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從貝塞爾曲線到AI生成模型,3D建模技術演進與實作示範

YouTube 影片筆記

從貝塞爾曲線到AI生成模型,3D建模技術演進與實作示範

原片標題:AI 如何取代 3D 建模?3D技術進化史

原片說明
本期影片我們就來聊聊 3D 技術是如何發展到今天的~ ❤️感謝 Meshy AI 贊助本期影片,這是我的專屬優惠碼:STHH01 ⬇️新用戶憑此碼可以 6折 開通會員~ https://meshy.ai 參考資料: [1] PIEGL L, TILLER W. The NURBS book[M]. 2nd ed. Berlin: Springer, 1997. [2] CATMULL E, CLARK J. Recursively generated B-spline surfaces on arbitrary topological meshes[J]. Computer-Aided Design, 1978, 10(6): 350-355. [3] DEROSE T, KASS M, TRUONG T. Subdivision surfaces in character animation[C]//Proceedings of the 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. New York: ACM, 1998: 85-94. [4] COHEN J, OLANO M, MANOCHA D. Appearance-preserving simplification[C]//Proceedings of the 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. New York: ACM, 1998: 115-122. [5] COOK R L, TORRANCE K E. A reflectance model for computer graphics[J]. ACM Transactions on Graphics, 1982, 1(1): 7-24. [6] ZHAO Z, LAI Z, LIN Q, et al. Hunyuan3D 2.0: scaling diffusion models for high resolution textured 3D assets generation[EB/OL]. (2025-01-21)[2026-10-22]. [7] MESHY. Meshy 7.1: attention to the closest detail[EB/OL]. (2026-09-10)[2026-10-22]. [8] MESHY. Image to 3D API[EB/OL]. [2026-10-22].

孫拓海說自己是在遊戲行業打滾十多年的設計師,結果一開場先演一段「2076 年,建模這門手藝即將失傳」,我笑出來,也太會自嘲。但笑完發現他講的是真的:從貝塞爾曲線到多邊形,再到現在 AI 直接吃圖生模型,這條線拉出來,你才會懂為什麼老模型師的頭髮越來越少。這支影片硬核,但把技術史講得像在聽人講古,不知不覺就跟完了。

開場假裝建模是失傳非遺手藝
開場假裝建模是失傳非遺手藝00:12

影片時間軸

  1. 00:00開場介紹 2076 年的上海與孫師傅的工作室
  2. 01:00解釋 3D 建模本質是用數學描述物體,並介紹曲面建模與貝塞爾曲線
  3. 02:40說明多邊形建模原理,以及《玩具總動員》從曲面轉向多邊形的過程
  4. 04:45介紹 Catmull-Clark 細分曲面算法如何解決低面數稜角問題
  5. 08:05用 Meshy 示範 AI 建模流程,並拆解擴散模型訓練與生成四步驟
  6. 10:17說明 Meshy 幾何與貼圖分階段生成、多視角擴散模型等技術細節
  7. 11:29孫師傅談基本功的重要性,以及對 AI 工具應抱持的態度
  8. 12:43片尾花絮:孫師傅因長年工作導致手腕陳傷,成為建模非遺傳人

貝塞爾曲線與兩條建模路線

曲面建模靠曲線掃掠成形,1960 年代兩位法國汽車工程師發明貝塞爾曲線,PS 鋼筆工具用的就是它,之後的 NURBS 再解決圓與球體的精密表達,所以手機、汽車這類要生產加工的都用曲面。另一條是多邊形:放頂點、連成線、圍成三角形。1972 年卡特姆用石膏手描三角形輸入電腦做出握拳動畫,他後來成了皮克斯創辦人之一。兩條路線的分岔,其實是精度與效能的取捨。

卡特姆在石膏手上描三角形
卡特姆在石膏手上描三角形02:53

玩具總動員的曲面難題

遊戲選多邊形是為了效能,遠處模型降面玩家看不出來就省了。但最早的 3D 動畫長片《玩具總動員》反而用曲面建模,因為 90 年代初電腦能跑的面數低,渲染容易出現硬折角,而曲面有絕對的數學光滑度、佔記憶體又少,很適合記憶體受限的渲染農場。巴斯光年的塑料、胡迪的木頭皮革也剛好適合。問題是角色做複雜表情或關節大角度彎曲時,曲面片邊緣會拉伸分離露出縫隙,皮克斯花大量精力手工調模型,做完才意識到靜態效果好的曲面不適合做動畫。

曲面片邊緣拉伸分離露出縫隙
曲面片邊緣拉伸分離露出縫隙04:08

細分曲面與貼圖偷效能

1997 年皮克斯測試多邊形渲染,做出奧斯卡最佳動畫短片,功臣還是卡特姆 1978 年發明的 Catmull-Clark 細分曲面演算法,讓多邊形達到曲面的光滑效果,美術調低模、演算法自動生成平滑高模。實際建模時用「卡線」做出硬邊,不至於一個平滑把造型搞沒。表面塑料感的問題則靠法線貼圖解決:把高模的光影細節拍成貼圖貼到低模上,細節還能跟光影互動。加上 PBR 與光線追蹤,3D 角色才告別蠟像感。

把高模光影細節拍成貼圖貼到低模
把高模光影細節拍成貼圖貼到低模06:54

AI 建模的四步與它的極限

3D 掃描能把現實的磨損裂縫搬進電腦,但幻想中的武器掃不到,這時 AI 上場。訓練分四步:先收集高品質模型、渲染多角度圖當標準答案;再把資料壓縮成潛變量,因為直接拿頂點訓練顯存會爆;接著用擴散模型加噪去噪,去噪交給 Diffusion Transformer;最後給一團噪聲和提示就能生成新模型。貼圖階段的難點是各視角互不知情,正面畫完背面容易對不上,解法是多視角擴散模型互相參考。孫拓海最後說,技術降低門檻,但創作的上限始終來自人,還拿畢卡索的寫實功底當例子。

值得下載嗎:值得,尤其是你想搞懂 AI 建模到底在紅什麼、或正在學 3D 的話,這支把來龍去脈講得很清楚,留著當索引很方便。

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YTGet 編輯室|看完影片整理的筆記,細節以原片為準。

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