Maya中的Polygon建模

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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
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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。

图3 编辑多边形的顶点
1.3 Faces （面）
多边形的Faces 是由连接在一起的边构成的，编辑面的位置也可以影响Polygon 的形状，如图4
所示。

图4 多边形的面
1.4 UV （UV 坐标点）
UV 是多边形上的点，通过设置UV 可以在Maya 中对Polygon 进行纹理放置，UV 只能在UV
编辑器中进行编辑，而不能在3D 空间中移动，如图5所示。

图5 UV 坐标点
2 创建多边形
在Maya 中有很多创建多边形的方法，下面介绍一些常用的方法。

2.1 创建多边形几何体
与NURBS 一样，Maya 提供了几个基本的多边形几何体，它们是创建复杂多边形的基本，执行
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【Create 】→【Polygon Primitives 】命令，可以看到其级联菜单，如图6所示。

图6 Polygon Primitives 菜单
Sphere （球体）、Cone （圆锥）、Cylinder （圆柱体）、Cube （立方体）、plane （平面）、Torus （圆环）、Prism （棱柱）、Pyramid （棱锥）、Pipe （管）、Helix （螺旋）、Soccer Ball （足球）等形状，这些基本几何体是创建其他复杂物体的基础，如图7所示。

图7 基本几何体形状
2.2 创建多边形工具
使用Create Polygon Tool 工具可以创建任意形状的多边形，执行【Polygon 】→【Create Polygon
Tool 】命令，单击其后的【参数设置】按钮，打开【Create Polygon Tool 】参数设置窗口，如图8所示。

图8 【Create Polygon Tool 】窗口
其主要参数如下： 【Subdivisions 】（细分）：用来设置多边形边的细分数。

【Limit Points to 】（顶点限制）：用来设置新的多边形的顶点数值，当放置的点等于文本框输入的数值时，Maya 将自动闭合多边形，可以在视图中继续创建多边形，不用重新选择工具。

【Texture 】（纹理）：用于设置多边形的纹理。

【Operation 】（操作）：用户可以切换在Create 和 Append 之间相互切换。

创建多边形的方法如下：
（1）切换到Modeling 模式，选择【Polygons 】→【Create Polygon Tool 】命令。

（2）在视图窗口中单击鼠标左键绘制一个点。

（3）移动鼠标到其他位置，单击鼠标出现两个点一条边，如图9所示。

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（4）继续创建多个点和边，在窗口中单击鼠标，创建完成后按下回车，即可创建一个简单的多边形，如图10所示。

图9 创建多边形的一个边 图10 创建多边形
2.3 扩展多边形工具
执行【Polygons 】→【Create Polygon Tool 】命令可以添加面，Append To Polygon 工具和Create Tool 工具类似，只不过它是增加一个面到已有的面上。

具体操作步骤如下：
（1）利用【Create Polygon Tool 】创建一个多边形对象，设置效果如图11所示。

图11 创建多边形对象
（2）在任意视图中单击多边形的边，此时多边形的边界呈现高亮显示并变粗，如图12所示。

图12 单击多边形的边
（3）单击需要添加面的边界线，选择的边将是新增面的第一条边，在视图中单击增加点，完成
后回车即可，效果如图13所示。

图13 增加的面
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2.4 创建带洞的面
利用Create Polygon 或Append Polygon 工具很容易创建带洞的面，创建方法如下：
（1）执行【Polygons 】→【Create Polygon Tool 】命令，在前视图中单击鼠标，创建多边形对象，如图14所示。

图14 创建外部多边形
（2）此时不要按回车键，而是按下Ctrl 键，然后在面的内部单击确定顶点位置，如图15所示。

（3）继续单击鼠标完成洞的创建，若需要创建多个洞，继续按下Ctrl 键单击鼠标重新开始，创建完成后按回车键即可，如图16所示。

图15 确定内部多边形的顶点 图16 创建带洞的多边形
3 编辑多边形
下面介绍与多边形编辑有关的工具，随着学习的深入，通过使用Maya 所提供的多边形编辑命
令来调整现有的简单的多边形对象，读者就很容易地创建复杂模型。

3.1 多边形的选择
任何对象在编辑之前首先要选择它，选择对象的方法包括下面几种方法，下面分别介绍。

1. 使用热键选择
可使用下面快捷键来选择多边形元素： F8：在元素和对象之间切换。

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F9：选择顶点。

F10：选择边。

F11：选择面。

F12：选择UV 。

Alt+F9：选择顶点和面。

2. 使用菜单命令选择
Maya 提供了一组工具帮助用户选择元素，执行【Edit Polygons 】→【Selection 】命令，在打开的子菜单中选择【Grow Selection Region 】（增加一个单元），【Shrink Selection Region 】（收缩一个单元）命令，可以有规则地选择元素，【Select Selection Boundary 】（选择边界）命令，只选中所选元素的边界，如图17所示。

