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面部解剖学和面部的肌肉运动对3DGraphics来说，面部表情动画是最复杂的也是最使人着迷的一项工作。这项工作极具挑战性，它为你的动画人物富于活生生的情感。但是如果不是完全了解面部表情时，创造出来3D角色往往因失真而令人反感。你可以为很多角色做面部表情动画，他们可以是卡通角色、动物、异形，如果你愿意，你甚至可以为一棵树作动画。面部表情是整个动画中充满冒险性的一部分，再没有什么比一个精彩的角色模型却配有一个毫无生气的面部表情更令人感到失望的了。面部解剖学现在，我们要从分析头部的解剖学开始，创造出可信的表情第一部就是要理解这些表情下面的结构机理。当然，我们不是学习医学解剖学，也不需要记住众多拉丁文名字，但我们必须知道面部不同的肌肉影响的是哪块区域。头骨的结构是我们要了解的第一步，头骨决定了头部的基本形状。之后我们来看一下头部各部分的比例关系，比例不对将完全影响作出表情的效果。最后，我们来到面部肌肉部分，我们将学习每块肌肉是怎样影响面部表情的。因此，这节分为三个部分：z头骨的基本构造z头部的比例关系及活动范围z面部肌肉1.1头骨的基本构造创建一个人类的头部，你必须对人的头骨有所了解。人类的头骨结构同时也是3D角色头部的建造基础。头骨的外形也决定了头部主要器官的位置，如鼻子、嘴巴和眼睛。图14-1显示了从几个视点观察的3D人物的头骨。图14-1人的头骨现在我们来花一点时间研究一下头骨中用于创建面部表情动画的主要构造。见图14-2。图14-2头骨的主要结构A.额骨：额骨构成前额的结构。它终止于眉骨，在鼻骨正上方，是一块相当厚的骨头。B.颞线：颞线沿头骨外边缘贯穿整个头部的上半部分。尽管它不是很明显，但它构成了头骨上半部分的方形结构。C.顶骨：位于头骨两侧，表面平滑，延展向外直达下腭骨后方。D.鼻根骨：它是额骨同鼻骨交界的一点。它是鼻子上部的一个弯曲。见图14-3。E.眉弓：眉弓是人脸部最突出的骨头之一。它形成了眼部上方的边界。见图14-4。眉弓位于眉毛的下方，悬挂在眼睛上方，像一个遮阳伞一样防止阳光直接刺伤眼睛。当动画角色的表情时，皮肤在眉弓上移动。一个常见的错误是在模型上移动眉弓，这样会导致效果不真实。最好的方法是移动眉弓的靠上部分的组织而使靠下边的组织保持不动。见图14-5。图14-3鼻根骨图14-4眉弓图14-5移动眉毛注意:当动画时眉毛的中部移动而两边是不动的。这是因为眉毛的两边是不受眉弓控制的。当你做抬眉的动作时，是你的上眼皮外部的组织被拉动，这样做出的动作才不会是像卡通的人物一样。F.鼻骨：鼻骨是在鼻根骨下边的一个小骨头。通常它会在鼻部形成一个小的凸起，见图14-6。注意:当做向上皱鼻的动作时，鼻部的顶端是不动的，而鼻部的周围组织都在移动。见图14-7。图14-6鼻骨图14-7鼻子的顶部被锁定G.眼窝：两个眼球可以嵌入的大洞，但比眼球本身大。眼球在眼窝中偏高的位置。H.下眼眶：下眼眶位于眼窝的下部和面颊骨上部之间，它构成了眼睛的下边缘。见图14-8。注意:当我们做一些面颊向上提的动作（例如微笑）时，皮下组织向上提升并集中到下眼皮下部，使得面颊鼓起。见图14-9。图14-8下眼眶图14-9皮下组织聚到下眼眶下边I.颧骨：颧骨就是面颊骨。它位于下眼眶的正下方。当你笑时，肌肉组织会聚集到颧骨前方并向外上方拉伸形成肌肉组织的鼓胀，见图14-10。图14-10颧骨J.上颌骨：上颌骨位于鼻骨的正下方。K.下颌骨：下颌骨是下巴处的一块大骨头。它是面部骨骼中最大的一块并且是头骨中唯一能移动的骨头。要注意的是，在３Ｄ的制作中，下颌骨的旋转枢轴点往往被设置错误，它的正确位置应该在耳朵的下半部靠近耳根处。见图14-11。图14-11下颌骨旋转枢轴点图14-12下颌骨水平移动注意:在水平位置上，下颌骨不能旋转，但当做咀嚼的动作时还是会有轻微的前后和两边的移动的。见图14-12。在移动时，要注意移动的位置是有限制的。L.