CN109615683A - 一种基于3d服装模型的3d游戏动画模型制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，包括在预设人形着装模特所穿的服装进行预处理，得到已处理人形着装模特；对已处理人形着装模特进行扫描处理，得到服装模型和模型纹理贴图；进行模型制作得到最终服装模型，将最终服装模型的位置与预设人物模型进行贴合；对预设人物模型进行创建骨骼处理得到骨骼，并对预设人物模型进行蒙皮处理和刷权重处理，并对最终服装模型进行蒙皮和刷权重处理，为骨骼创建骨骼控制器，为骨骼创建动画，得到游戏动画模型。本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，在模型制作过程中不需再对服装模型进行大量手工雕刻且真实度不高，提高了游戏动画模型的制作效率和真实度。

Description

一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法

技术领域

本发明涉及游戏动画制作领域，尤其涉及一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法。

背景技术

目前游戏即电子竞技运动逐渐被人们所接受，电子竞技运动是利用电子设备作为运动器械进行的，人与人之间的智力对抗运动，通过运动可以锻炼和提高参与者的思维能力，反应能力，心眼四肢协调能力和意志力，培养团队精神。电子竞技游戏中有许多游戏角色的场景，每一个游戏角色都是身穿特定游戏服装的动画模型，并随之运动，因此游戏中的动态角色模型的制作是游戏开发人员的一项重要工作。目前的游戏动画制作过程中，存在以下问题：在对游戏角色中的服装模型制作过程中需要对服装模型进行大量手工雕刻，效率低下且真实度不高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其能解决在对游戏角色中的服装模型制作过程中需要对服装模型进行大量手工雕刻，效率低下且真实度不高的问题。

本发明提供目的采用以下技术方案实现：

一种基于服装模型的游戏动画制作方法，包括：

模特预处理，在预设人形着装模特所穿的服装进行预处理，得到已处理人形着装模特；

服装扫描，对所述已处理人形着装模特进行扫描处理，得到服装模型和模型纹理贴图；

模型制作，对所述服装模型进行初步拓扑处理得到第一服装模型；对所述第一服装模型进行二次拓扑处理以及调整UV图分布处理并得到第二服装模型；对所述服装模型及所述第二服装模型进行映射及烘焙处理得到法线贴图，将所述服装模型及所述模型纹理贴图和所述第二服装模型进行关联渲染得到漫反射贴图；将所述漫反射贴图进行绘制得到粗糙贴图；将所述法线贴图、所述漫反射贴图、所述粗糙贴图以及所述第二服装模型进行关联，得到最终服装模型；

动画制作，将所述最终服装模型的位置与预设人物模型进行贴合；对所述预设人物模型进行创建骨骼处理得到骨骼，并对所述预设人物模型进行蒙皮处理和刷权重处理，将所述骨骼运用于所述最终服装模型，并对所述最终服装模型进行蒙皮和刷权重处理，为所述骨骼创建骨骼控制器，为所述骨骼创建动画，得到游戏动画模型；

模型检测，使用游戏虚拟引擎检测所述游戏动画模型是否自然。

进一步地，所述将所述漫反射贴图进行绘制得到粗糙贴图具体为：使用PS对所述漫反射贴图进行修改绘制，得到粗糙贴图。

进一步地，所述模型制作具体为将所述服装模型导入至3D模型制作工具，使用3D模型制作工具对所述服装模型进行初步拓扑处理得到第一服装模型；使用所述3D模型制作工具对所述第一服装模型进行二次拓扑处理以及调整UV图分布处理并得到第二服装模型；使用3D模型制作工具对所述服装模型和所述第二服装模型进行映射及烘焙处理得到法线贴图；将所述服装模型及所述模型纹理贴图和所述第二服装模型进行关联渲染得到漫反射贴图；将所述漫反射贴图进行绘制得到粗糙贴图；将所述法线贴图、所述漫反射贴图、所述粗糙贴图以及所述第二服装模型进行关联，得到最终服装模型。