图17 选区的扩大和收缩
3.2 移动多边形元素
用户可以使用操纵器手柄来移动、旋转和缩放多边形元素，此外还可以执行【Edit Polygons 】
→【Move Components 】命令来平移、旋转和缩放元素，【Move Components 】功能有局部和全局两种模式，可以通过切换手柄在两者之间切换，如图18所示。

图18 局部和全局控制手柄
3.3 合并
Combine （合并）命令不会改变物体形状，也不会修剪掉重叠的部分，只是简单地将两个物体结合在一起，成为一个对象，选择需要合并的对象执行【Polygons 】→【Combine 】命令即可，如图19所示。

图19 对象结合前后的比较
3.4 分离对象
与合并相反，Separate （分离）操作可以将一个复杂的多边形对象分割成各自独立的部分，执行
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【Polygons 】→【Separate 】命令即可将其分开，如图20所示。

图20 将结合的对象分离
3.5 布尔运算
Polygons 的Booleans （布尔运算）命令包括Union （并集）、Difference （差集）和Intersection （交集），分别用于对两个对象进行并集、差集和交集操作，执行【Polygons 】→【Booleans 】命令，可以通过选择并集、差集和交集运算的操作，将简单相交的多边形物体，转变成新的复杂物，下面分别介绍。

并集：该操作是将两个对象联合为一个整体，具体操作方法如下： （1）在场景中创建一个Polygon 球体。

（2）在场景中创建一个立方体，并调整其大小，设置效果如图21所示。

图21 将结合的对象分离
（3）选择两个对象，执行【Polygons 】→【Booleans 】→【Union 】命令，将两个对象合并在一
起，设置效果如图22所示。

图22 并集运算
差集：是将一个多边形对象减去另一个多边形对象，选择的顺序不同效果也不相同。

（1）在场景中绘制一个多边形圆柱体和一个立方体，调整其大小和位置，设置效果如图23所示。

图23 绘制2个相交对象
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（2）利用布尔运算时，需要首先选择被减物体，然后按下Shift 键选择所减对象。

（3）两个对象被选中后，执行【Polygons 】→【Booleans 】→【Difference 】命令，选择的顺序不同布尔运算后的结果也不相同，设置效果如图24所示。

图24 设置差集操作
交集：运行交集运算可以保留两个多边形对象相交的部分，应用方法与并集和差集相同，设置
效果如图25所示。

图25 设置交集操作
3.6 镜像几何体
执行【Mirror Geometry 】（镜像几何体）命令可以创建物体的镜像，镜像方向可以在对话框中设置，该操作可以将所有的边界合并，由于镜像时要注意法线的翻转，因此复制对象的法线与原始部分的法线保持一致。

设置镜像操作的步骤如下：
（1）打开需要的People 文件如图26所示。

图26 打开文件
（2）执行【Polygons 】→【Mirror Geometry
】命令，单击其后的【参数设置】按钮，可以打
开【Polygon Mirror Options 】窗口，设置参数如图27所示。

图27 设置【Polygon Mirror Options 】参数
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（3）按照上面参数设置，表示将脸的右一半进行复制，设置缩放为-1，将其复制到另一边，设置效果如图28所示。

图28 复制后的效果
3.7 平滑与顶点均化
Smoothing （平滑）操作的功能是根据Division 设置（默认是1）来细分一个表面或细分表面的选择面，从而建立一个光滑的表面，该功能使用简单方便，而且在建模过程中必不可少，设置效果如图29所示。

图29 设置光滑前后的效果比较
除此之外Maya 还提供了Smooth Proxy 命令，该操作也能创建平滑的表面，但是保留原始的多
边形表面，原始表面能够作为平滑表面的代理允许用户无需改变多个顶点就能更改对象的表面，效果如图30所示。

执行【Polygons 】→【Average Vertices 】命令可以均化顶点，从而建立一个光滑的表面，如图31所示。

图30 设置光滑代理后的效果 图31 设置3次顶点均化后的效果比较
3.8 分割多边形工具
Split Polygon Tool （分割多边形）工具可以将物体中不共边的多边形面分割成为几个单独的物体，具体操作方法如下：
（1）在场景中创建一个多边形立方体，调整其大小。

（2）执行【Edit Polygons 】→【Split Polygon Tool 】命令，此时鼠标改变为箭头形状。

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（3）单击某一顶边，出现一个绿色的点，表示一个顶点，如图32所示。

