本书依托数字化快速发展的时代背景和《中国教育现代化2035》的指导精神而编写，旨在培养符合未来市场需求的高素质技能型人才。本书紧密结合企业中数字人项目的制作流程，深入浅出地介绍了数字人模型制作的模型创建、高模雕刻、服装制作和渲染过程，讲解了具体的软件使用技巧，提供了实例演示。
  本书采用项目化教学模式进行编写，创建了一个完整的数字人模型。全书内容按照从最初的模型创建到最终模型渲染的实际工作流分为四个项目，有助于读者理解并掌握数字人模型制作的要点和难点。
  通过学习本书，读者不仅能学到数字人制作的核心技能，还能通过案例学习数字人行业的制作规范。本书适合作为高等职业院校相关专业的教材，也适合初学者参考。

       随着信息技术的快速发展，数字经济已成为我国经济的重要组成部分。国家数据局发布的《数字中国发展报告（2023年）》指出，我国拥有全球规模最大的数字化应用场景、强大的数字基础设施和高素质的数字人才。这为数字人技术的快速发展提供了坚实基础。党的二十大报告中指出：“推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。”这为数字化产业提供了广阔的发展空间。
       数字人，即虚拟的三维人物模型，通过计算机技术在虚拟环境中模拟真实人类的外观和行为。数字人模型制作是3D动画、影视特效、游戏开发等领域中至关重要的一环。
       随着技术的进步，数字人制作已经发展到一个高度逼真的阶段，能够细致地再现人类的面部表情、身体动作和毛发细节。数字人广泛应用于影视动画、游戏开发、虚拟现实、医疗仿真和教育培训等领域，在影视和动画中用于创建逼真的角色和特效，在游戏中提供交互性强的虚拟角色，在虚拟现实中增强沉浸感，在医疗中用于手术模拟和培训，在教育中则用于虚拟教师和学习伙伴。数字人极大地丰富了这些领域的表现力和实用性。
本书紧密结合企业中数字人项目的实际制作流程，深入浅出地介绍数字人模型的制作，旨在培养符合未来市场需求的高素质技能型人才。
       一、主要内容
       本书根据高等职业院校教学需求，以项目化教学模式而编写，创建了一个完整的数字人模型项目。全书内容依据数字人制作的完整流程分为四个项目，包括制作数字人模型、绘制数字人材质、制作数字人毛发和渲染数字人模型。下面对每个项目进行简要介绍：
        项目一 制作数字人模型
       本项目主要介绍如何从零开始创建一个基础的数字人模型，包括人体基础模型的调用及参数调整、高模的细节雕刻、低模的拓扑工作及UV的展开。这些专业名词将在后续实际操作内容中进行解释，读者将学习如何使用专业的3D建模软件创建出具有逼真形态的数字人基础模型。
        项目二 绘制数字人材质
       在完成模型的创建后，赋予模型真实的材质和纹理是使其栩栩如生的重要步骤。本项目将介绍如何为数字人模型绘制皮肤、衣物等材质，包括法线贴图的制作、颜色及粗糙度等属性的贴图的制作等。法线及颜色等贴图的概念在对应项目中会有详细介绍。通过这些技术，读者能够为模型添加细腻的肌肤纹理和真实的表面特征。
        项目三 制作数字人毛发
       毛发制作是数字人制作中的一个难点，因为需要高效地模拟大量的细小结构。本项目将讲解如何使用毛发制作工具（如Xgen）创建头发、眉毛、睫毛等。重点内容包括毛发的生成、造型、动态模拟和渲染设置，使生成的毛发效果更加真实自然。
        项目四 渲染数字人模型
       最后一步是将所有元素整合并进行渲染。本项目介绍如何在渲染器（Marmoset Toolbag4）中设置光照、材质和渲染参数，最终输出高质量的图像或动画。读者将学习到渲染优化技巧，确保在保持高质量的前提下提升渲染效率。
       二、软件介绍
       本书选用Daz Studio、Marvelous Designer、ZBrush、Maya、Substance Painter等3D制作软件进行数字人制作。从工作流程的角度来看，选择这一系列软件来制作数字人是因为它们在制作各个阶段具有独特的优势和互补性，能够高效地协同工作，从而完成高质量的数字人制作。
       （1）Daz Studio：拥有一个可以编辑的骨骼系统，在软件的资源库中可以直接调用基础人体进行骨骼匹配，调整人物动作，大多数功能参数设置界面比较直观，很容易操作，可以在界面中随意创建数字角色和数字场景。在本书项目一任务1.1中使用该软件调用基础人体。
       （2）Marvelous Designer：主要功能包括三维服装设计、3D模拟、服装模型库、动态重力模拟、布料摄影、物理特效模拟等。该软件的主要特点是其高效性和逼真度。用户可以在短时间内创造出现实的、高质量的服装模型，并且可以使用现有3D模型进行修改，这极大地加速了3D设计和模拟的工作流程。在本书中项目一任务1.1创建数字人服装将会用到该软件。
       （3）ZBrush：以其独特的建模方式和强大的雕刻功能著称，允许用户像在真实材料上雕刻一样在虚拟空间中创建高度细致的3D模型。ZBrush提供了丰富的笔刷工具和强大的多边形处理能力，支持极高的细节表现。在本书项目一任务1.2中将会对基础模型进行高模雕刻处理。