进一步地，所述模特预处理具体为在所述预设人形着装模特的服装的边缘以及纯色区域粘贴贴纸，分离紧贴的所述服装的表面。

进一步地，所述服装扫描包括：

扫描模型，对所述已处理人形着装模特进行扫描，得到若干扫描图层；

图层对齐，当所述扫描图层大于两个时，将所述扫描图层进行对齐处理；

整体配准，将所述扫描体图层中的图层块进行整体配准处理，并删除配准失败的所述图层块；

融合处理，根据服装面料种类选择尖锐融合处理或光顺融合处理，得到服装模型；

贴图生成，根据所述服装模型和所述扫描图层生成模型纹理贴图，并调整所述模型纹理贴图颜色。

进一步地，所述动画制作还包括对所述最终服装模型进行布料模拟处理。

进一步地，所述动画制作还包括对所述预设人物模型和所述最终服装模型进行碰撞处理。

进一步地，所述对所述预设人物模型进行创建骨骼处理得到骨骼，并对所述预设人物模型进行蒙皮处理具体为：为所述预设人物模型创建进行创建骨骼处理得到骨骼，将所述预设人物模型进行绑定到所述人物模型骨骼上。

进一步地，所述模型检测具体为：将所述游戏动画模型导入至游戏虚拟引擎中进行检测，检测所述游戏动画模型中的预设人物模型和最终服装模型是否产生相应的运动状态。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，包括模特预处理，在预设人形着装模特所穿的服装进行预处理，得到已处理人形着装模特；服装扫描，对已处理人形着装模特进行扫描处理，得到服装模型和模型纹理贴图；模型制作，对服装模型进行初步拓扑处理得到第一服装模型；对第一服装模型进行二次拓扑处理以及调整UV图分布处理并得到第二服装模型；对服装模型及第二服装模型进行映射及烘焙处理得到法线贴图，将服装模型及模型纹理贴图和第二服装模型进行关联渲染得到漫反射贴图；将漫反射贴图进行绘制得到粗糙贴图；将法线贴图、漫反射贴图、粗糙贴图以及第二服装模型进行关联，得到最终服装模型；动画制作，将最终服装模型的位置与预设人物模型进行贴合；对预设人物模型进行创建骨骼处理得到骨骼，并对预设人物模型进行蒙皮处理和刷权重处理，将骨骼运用于最终服装模型，并对最终服装模型进行蒙皮和刷权重处理，为骨骼创建骨骼控制器，为骨骼创建动画，得到游戏动画模型；模型检测，使用游戏虚拟引擎检测游戏动画模型是否自然；通过对预设人形着装模特进行预处理以及扫描处理得到服装模型和模型纹理贴图，在模型制作过程中大量节省初期模型手工雕刻的时间，并且有高出手工雕刻的细节表现，缩短了整个制作的时间，提高了游戏动画模型的制作效率，本发明中的方法主要用于对服装模型真实度和精度要求很高的领域，比如对写实要求很高的游戏如虚拟人生，或者虚拟试衣等。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法的流程示意图；

图2为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的初次拓前的服装模型的图像示意图；

图3为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的初次拓后的服装模型的图像示意图；

图4为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中UV图的图像示意图；

图5为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的二次拓前的第一服装模型的图像示意图；

图6为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的二次拓后的第二服装模型的图像示意图；

图7为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的模型纹理贴图未进行渲染时的图像示意图；

图8为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的漫反射贴图的图像示意图；

图9为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的粗糙贴图的图像示意图；

图10为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的最终服装模型的图像示意图；

图11为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的将最终服装模型与预设人物模型进行贴合后的图像示意图；

图12为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的对预设人物模型进行创建骨骼处理时的图像示意图；

图13为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的操控骨骼控制器时预设人物模型的动作状态示意图；

图14为本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法中的使用游戏虚拟引擎检测所述游戏动画模型时的图像示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，具体包括以下步骤：

