高模 vs 低模 3D：何时使用各自方案
当你刚开始接触 3D 时，“high poly”和“low poly”这两个术语会经常出现。要弄清它们到底是什么意思，以及更重要的是，什么时候该用哪一种，确实会让人感到困惑。无论你是在为游戏、电影还是 3D 打印创建资产，理解高模与低模之间的区别都是基础中的基础。本指南将从基础概念到高级技巧，拆解你需要知道的一切，帮助你为项目做出正确选择，这在处理 high poly vs low poly 时尤其相关。
什么是高模和低模？：High Poly Vs Low Poly
在 3D 建模中，每个物体都是由多边形网格构成的。你可以把多边形想象成构成 3D 物体表面的微小平面。“high poly”和“low poly”指的就是这个网格中的多边形数量。高模拥有大量多边形，因此能够呈现更高层次的细节以及更平滑的曲面。相对地，低模的多边形数量要少得多，因此外观通常更风格化、更块面化，同时性能也更好，这在处理 high poly vs low poly 时尤其相关。
并不存在一个神奇的数字，能把某个模型绝对定义为高模或低模。一切都是相对的，并且取决于具体场景。一个在移动游戏中被认为是高模的模型，在电影级制作中可能只能算低模。关键点在于：多边形数量会直接影响模型的外观，以及它被渲染出来的难易程度，这在处理 high poly vs low poly 时尤其相关。
High Poly Vs Low Poly：它是如何工作的：技术层面的差异
高模与低模建模的核心区别，在于细节与性能之间的权衡。, which is relevant when working with high poly vs low poly.
- High Poly： 多边形越多，你就越能创建出极其精细、逼真的模型。这是因为更多的顶点和面允许你塑造更复杂、更细腻的表面。不过，这种细节是有代价的。高模在渲染时计算开销很大，也就是说，它们需要更多的处理能力和更长的显示时间。因此，它们非常适合那些视觉质量至关重要的应用场景，例如电影、建筑可视化以及高端产品渲染。
- Low Poly： 低模的核心是效率。由于多边形更少，计算机更容易实时处理和渲染它们。因此，在视频游戏、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用中，低模是首选，因为流畅的帧率对于沉浸式体验至关重要。低模建模的挑战在于：如何用有限的多边形创造出有吸引力且易于识别的形体。
热门工具对比
在创建 3D 模型时，有不少优秀的软件可供选择。最适合你的工具取决于你的具体需求和预算。下面对三款最受欢迎、同时适用于高模和低模建模的软件进行比较：, which is relevant when working with high poly vs low poly.
| Tool | Best For | Pros | Cons |
|---|---|---|---|
| Blender | 全能型用途，尤其适合个人和小型工作室。 | 免费且开源、社区庞大且活跃、工具集全面。 | 对初学者来说学习曲线可能较陡。 |
| Autodesk Maya | 动画、绑定和角色建模。 | 动画领域的行业标准，功能强大且灵活。 | 订阅费用高，学习起来可能较复杂。 |
| Autodesk 3ds Max | 建筑可视化、游戏资产和工业设计。 | 建模和渲染工具强大，插件生态丰富。 | 订阅费用高，界面可能显得有些过时。 |
Blender
Blender 是 3D 建模领域中的一款强大工具。它是一款免费开源的软件，能够处理从建模、雕刻到动画、渲染和合成的所有工作。正因为免费，它对自由职业者、爱好者和小型工作室来说是极佳的选择。它的社区规模庞大且非常乐于助人，因此你能在网上找到大量教程和资源。你可以在 Blender 中创建高模和低模，而它的雕刻工具在制作细节丰富的高模网格时尤其出色。