       （4）Maya：是由Autodesk公司开发的一款领先的3D建模、动画、视觉特效和渲染软件。Maya提供了全面的建模工具，允许用户从简单的几何形状到复杂的几何模型进行精细操作。在本书中的项目一任务1.3和任务1.4使用该软件进行低模及UV制作，项目三使用该软件制作数字人毛发。
       （5）Substance Painter：以直观的用户界面和高效的工作流程著称，允许用户直接在3D模型上进行实时绘制和编辑。Substance Painter支持PBR（基于物理的渲染）工作流程，提供了丰富的材质库、笔刷和效果，能够创建高度逼真且细节丰富的纹理效果。在本书项目二中使用该软件进行材质制作。
       三、样例展示
       本书制作的数字人模型包括女性数字人头部和整体。本书案例使用全流程的建模方法进行数字人的创建，带领读者从零开始制作一个数字人模型，从模型大型的创建到最终的灯光渲染，让读者能够了解数字人模型制作的全流程。
       四、本书特色
       本书的编写具有以下特色：
       （1）内容全面覆盖：从基础理论到实际操作，详细介绍数字人模型制作的各个环节，包括模型创建、高模雕刻、服装制作和渲染过程。
       （2）项目化学习结构：通过四个项目展示完整的制作过程，帮助读者深入理解并掌握每个步骤的要点和难点。
       （3）软件技巧与行业规范相结合：讲解常用数字人模型制作软件（如Daz、Maya、ZBrush等）的操作技巧，并遵循数字人技术行业工作规范，使学习者在掌握技能的同时，也能了解数字人技术行业标准和流程。
       （4）评价反馈机制：在每个子任务后设有评价反馈环节，有助于学习者自我评估学习效果，及时调整学习方法和策略。
       （5）素养提升模块：在每一个项目的结束部分设置素养提升模块，介绍数字艺术的相关内容，目的是对学生进行素养熏陶。
       五、教学建议
       1. 课时安排
       总课时：60课时，分为两个学期或一学期集中授课。
       理论课时与实践课时分配如下：
       理论课时：20课时（占总课时的33.3%），介绍数字人产业概况、技术发展趋势、行业制作规范等基础知识，讲解各制作环节（模型创建、材质绘制、毛发制作、渲染）的基本原理和关键技术。
       实践课时：40课时（占总课时的66.7%），分配足够的时间让学生动手操作，完成书中提供的案例和项目。每个项目（创建模型、绘制材质、制作毛发、渲染模型）各分配约10课时进行实际操作和练习。
       2. 教学方法
       （1）项目化教学：围绕“创建一个完整的数字人模型”这一总项目，将课程内容分解为四个项目，每个项目都有明确的目标和任务。采用“讲解→演示→操作→反馈”的教学模式，先由教师讲解理论知识并演示操作过程，然后学生分组进行实践操作，教师巡回指导，最后进行作品展示和点评。
       （2）案例学习：书中提供的案例是宝贵的教学资源，教师应充分利用这些案例，引导学生分析案例中的技术要点和制作流程，鼓励学生尝试修改和拓展案例，以加深对知识点的理解和应用。
       （3）软件工具教学：根据书中提到的软件工具（如Maya、ZBrush、Substance Painter、Marvelous Designer、Daz Studio等），安排专门的时间进行软件基础操作的教学，强调软件工具在数字人制作中的应用场景和优势，帮助学生选择适合自己的工具组合。
       3. 评估与考核
       过程评估：通过课堂表现、小组讨论、项目进展报告等方式，对学生的学习过程进行持续跟踪和评估。
       作品评估：每个项目结束后，组织学生进行作品展示和互评。教师根据作品质量、创意性和完成度给出评分。
       期末考试：结合理论考试和实践考核，全面评估学生的知识掌握情况和技能应用能力。
       4. 课外拓展
       行业交流：邀请数字人制作领域的专家、企业代表来校举办讲座，进行交流，让学生了解行业动态和就业前景。
       （1）实践基地：建立与数字人制作相关企业的合作关系，为学生提供实习和实训机会。
       （2）竞赛参与：鼓励学生参加国内外相关的数字人制作比赛，通过竞赛提升技能水平和团队协作能力。
       本书由沈燕芬、梁舒主编，熊国华、闫洪伟任副主编，参编人员有孙莎莎、王琦。编者分别来自广东建设职业技术学院及北京华晟经世信息技术股份有限公司。
       本书适合作为高等职业院校相关专业教材，也适合初学者作为入门参考书。本书提供配套的教案、PPT教学课件、案例素材、教学视频等电子资源。读者可在“中国铁道出版社教育资源数字化平台”（https://www.tdpress.com/51eds）下载相关资源，扫描书中二维码观看操作视频。
       本书将带领读者进行完整的数字人模型创建。由于编者水平有限，书中疏漏与不足之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
       编 者
       2025年6月