模特预处理，在预设人形着装模特所穿的服装进行预处理，得到已处理人形着装模特；本实施例中的预设人形着装模特的制作具体为：首先预设一个符合身材需求的绿色人形模特，并根据造型需求为人形模特匹配服装，并保证人形模特姿势及服装自然美观(例如：确定服装穿着方式、去除服装非必要皱褶)最后得到预设人形着装模特；对预设人形着装模特的服装边缘粘贴上贴纸，用来辅助服装边缘的图像获取；分离紧贴的服装表面，以及在服装的大面积纯色区域粘贴上贴纸用来辅助定位，最后得到已处理预设人形着装模特。

服装扫描，对已处理预设人形着装模特进行扫描处理，得到服装模型和模型纹理贴图。在本实施例中，在服装扫描之前，搭建一个无阴影的光照环境，此时，扫描仪的闪光灯只是起到辅助作用。本实施例中的服装扫描具体包括以下步骤：

扫描模型，开启Artec Studio，使用Artec系列扫描仪对已处理人形着装模特进行扫描，得到若干扫描图层；

图层对齐，当此处的扫描图层大于两个时，对所有扫描图层进行对齐处理；

整体配准，将扫描图层中的图层块进行整体配准处理，并将配准失败的图层块删除，在本实施例中图层块即为图片帧，因此实际删除的是图片帧；

融合处理，根据服装面料种类选择尖锐融合处理或光顺融合处理，得到服装模型；在本实施例中还包括根据预设需求对服装模型的参数进行编辑调整；

贴图生成，根据服装模型和上述的扫描图层生成模型纹理贴图，并调整模型纹理贴图颜色。最后导出服装模型和模型纹理贴图；此处的服装模型为OBJ文件(一种3D模型通用格式)，模型纹理贴图为PNG文件(一种无损压缩的位图片形格式)。

模型制作，对服装模型进行初步拓扑处理得到第一服装模型；对第一服装模型进行二次拓扑处理以及调整UV图分布处理并得到第二服装模型；对服装模型及第二服装模型进行映射及烘焙处理得到法线贴图，将服装模型及模型纹理贴图和第二服装模型进行关联渲染得到漫反射贴图；将漫反射贴图进行绘制得到粗糙贴图。将法线贴图、漫反射贴图、粗糙贴图以及第二服装模型进行关联，得到最终服装模型；在本实施例中上述的模型制作具体为：

将服装模型导入至3D模型制作工具中，并对其进行调整，使其上色位置正确，使用3D模型制作工具对服装模型进行初步拓扑处理得到第一服装模型，在本实施例中3D模型制作工具可为ZBrush或Autodesk Maya或Blender或3D Max或C4D、犀牛等软件，但是在本实施例中优先采用ZBrush，当采用ZBrush时，对机器性能要求更低，提升了效率，本实施例中的初步拓扑是将服装模型的面数的数量控制在10K以下最佳，如图2所示为进行初步拓扑之前的服装模型的图像示意图，此时的服装模型的面数数量为240万个；如图3所示为进行初步拓扑之后的服装模型的图像示意图，此时的服装模型的面数数量为2600个。将第一服装模型导入3D模型制作工具中，本申请中此处使用的具体工具为Autodesk Maya或Blender，Autodesk Maya为美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等；Blender为一款开源的跨平台全能三维动画制作软件，提供从建模、动画、材质、渲染、到音频处理、视频剪辑等一系列动画短片制作解决方案。此3D模型制作工具对第一服装模型进行二次拓扑处理以及调整UV图分布处理，最后得到第二服装模型；调整UV图分布即为将3D图像调整为对应的2D的UV图，如图4所示为UV贴图的图像示意图，UV图是3D图像对应的2D图，任何3D物体都可以展开为UV图模式。如图5所示为未经过二次拓扑的第一服装模型的图像示意图，图6为经过二次拓扑后的第二服装模型的图像示意图。经过二次拓扑后的服装模型具有更加工整、清晰的线条。使用3D模型制作工具，此处具体为使用ZBrush对服装模型和第二服装模型进行映射以及烘焙得到法线贴图，在本实施例中法线贴图是视觉的错觉。它使用与高多边形网格的XYZ信息相对应的RGB通道，并将其传输到2D的贴图上，可以把3D模型的细节通过2D贴图进行视觉表现，从而实现用低模去表达高模的视觉效果。

