三维动画模型的表面分布与应用

李 擘

引言

我们在制作三维动画的过程中，经常会用到软件提供的一些功能，比如毛发系统，粒子的表面发射。在开发游戏制作室外场景的时候，经常会在地面上制作植被，树、花草等覆盖地面，还有常见的地板铺装等。夏天饮料瓶上凝结的水珠，糖葫芦与汉堡上的芝麻等，这些可否不用模型一个个复制而用程序来实现呢？通过制作、分析这些效果不难看出这些效果的制作与模型表面网格相关，对于艺术生来说，基本思路是用程序将一个模型复制分布到另一个模型的表面上。

1 规矩分布

我先来看地板铺装，来研究表面分布基本的算法。先准备几个测试用的简单模型，一个平面的四边形模型作为地面，作为最大铺装外尺寸的限定，但是要注意最好是长宽都比地板模型大；一个地板模型，给出具体的长、宽、高三个尺寸，也可以把这个参数化、虚拟为代理模型，之后再替换。通常我们生活中铺的地板大都是木头条形板材，横向错半个长度来铺装的。按照这个模式我们写一个简单的循环来实现。

根据地面模型来计算铺装的最大范围，横向X，竖向Z，获得四个点的顺序和位置，得到起始点Pos0《x0，y0，z0》，再与其它点计算，竖向Z长度Depth Max和横向X宽度Width Max；指定一个地板的三维参数，Width宽12cm、Height高1.5cm、Depth长92cm；指定一个偏移值Offset这里为0-1的小数，也可以采用百分比或别的形式。这里我们可以用Width Max/Width算出横向X上能摆放的最大数量NumX0，和用Depth Max/Depth算出竖向Z上能摆放的最大数量NumZ0，也就是铺装的总个数，循环的个数，但是这个数往往是小数，所以需要使用NumZ1=ceil（NumZ0）和NumZ2=trunc（NumZ0）来取比它本身大和小的两个整数。……