项目一 制作数字人模型 1
    项目描述1
   任务1.1 创建数字人基础模型2
   任务1.2 制作数字人高模13
   任务1.3 制作数字人低模25
   任务1.4 制作数字人34
   项目答辩41
   素养提升模块 数字艺术与技术领域的中国力量42
 项目二 绘制数字人材质 43
   项目描述43
   任务2.1 烘焙模型贴图44
   任务2.2 制作模型材质53
   项目答辩64
   素养提升模块 数字艺术美学与技术创新的融合65
 项目三 制作数字人毛发 67
   项目描述67
   任务 制作头部毛发68
   项目答辩77
   素养提升模块 数字艺术细节之美与技术精进的探索77
 项目四 渲染数字人模型 79
   项目描述79
   任务4.1 导出贴图80
   任务4.2 渲染数字人模型并出图85
   项目答辩96
   素养提升模块 数字艺术视觉表现力与技术美学的融合97

沈燕芬，高级工程师，广东建设职业技术学院建筑信息学院副院长，校级教学名师，主要担任动画制作类课程的教学，公开发表论文3篇，参编教材3部，作为负责人或主要参与人获授权发明专利3项，实用新型专利4项，软件著作权11项。获评教学质量一等奖等29次，参加广东省教学技能竞赛获三等奖2次，获校级教学成果一等奖（主持）、省级教学成果二等奖（参与 ），指导学生参加专业技能竞赛，获得“动漫制作”赛项省二等奖4次，“数字化产品设计与开发”赛项省二等奖1次。指导学生参加金砖大赛、大广赛、蓝桥杯等竞赛，获得国家级奖项10项、省级奖项22项。

梁舒，毕业于哈尔滨工业大学信号与信息处理专业，硕士学位。曾任职于哈尔滨工业大学华德应用技术学院，从事数字信号处理及无线通信技术方面的教学及学术研究工作，现任北京华晟经世信息技术股份有限公司执行副总裁，统筹校企合作运营工作。

①校企合作开发，将教学的系统化理念和企业的实践操作需求紧密结合，设计易学但又实用的教学案例。
②轻理论、重实践，采用项目任务式编写体例，精心设计贯穿全书的主线实例，按照设计的不同环节，分项目执行，最终完成一个完整的案例。
③除主线案例外，为方便读者举一反三，巩固加深知识点，每个项目结束时还会提供拓展实例，在习题部分设计小练习。
④详细的子任务分解：每个子项目下设有多个子任务，这些任务按照简介、资讯获取、工作实施、评价反馈和项目实施相关知识点的顺序组织，便于学习者逐步深入理解和实践。
⑤软件操作与行业规范结合：教材在任务实施中融入了Maya、Unity等多种相关软件的操作方法，并遵循行业工作规范，使学习者在掌握技能的同时，也能了解行业标准和流程。
⑥评价反馈机制：教材在每个子任务后设有评价反馈环节，有助于学习者自我评估学习效果，及时调整学习方法和策略。
⑦数字化资源丰富，从新建一个文件开始，直到完成整个案例的全过程，均有教学视频，让读者跟着视频一步步操作，身临其境地进行实践。
⑧教学资源完备，配有教学课件PPT、教学大纲、教学方案、案例素材、测评方案、习题答案等。