图32 确定顶点位置
（4）单击其他边并在第一个顶点上做最后一次单击，完成一个三角形，完成立方体的切割，设置效果如图33（左）所示。

（5）分割完成后按回车键，接下来按F10键切换到边选择模式，选择前面的三条边，删除它们，得到一个切割后的效果，如图33（右）所示。

图33 切割后的效果
3.9 切分面
与Split Polygon 工具类似，Cut Face 工具也可以完成切分面操作，方法很简单，执行【Edit Polygons 】→【Cut Faces Tool
】命令，单击其后的【参数设置】按钮，打开【Polygon Cut Face Tool Options 】窗口，如图34所示。

图34 【Polygon Cut Face Tool Options 】窗口
其主要参数如下： 【Cut Direction 】（切割方向）：其中包括4个选项，分别是Interactive Cut （交互切割）、Cut Along ZX-Plane （沿着ZX 平面切割表面）、Cut Along YZ-Plane （沿着YZ 平面切割表面）、Cut Along XY-Plane （沿着XY 平面切割表面）。

【Delete 】（删除）：选中Delete The Cut Faces 复选框，可以将切割的面删除。

【Extract 】（抽取）：选中Extract The Cut Faces 复选框，表示可以分开显示切割面。

操作方法如下：
（1）在场景中创建一个多边形立方体。

（2）选择立方体对象，执行【Edit Polygons 】→【Cut Face Tool 】命令，此时鼠标改变为箭头形状，在立方体上拖动鼠标设置立方体上的切分线。

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（3）释放鼠标即可沿着切分线绘制边，设置效果如图35所示。

图35 切分后的效果
（4）按快捷键Ctrl+Z 取消对象的切割，再次执行【Edit Polygons 】→【Cut Face Tool 】命令，
单击其后的【参数设置】按钮，在打开的窗口中设置参数，如图36所示。

图36 设置【Polygon Cut Face Options 】参数
（5）按照上面参数设置，单击【Cut 】按钮，设置效果如图37所示。

图37 切割后的对象
（6）最后执行【Polygons 】→【Separate 】命令即可将其分开。

3.10 挤压操作
在编辑多边形对象时，最常用的多边形编辑工具就是Extrude （挤压）工具，可以使用该工具来拖拉出多边形的表面的一个边或面，以创建多边形其他部分，Maya 提供了3种挤压工具Extrude Face 、Extrude Edge 、Extrude Vertex 命令，分别可以挤压面、挤压边和挤压顶点，设置方法如下：
（1）在场景中创建一个多边形圆柱体，如图38所示。

（2）选择圆柱体的两个面，然后执行【Edit Polygons 】→【Extrude Face 】命令，显示出操纵器控制手柄，选择Z 轴向外拖动鼠标，将选择的面沿着Z 轴拉伸，效果如图39所示。

图38 绘制圆柱体 图39 设置挤压面的效果
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（3）选择圆柱体的两条边，然后执行【Edit Polygons 】→【Extrude Edge 】命令，显示出操纵器控制手柄，选择Z 轴向外拖动鼠标，将选择的面沿着Z 轴拉伸，效果如图40所示。

（4）选择圆柱体顶部的点，然后执行【Edit Polygons 】→【ExtrudeVertex 】命令，执行效果如图41所示。

图40 设置挤压边的效果 图41 设置挤压点的效果
3.11 斜切顶点
Chamfer Vertex （斜切顶点）的功能是切出所选顶点的周围部分，操作方法如下：
（1）在场景中创建一个多边形球体对象，然后在通道栏中设置参数，如图42所示。

图42 设置球体参数
（2）切换到前视图模式，单击鼠标右键，在打开的快捷菜单中选择顶点模式，如图43所示。

图43 转换为顶点模式
（3）选中除了顶部和底部的所有点，如图44所示。

图44 选择顶点
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（4）执行【Edit Polygons 】→【Chamfer Vertex
】命令，单击其后的【参数设置】按钮，在打开的窗口中设置参数，如图45所示。

图45 设置【Chamfer Vertex 】参数
（5）按照上面参数设置，单击【Chamfer Vertex 】按钮，设置效果如图46所示。

图46 设置【Chamfer Vertex 】后的效果
3.12 倒角
Bevel （倒角）操作多用于编辑多边形，需要选择其中的一条或多条边，然后使用它们来创建多个面，以圆滑边或角，执行【Edit Polygons 】→【Bevel 】命令，单击其后的【参数设置】按钮，打开【Polygon Bevel Options 】窗口，如图47所示。

图47 【Polygon Bevel Options 】对话框
其主要参数如下： 【Offset Distance 】（偏移距离）：用于设置从边到新面位置的中心之间的距离，该数值决定了斜角的大小。

