全身的肌肉可分为头颈肌、躯干肌和四肢肌。头颈肌可分为头肌和颈肌。 头肌可分为表情肌和咀嚼肌。表情肌位于头面部皮下，多起于颅骨，止于面部皮肤。 肌肉收缩时可牵动皮肤，产生各种表情。咀嚼肌为运动下颌骨的肌肉，包括浅层的 颞肌和咬肌，深层的翼内肌和翼外肌。了解头部肌肉结构对于角色模型头部建模和布线有十分重要的作用（见图2-23）。躯干肌包括背肌、胸肌、膈肌和腹肌等（见图2-24）。 背肌可分为浅层和深层。 浅层有斜方肌和背阔肌。 深层的肌肉较多，主要有骶棘肌。 胸肌主要有胸大肌、胸小肌和肋间肌。手肌位于手掌，分为外侧群、内侧群和中间群（见图2-25）。 小腿肌可分为前、外、后三群。足肌可分为背肌与足底肌（见图2-26）。根据人体肌肉的大块分布，首先利用几何体模型对结构进行归纳，创建模型 的基本形态，然后再根据具体的肌肉结构进行模型细节的深化和塑造（见图 2-27）。2.4 3D角色模型制作要求及规范无论是应用于3D动画还是3D游戏中的角色模型，在制作的时候都必须要遵 循一定的规范和要求，尤其是3D游戏角色模型动漫游戏，由于受到游戏引擎和电脑 硬件等多方面的限制，其模型在布线和面数等方面有着更加严格的制作要求。
首先，在进入正式的模型制作之前，我们要针对角色的原画设定图仔细分析， 掌握模型的整体比例结构及角色的固有特点，以保证后续整体制作方向和思 路的正确性。 无论是3D动画角色模型还是游戏角色模型，其模型布线不仅要清晰突出模 型自身的结构，而且整体布线必须有序和工整，模型线面以三角形和四边形 为主，不能出现四边以上的多边形面，同时还要考虑后续的UV拆分及贴图 的绘制，合理的模型布线是3D角色制作的基础（见图2-28）。模型上有些结构是需要拿面去表现的，而有些结构则可以使用贴图去表现，见图 2-29，这个模型的结构十分简单，其细节的装饰结构完全是用贴图来表现的，这 样的模型的面数虽然很低，但仍可以达到理想的效果。为了进一步降低模型面数，在模型制作完成后，我们可以将从外表看不到的模 型面都进行删除，如角色头盔、衣服或装备覆盖下的身体模型等（见图2-30）。透明贴图也叫做Alpha贴图，是指带有 Alpha通道的贴图，在游戏角色模型的 制作中主要是用在模型的边缘处，如 头发边缘及盔甲边缘等（见图2-31）， 这样可以使模型边缘的造型看起来更 为复杂，但同时并没有增加过多的模 型面数。图2-32左侧为错误的关节布线，右侧是正确的关节布线。由于贴图比较小，所以在 分配UV的时候，我们尽 量将每一寸UV框内的空 间都占满，争取在有限的 空间中达到最好的贴图效 果（见图2-33）。

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