通过贴图制作工具将服装模型及模型纹理贴图和第二服装模型进行关联渲染得到漫反射贴图；将如图7所示的未经渲染的杂乱无序的模型纹理贴图进行渲染得到如图8所示的整齐的贴图，有助于后期服装模型的色彩上的匹配。本实施例中贴图制作工具为XNormal(一款操作简单且界面简洁的次世代游戏贴图制作工具，主要用于制作贴图)。另一是实施例中，还包括使用PS对所述漫反射贴图进行修改绘制得到粗糙贴图，粗糙贴图如图9所示。将上述的粗糙贴图、法线贴图、漫反射贴图以及第二服装模型进行关联，得到如图10所示的最终服装模型。

动画制作，将最终服装模型的位置与预设人物模型进行贴合；即将最终服装模型位置调整到符合预设人物模型的比例以及位置贴合，贴合后的最终服装模型与预设人物模型如图11所示。将贴合后的最终服装模型和预设人物模型导入三维动画制作软件(Autodesk Maya或Blender)中，对最终服装模型进行布料模拟处理，用来模拟真实世界的柔软的布料质感；对预设人物模型与最终服装模型进行碰撞处理，即，将预设人物模型定义为碰撞体并调节其碰撞参数，再使用最终服装模型对其进行碰撞，从而取得相应的物理效果，并运行时间轴生效。为预设人物模型创建骨骼(合适的关节)得到骨骼，具体如图12所示为预设人物模型创建骨骼后的图像示意图；并对预设人物模型进行蒙皮处理以及刷权重处理，蒙皮处理具体为：将预设人物模型进行绑定到骨骼上；为骨骼建立骨骼控制器，如图13所示为操控人物模型骨骼控制器时，预设人物模型随之运动的动作状态示意图；将骨骼运用于所述最终服装模型，对最终服装模型进行蒙皮和刷权重处理，即为最终服装模型绑定骨骼，并对绑定后的服装模型进行权重处理，使服装产生物理运动时不同位置有强弱的区别，并为骨骼创建动画，最终得到游戏动画模型。在本实施例中还包括创建角色蓝图，通过连线将节点、时间、函数及变量连接在一起，创建预设游戏元素，得到角色蓝图，将游戏动画模型导入至角色蓝图中。

模型检测，使用游戏虚拟引擎检测游戏动画模型是否自然。将游戏动画模型导入至游戏虚拟引擎中进行检测，检测游戏动画模型中的预设人物模型和最终服装模型是否产生相应的运动状态。如图14所示为使用游戏虚拟引擎检测游戏动画模型时的图像示意图。

本发明的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，包括模特预处理，在预设人形着装模特所穿的服装进行预处理，得到已处理人形着装模特；服装扫描，对已处理人形着装模特进行扫描处理，得到服装模型和模型纹理贴图；模型制作，对服装模型进行初步拓扑处理得到第一服装模型；对第一服装模型进行二次拓扑处理以及调整UV图分布处理并得到第二服装模型；对第一服装模型和第二服装模型进行映射及烘焙处理得到法线贴图；将服装模型及模型纹理贴图和第二服装模型进行关联渲染得到漫反射贴图，将法线贴图、漫反射贴图、粗糙贴图以及第二服装模型进行关联，得到最终服装模型；动画制作，将最终服装模型的位置与预设人物模型进行贴合；对预设人物模型进行创建骨骼处理得到骨骼，并对预设人物模型进行蒙皮处理和刷权重处理，将骨骼运用于最终服装模型，并对最终服装模型进行蒙皮和刷权重处理，为骨骼创建骨骼控制器，为骨骼创建动画，得到游戏动画模型；模型检测，使用游戏虚拟引擎检测游戏动画模型是否自然；通过对预设人形着装模特进行预处理以及扫描处理得到服装模型和模型纹理贴图，在服装模型制作过程中大量节省初期模型手工雕刻的时间，并且有高出手工雕刻的细节表现，缩短了整个制作的时间，提高了游戏动画模型的制作效率。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于包括：