下巴突起：下巴突起是下颌骨最下部,它构成下颏。见图14-13。图14-13下巴突起1.1.2头部的比例关系及活动范围创建合乎比例关系的头部结构可以使角色变的令人信服并使其在动画时区别于卡通角色。这部分我们就来看一下头部的构造及各个部分的位置，它们的比例关系是怎样被确定的。这个知识很简单容易掌握，也不需要什么经验，但对创建人的头部却是很有用处的。眉毛眉毛在整个面部的中心位置，如果用眼睛的长度定义眉毛长度的话，沿眉弓测量的头部的宽度应该是五个眼睛的长度，见图14-14。眉毛本身的长度是四个眼睛的长度，见图14-15。另一件需要注意的事情是在创建眉弓时，它的内侧中点紧靠在鼻骨之上，而不是直直的穿过前额，那们会使角色看起来像一个类人猿。眼睛眼睛是脸部最重要和复杂的结构之一。眼窝，向下沿伸到鼻子的一半，终止于颧骨的顶端。眼睛本身直径大约11/4英寸，而且几乎是正圆形,当然，眼球结膜和角膜除外，它们构成了虹膜外的膨出部分。眼睛是我们脸部的中心焦点，所以它的形状非常重要。在3D人物的头部建模中，粗糙的眼部建模是一个常见的问题。就像图14-16所示的模型就存在上眼皮暴露在外的问题。在这个例子中，模型的上眼皮清晰可见，而这在真实的人头部几乎是不可能的，因为上眼眶遮住了上眼皮。也有及少数暴露在外的例子，但那样看起来就不美观了。正确的上眼皮结构是上眼皮被上眼眶覆盖在下方。见图14-17。图14-14头的宽度图14-15眉弓的宽度图14-16粗糙的头部模型中暴露的眼皮图14-17正确的上眼皮关于眼部的另一个常见错误是眼皮浮于眼球之上，这样，眼皮的阴影就会投射到眼球上，使模型看起来非常奇怪。如图14-18。真实的眼皮是和眼球密闭接触的。两眼之间的距离相当于一个眼睛的长度，眼球虹膜的直径大约是眼睛长度的一半，见图14-19。眼睛睁开时的形状是一个不对称的，有些倾斜的橢圆形。上眼皮的最高点在靠近眼睛内侧1/3处，下眼皮的最低点在靠近眼睛外侧1/3处，见图14-20。眼睛最常见的动作就是眨动，这个动作主要是为了保持眼球的湿润，它具有一定的周期性（成年男性平均每分钟20次，成年女性则平均每分钟15次），但亦会因来自外界的突图14-18眼皮浮于眼球之上图14-19眼睛和虹膜的位置图14-20眼睛张开时正确的形状图14-21眼球的活动范围发性讯息或其他外在刺激而有所改变。注意：「眨眼」这一动作整个过程长约半秒，如果以15个Frame来表达整个动作的话，4个Frame会呈现Close状态，而另外的11个Frame则呈Open状态。再细看的话，其中3个Frame中的眼皮正在快速合上、1个Frame是处于基本合上的状态、6个Frame则正在张开、还有5个Frame是眼皮正在慢慢下垂。眼皮合上的速度其实比张开时快，所以在整个动作中，合上的只有4个Frame，但张开至本来状态则有6个Frame。沿水平视线作一条轴，则眼球向上的转动范围为20°，向下的转动范围为30°，向外眼角转动的范围为50°，向内眼角转动的范围为30°。见图14-21。鼻从鼻根骨到鼻尖的距离等于从鼻尖到下巴的距离，见图14-22。鼻子的宽度约为一个眼睛的长度，见图14-23。上部的鼻根骨中止于整个鼻一半的位置，形成了一个凸起，见图14-24。另一个数值是两眼间鼻梁的宽度，它为一个眼睛的长度，见图14-25。图14-22鼻长图14-23鼻宽图14-24凸起的位置图14-25鼻梁的宽度颧骨颧骨是面部结构中一个重要的部分，它给角色带来了个性特点。颧骨的基线位于鼻的基底部，见图14-26。颧骨始于鼻尖部延伸30°到眼眶角和下巴边缘形成的对角线处，见图14-26颧骨的基线图14-27颧骨凹陷处图14-28颧骨隆起处图14-27，颧骨的凹陷在这条对角线的中点处。颧骨的隆起处，即它的顶点，始于眼窝的边缘，止于鼻骨的中点，结束点大约就在耳朵的中间位置，见图14-28。嘴嘴也是面部结构中一个相当复杂的部分，它同时包括内部和外部两种构造，我们先来看一下它的外部构造。嘴本身占据了鼻尖到下巴2/3的空间，见图14-29。