Autodesk Maya
Maya 是 3D 动画领域的行业标准，而且名副其实。它拥有极其强大且灵活的绑定与角色动画工具集。虽然它在动画方面表现尤为突出，但它同样也是一款非常出色的建模工具，适用于高模和低模资产。影视和游戏行业中的许多大型工作室都将 Maya 作为其制作流程中的核心组成部分。Maya 的主要缺点是成本较高，因为它采用订阅制。
Autodesk 3ds Max
3ds Max 是 Autodesk 旗下另一款行业标准工具，重点偏向建模、渲染和建筑可视化。它拥有一套扎实的建模工具，非常适合创建高模和低模游戏资产，以及细节丰富的建筑模型。3ds Max 还拥有庞大且成熟的插件生态系统，可以进一步扩展其功能。和 Maya 一样，3ds Max 也是订阅制软件。
分步指南：从高模到低模的工作流程
在游戏开发和其他实时应用中，一种常见的工作流程是先创建高模，再基于它制作低模版本。这样你就可以先在高模中捕捉所有复杂细节，然后将这些细节“烘焙”到可应用于低模的纹理贴图中。这样就能兼得两者优势：模型看起来细节丰富，同时又具备良好性能。
下面是这一流程的简化分步指南：
1. 创建高模： 首先创建一个细节丰富、高分辨率的模型。在这个阶段不用担心多边形数量；重点是做出一个视觉效果出色、包含你想要所有细节的模型。
2. 通过重拓扑创建低模： 当你对高模满意后，就该制作低模版本了。这一步通过一个叫做“retopology”的过程完成，也就是创建一个新的、简化的网格，并让它贴合高模的轮廓。许多 3D 建模程序都提供了可帮助自动化这一过程的工具。
3. UV 展开： 接下来，你需要对低模进行“展开”。这一步是将 3D 模型表面摊平成一张 2D 图像，作为纹理贴图的模板。
4. 烘焙细节： 这一步就是见证魔法的时刻。你将使用一种叫做“baking”的流程，把高模的细节转移到法线贴图（normal map）中。法线贴图是一种纹理，它会告诉渲染引擎如何模拟表面上的光照，从而在低模上制造出细节丰富的视觉错觉。
5. 为低模添加纹理： 最后，你可以将烘焙出的法线贴图，以及颜色、粗糙度等其他纹理，一起应用到低模上。最终得到的模型，看起来几乎和高模一样精细，但多边形数量却只是其一小部分。
高级技巧
当你对基础知识有了较好的理解后，就可以开始探索一些处理高模和低模的进阶技巧。
对于高模建模：
- 关注干净的拓扑： 即使你有大量多边形可用，保持干净的拓扑仍然很重要。这样会让你的模型更易于处理，尤其是在你计划为其制作动画或用于雕刻时。
- 使用雕刻来添加细节： 对于有机模型来说，雕刻是添加皱纹、毛孔和布料褶皱等细节的绝佳方式。如今大多数 3D 建模软件都内置了一套相当完善的雕刻工具。
- 优化工作流程： 高模建模可能非常耗时，因此优化工作流程很重要。使用对称、实例化等工具来节省时间，并确保你的电脑能够处理高多边形数量。
对于低模建模：
- 掌握边线流向： 良好的 edge flow 对低模建模至关重要，尤其是角色和其他需要制作动画的对象。多边形边线应顺着物体的自然轮廓分布，这样在动画变形时才能表现正确。
- 有策略地使用多边形： 在低模建模中，每一个多边形都很重要，因此你需要有策略地分配它们。在需要更多细节的区域（例如角色面部）使用更多多边形，而在不那么重要的区域减少多边形数量。
- 善用法线贴图： 正如我们在分步指南中提到的，法线贴图是为低模增加细节的强大工具。学会高效地烘焙和使用法线贴图，你就能用较低的多边形数量创建出惊艳的模型。
如何让低模看起来像高模
在 3D 建模中，最强大的技巧之一，就是让低模看起来像高模。这是大多数现代视频游戏背后的秘密，也是创建细节丰富且性能良好资产的绝佳方法。以下是一些建议：
- 烘焙法线贴图： 正如前面所说，从高模烘焙法线贴图到低模，是为低模增加细节最常见的方法。