模特预处理，在预设人形着装模特所穿的服装进行预处理，得到已处理人形着装模特；

服装扫描，对所述已处理人形着装模特进行扫描处理，得到服装模型和模型纹理贴图；

模特预处理，在预设人形着装模特所穿的服装进行预处理，得到已处理人形着装模特；

模型制作，对所述服装模型进行初步拓扑处理得到第一服装模型；对所述第一服装模型进行二次拓扑处理以及调整UV图分布处理并得到第二服装模型；对所述服装模型及所述第二服装模型进行映射及烘焙处理得到法线贴图，将所述服装模型及所述模型纹理贴图和所述第二服装模型进行关联渲染得到漫反射贴图；将所述漫反射贴图进行绘制得到粗糙贴图；将所述法线贴图、所述漫反射贴图、所述粗糙贴图以及所述第二服装模型进行关联，得到最终服装模型；

动画制作，将所述最终服装模型的位置与预设人物模型进行贴合；对所述预设人物模型进行创建骨骼处理得到骨骼，并对所述预设人物模型进行蒙皮处理和刷权重处理，将所述骨骼运用于所述最终服装模型，并对所述最终服装模型进行蒙皮和刷权重处理，为所述骨骼创建骨骼控制器，为所述骨骼创建动画，得到游戏动画模型；

模型检测，使用游戏虚拟引擎检测所述游戏动画模型是否自然。

2.如权利要求1所述的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于：所述将所述漫反射贴图进行绘制得到粗糙贴图具体为：使用PS对所述漫反射贴图进行修改绘制，得到粗糙贴图。

3.如权利要求1所述的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于：所述模型制作具体为将所述服装模型导入至3D模型制作工具，使用3D模型制作工具对所述服装模型进行初步拓扑处理得到第一服装模型；使用所述3D模型制作工具对所述第一服装模型进行二次拓扑处理以及调整UV图分布处理并得到第二服装模型；使用3D模型制作工具对所述服装模型和所述第二服装模型进行映射及烘焙处理得到法线贴图；通过贴图制作工具将所述服装模型及所述模型纹理贴图和所述第二服装模型进行关联渲染得到漫反射贴图；将所述漫反射贴图进行绘制得到粗糙贴图；将所述法线贴图、所述漫反射贴图、所述粗糙贴图以及所述第二服装模型进行关联，得到最终服装模型。

4.如权利要求1所述的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于：所述模特预处理具体为在所述预设人形着装模特的服装的边缘以及纯色区域粘贴贴纸，分离紧贴的所述服装的表面。

5.如权利要求1所述的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于：所述服装扫描包括：

扫描模型，对所述已处理人形着装模特进行扫描，得到若干扫描图层；

图层对齐，当所述扫描图层大于两个时，将所述扫描图层进行对齐处理；

整体配准，将所述扫描体图层中的图层块进行整体配准处理，并删除配准失败的所述图层块；

融合处理，根据服装面料种类选择尖锐融合处理或光顺融合处理，得到服装模型；

贴图生成，根据所述服装模型和所述扫描图层生成模型纹理贴图，并调整所述模型纹理贴图颜色。

6.如权利要求1所述的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于：所述动画制作还包括对所述最终服装模型进行布料模拟处理。

7.如权利要求1所述的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于：所述动画制作还包括对所述预设人物模型和所述最终服装模型进行碰撞处理。

8.如权利要求1所述的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于：所述对所述预设人物模型进行创建骨骼处理得到骨骼，并对所述预设人物模型进行蒙皮处理具体为：为所述预设人物模型创建进行创建骨骼处理得到骨骼，将所述预设人物模型进行绑定到所述人物模型骨骼上。

9.如权利要求1所述的一种基于3D服装模型的3D游戏动画模型制作方法，其特征在于：所述模型检测具体为：将所述游戏动画模型导入至游戏虚拟引擎中进行检测，检测所述游戏动画模型中的预设人物模型和最终服装模型是否产生相应的运动状态。