【Segments 】（片段）：该数值定义了将创建多少片段来创建倒角，数值越大，倒角越平滑。

设置倒角的方法如下：
（1）在场景中创建一个多边形立方体，在通道栏中设置参数如图48所示。

图48 创建立方体
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（2）选择立方体对象，单击鼠标右键，切换到边选择模式，选择其中需要设置的边，如图49所示。

图49 转换为边选择模式
（3）执行【Edit Polygons 】→【Bevel
】命令，单击其后的【参数设置】按钮，打开【Polygon Bevel Options 】窗口，设置参数如图50所示。

图50 【Polygon Bevel Options 】窗口
（4）按照上面参数设置，单击【Bevel 】按钮，设置效果如图51所示。

图51 倒角后的效果
3.13 截面
Poke face （截面）工具可以很方便地添加表面细节，在创建过程中可以选择其中的面，也可以选择整个对象，执行【Edit Polygons 】→【Poke Faces 】命令，此时出现一个操纵器手柄，拖动控制手柄可以调整其方向，设置效果如图52所示。

图52 截面后的效果
3.14 融合顶点
Merge Vertices （融合顶点）的功能是融合顶点，使它们可以被面共享，执行【Edit Polygons 】
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→【Merge Vertices 】命令，可以将顶点融合，成为一个顶点，而不是将很多点重叠在一起，设置效果如图53所示。

图53 融合前后的效果比较
3.15 提取
Extract 的功能是将选中的面从相邻的面中提取出来，使它们不再有共享的顶点和边，选择需要提取的面，然后执行【Edit Polygons 】→【Extract 】命令即可，效果如图54所示。

图54 提取前后的效果比较
4 实战案例
本文主要介绍多边形建模的方法和常用的多边形建模工具使用技巧，下面通过实战训练巩固本文的主要内容。

4.1 五角星制作
本例介绍五角星的制作过程，主要学习截面操作方法、挤压功能的应用等，效果如图55所示。

图55 五角星效果
具体操作步骤如下：
（1）在场景中创建一个多边形圆柱体对象，在通道栏中设置参数，如图56所示。

图56 创建圆柱体
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（2）切换到顶视图，选择圆柱体对象单击鼠标右键，转换为面选择模式，选择顶部的5个面，如图57所示。

图57 选择顶部的面
（3）执行【Edit Polygons 】→【Poke Faces 】命令，设置效果如图58所示。

图58 设置截面操作
（4）接下来删除多余的面，设置效果如图59所示。

（5）切换到边选择模式，然后选择星形外部的10条边，再执行【Edit Polygons 】→【Extrude Edge 】命令，显示出操纵器控制手柄，选择Z 轴向外拖动鼠标，将选择的面沿着Z 轴拉伸，设置效果如图60所示。

图59 删除多余的面 图60 挤压边操作
（6）最后将中心点做相应的调整，并给五角星形对象赋予材质，完成效果图的制作。

4.2 创建方桌
本例介绍方桌的制作过程，主要学习挤压操作方法以及对象的细分参数设置等，效果如图61
所示。

具体操作步骤如下：
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※ 17 ※
（1）新建场景，切换到Modeling 模块，创建一个Polygon 立方体。

（2）在通道栏中设置其参数属性，增加分段数，参数设置如图62所示。

图61 方桌效果 图62 设置通道栏参数
（3）按下5键，以实体方式显示，然后右键单击立方体对象，进入Face （面元素）选择模式，如图63所示。

（4）按下Alt+鼠标左键旋转视图，选择4个桌腿所在的面（选择完成后，旋转视图查看是否多选），如图64所示。

图63 进入面选择模式 图64 选择桌腿所在的面
（5）执行【Polygons 】→【Tool Options 】命令选中【Keep Faces Together 】选项，使所有的面连接在一起。

（6）执行【Edit Polygons 】→【Extrude Face 】命令，出现拉伸面控制器，如图65所示。

（7）按下Ctrl 键，按下蓝色的控制器，将对象等比例缩小些，设置效果如图66所示。

图65 执行挤压命令 图66 缩小对象
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※ 18 ※
（8）按下G 键，重做拉伸面命令，在前视图中拖动蓝色的控制手柄拉伸对象，拉出多半桌子的腿，设置效果如图67所示。

图67 拉伸出桌腿
（9）继续按下G 键，在前视图中拉伸桌腿。

（10）再次按下G 键，在前视图中拉伸桌腿到预计的长度，设置效果如图68所示。

（11）选择桌腿上需要拉出横杆的两个面，如图69所示。

图68 拉伸出桌腿 图69 拉伸出桌腿横杆
（12）执行【Edit Polygons 】→【Extrude Face 】命令，出现拉伸面控制器向另一个桌腿拉伸，设置效果如图70所示。

图70 完成桌子制作
（13）最后给方桌对象赋予材质，完成效果图的制作。

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