- 使用高质量纹理： 一套优秀的纹理会极大提升模型在视觉上的细节感。为颜色、粗糙度和其他材质属性使用高分辨率纹理。
- 重视灯光： 良好的灯光能够强化模型中的细节，让它看起来更真实。结合直射光和间接光，营造深度感和氛围感。
我的亲身经验
我记得自己最早参与的大项目之一，是为一款移动游戏制作一个主视觉资产。那是一把风格化的科幻武器，而我一心想把它做得尽可能酷。我从 Blender 开始，先雕刻出这把武器的超高细节高模版本。我花了好几个小时添加各种微小细节，比如划痕和雕纹，而且我对最终效果非常满意。
接下来就是最难的部分：我必须创建一个能在手机上流畅运行的低模版本。我试着在 Blender 里手动完成，但一直难以把拓扑处理好。模型看起来就是不如高模版本那么出色，我也越来越沮丧。后来，一位从事专业 3D 艺术工作的朋友建议我试试用 Maya 做重拓扑。虽然上手有一定学习成本，但 Maya 的重拓扑工具带来了巨大的改变。我最终做出了一个干净、优化良好的低模网格，并且它完美贴合了高模的轮廓。
在项目的另一个部分，我还需要快速制作一批背景资产。我没有时间从零开始逐个建模，于是决定试试 low poly 3D generator。我惊讶于自己能如此快速地生成各种资产。当然，它们没有我的主视觉资产那么精细，但作为背景已经完全足够。我还尝试了一个 image to 3D 工具来创建一些更偏有机形态的模型，这帮我节省了大量时间。最终，我做出了一款画面出色且能在移动端流畅运行的游戏，同时也学到了一个宝贵的经验：为合适的工作选择合适的工具非常重要。对于更复杂的资产，我仍然更偏爱传统建模软件所提供的控制力；但对于快速迭代和背景元素来说，AI 驱动的工具真的能救命。你还可以在 hyper3d.ai 网站上找到更多 3D 建模工具。
FAQ
低模的多边形数量多少才算合适？
这个问题没有统一答案，因为它实际上取决于目标平台以及你想达到的细节程度。对于移动游戏，一个低模角色可能有 1,500 到 5,000 个多边形。对于 PC 或主机游戏，这个数字可能更接近 10,000 到 20,000 个多边形。最好的做法是研究目标平台的技术规格，并测试你的模型表现如何。
可以在视频游戏中使用高模吗？
从技术上说，在视频游戏中使用高模是可行的，但通常并不是好主意。高模对性能要求很高，可能导致游戏运行缓慢，甚至崩溃。游戏开发中的标准做法，是使用带有烘焙法线贴图的低模来制造细节错觉。
应该先学高模建模还是低模建模？
这更多取决于个人偏好，但许多艺术家认为先学习低模建模的基础会更有帮助。这样你会理解干净拓扑和 edge flow 的重要性，而这些是任何 3D 建模师都必须掌握的核心技能。当你对基础有了良好理解后，再进一步学习高模建模和雕刻会更顺畅。
什么是 retopology？
Retopology 是指在高模表面重新创建一个新的、简化网格的过程。这是从高模到低模工作流程中的关键步骤，因为它能帮助你创建一个干净、优化良好、适合动画和实时渲染的网格。
我怎么判断自己需要高模还是低模？
这个问题的答案取决于你的项目需求。如果你是在为电影、高端产品渲染或 3D 打印创建模型，那么你大概率会选择高模，以获得最高级别的细节。如果你是在为视频游戏、VR/AR 应用或其他任何实时应用创建模型，那么你就需要使用低模，以确保良好的性能。
结论
理解高模与低模建模之间的差异，是每一位 3D 艺术家都应掌握的基础技能。通过为项目选择正确的方法，你可以在保证性能和效率的同时，创造出令人惊艳的视觉效果。无论你是经验丰富的专业人士，还是刚刚起步的新手，我都希望这篇指南能帮助你更好地理解何时该使用 high poly vs low poly 3D。想获取更多资源和工具，帮助你继续 3D 建模之旅，欢迎查看 Hyper3D blog 和我们的 community forum。