两个嘴角一般位于两个眼睛中心线的垂线位置，见图14-30。从头部的侧面观察，嘴角对齐下巴的边缘部，见图14-31。上下嘴唇并不是齐平的，上嘴唇略微突出于下嘴唇约为7.5°，见图14-32。图14-29嘴部位置图14-30嘴角的对齐线图14-31侧面对齐下巴边缘图14-32嘴唇的角度上下嘴唇张开相同的角度是面部动画中一个常见的错误，见图14-33。嘴唇张开时它的轮廓是围绕着牙龈的形状的，嘴巴两侧是向后拉伸的，见图14-34。讲话时，牙齿的位置是非常重要的。上下颌骨形成了口腔的基本形状，上颌骨控制着上牙，下颌骨控制着下牙。两排牙齿在嘴唇缝隙的正后方接触，见图14-35。牙龈也是微微的靠在嘴唇后方的，尽管它不是真正地接触到嘴唇。创建合乎大小的牙齿是一项极具挑战性的工作。如果创建的太大，角色就会看起来傻乎乎的；如果创建的太小，角色看起来又不真实。其实牙齿的大小是有章可循的：第一个参数是它的宽度。牙齿的两侧对齐眼眶的中心位置，见图14-36。其他几个依照的标准见图14-37。图14-33嘴唇张开角度相同图14-34正确的嘴唇曲度图14-35牙齿的位置图14-36牙齿的宽度A.四颗上门牙的宽度等于鼻子下部的宽度。B.上下牙中点的缝隙是对齐的，并且同时对对齐下巴中央。C.上牙的犬齿突出于上门牙。当我们20岁时有32颗牙齿，在牙齿后面的是舌头，许多3D头部模型都把舌头制作的过于扁平，其实真实的舌头是相当肥厚的。见图14-37。舌头是一块非常柔软的肌肉，在嘴巴作open的动作时，应当创建一个较厚的舌头平放在口腔下边，就像打哈欠一样。另一个舌头的测量标准是它的宽度。在它放松的时候是占满整个下牙床的，并且紧靠牙齿，见图14-38。创建出一个合理的舌头将为你的面部动画带来极大的真实感，狭小的舌头是极不真实的。图14-37牙齿的大小图14-38舌头正确的厚度图14-39舌头的正确宽度图14-40下巴的正确位置和宽度下巴下巴占鼻子以下三分之一的空间，它最宽的部分与嘴角两边对齐，见图14-40。下颌骨下颌骨决定了头部的轮廓。下颌骨的转角处对齐嘴角，见图14-41。从前视图看，下图14-41下颌骨转角处图14-42下颌骨的宽度图14-43耳朵的位置图14-44耳朵水平的位置颌骨最宽的部位与眼眶的外边缘对齐，见图14-42。耳朵耳朵的垂直位置在眉弓和鼻的基底部之间，见图14-43；水平位置大约在头部的中线上，确切地说，耳屏（外耳道前有皮肤覆盖的软骨部分）的曲线边缘在头部垂直的中线上，见图14-44。在3D头部建模中经常出现的一个错误是把耳朵沿竖直方向放置在头部，其实，耳朵要向后旋转15°才正确，见图14-45。耳朵本身也是一个完整的形状，它的宽度是它高度的一半，见图14-46。耳朵最宽的图14-45耳朵的角度图14-46耳朵的大小图14-47耳洞的位置图14-48耳垂的大小部分是耳轮的边缘。外耳，即耳洞，占据了整个耳朵中间三分之一的位置，见图14-47。耳垂也是占耳朵三分之一的高度，见图14-48。耳垂最宽部分的宽度是整个耳朵宽度的一半，见图14-49。耳朵的最后一部分是对耳轮，它从耳垂的顶部延伸至耳轮之下，有三分之二个耳朵的高度，见图14-50。以上我们讲了头部各部分的比例关系，最后我们还要注意，没有任何两张脸是相同的，在创建头部时，应该坚持上述的方针，这是建立每个头部模型的基础，但在细节上一定要有创造性，要附于你的角色个性。在建立模型之前，要注意比较每个人物的不同，但只要你抓住了基本的结构，那么建立的头部模型就会是合理的。图14-49耳垂的宽度图14-50对耳轮的大小和位置面部肌肉面部附上肌肉后，我们就可发理解到面部所隆起的表面肌肉的那种动态美。面部表情最丰富的肌肉位于眼部和嘴部，在眼部的下方也有与上部一样的肌肉，并同样能够表现出细微的动作。肌肉运动的方向，就等于动作的方向，面没有肌肉的地方，自然就不会运动；相反地，因为肌肉发达的部位，大都是经常有运动的，所以当在制作动画人物时，应先制作这些肌肉运动量较大的部位。首先是整个头部，其次