MAYA毕业论文.doc

摘要Maya与影视创作运用【摘 要】 Maya是目前世界上最为优秀的三维动画的制作软件之一，是相当高尖而且复杂的三维电脑动画软件，它是Alias|Wavefront公司在1998年才推出的三维制作软件。被广泛用于电影、电视、广告、电脑游戏和电视游戏等的数位特效创作。曾获奥斯卡科学技术贡献奖等殊荣。2005年10月4日，生产3D Studio Max的Autodesk(欧特克)软件公司宣布正式收购生产Maya的Alias。所以Maya现在是Autodesk的软件产品。它的应用领域主要包括四个方面；一、平面图形可视化，它大增进平面设计产品的视觉效果，强大功能开阔平面设计师的应用视野，二、网站资源开发，三、电影特技（蜘蛛侠、黑客帝国、指环王），四、游戏设计内容：MAYA软件在影视动画行业有广泛的运用。 【关键词】Maya、Autodesk、电脑、电影特技、游戏目 录摘要. 目录. 第一章 Maya的特点以及介绍.11.1 逼真的角色动画.21.2 强大的粒子系统和动力学.31.3 Maya的高级模块.31.4 开创性的工具.41.5 Maya的工作流程.51.6 Maya的个性化操作.5第二章 骇客帝国机器人 Maya建模 (初步).72.1 观察资料.72.2 建立粗模.82.3 细化粗模.8第三章 骇客帝国机器人 Maya建模 (详细).93.1 细节柔化.93.2 部件制作以及材质增添.10第四章 渲染.114.1 初次渲染.114.2 修改最终渲染效果.11第五章 学习总结.125.1 什么是CG？.125.2 什么是Maya？.12致谢.16参考文献.17附录.1820第一章 Maya的特点以及介绍Maya从发布至今已经有很多版本了，我们现在用的最多的是7.0和2009.当然现在已经拥有2011版的了，我这次制作主要是运用的Maya2008来进行创作的。下面，我来介绍下Maya的特点及其功能。图1-1 Maya7.0图1-2 Maya20081.1 逼真的角色动画Maya所提供的直观工作环境中，人物都是栩栩如生的。在这里，建模与设置顺滑的模型动画是较方便的。我们可以把多种内嵌行为或高级控制加入到每一次的数字创作中;动画师要牵挂的主要是创意本身。用Maya，我们可以把微妙的表情赋予数字角色，就好象是在执导一批真正的演员。这是在以前的三维软件里无法实现的。所谓高级三维人物动画特性包括以下几点： 可储存、可动画、可重新排序的多种变形工具。 一整套用以精确控制人物动画的反向运动学工具。 基于若干融合形态（Blend shapes）的面部表情动画控制。 一整套皮肤工具 对人物任一属性的细微表情控制 内置运输和捕捉支持 集成声音同步 模型上的缝合曲面，即使是在复杂的变形动画中也保持连续性。玩过游戏最终幻想8FF8的游戏爱好者也许对里面的三维人物栩栩如生的表情，细微的人物心理刻画，以及真实灵活的人物动作记忆犹新吧。这游戏的动画制作就是用Maya软件，据说当时日本制作该游戏的公司，通过MEL语言把整个Maya的界面给重新定制了。 当你完成一个神态生动，动作逼真，同时具有一定情节的海豚动画时，会由衷的觉得Maya太有趣了。它给你提供了许多可控制的工具，使你能灵活应用各种各样的方法来达到不同的，微妙逼真生动的效果。1.2 强大的粒子系统和动力学粒子系统已经成为当今动画软件的重要组成部分，它的丰富程度也就成为动画软件功能强弱的集中体现。Maya有着非常强大的粒子系统，它拥有许多完备的参数设置，而且现在我们还可以任意的根据建模的形状定义粒子的形态，这样很大程度上增强了粒子系统的灵活性和艺术表现力。而这在以前的三维软件里是不可能这么随心所欲的。Maya为实现各种效果提供了一个丰富的工具库，使得动画师可以简便的设置模型或粒子关系，来精确的模拟真实世界中存在的一些作用力（如磨擦、重力和风），而这在过去要花上几个小时的时间用关键帧方法才能实现。1.3 Maya的高级模块在Maya中拥有众多作用独特，性能强力的高级模块。1、 Maya Artisan在Maya中有一个叫Artisan的工具，它让我们能随意的雕刻NURBS面，从而生成各式各样繁复的形象。如果你有数字化的输入设备，如数字笔，你更是可以随心所欲地制作复杂的模型。Maya Artisan为动画师提供了创造性的控制方式，以及与传统艺术创作过程中所用到的画笔，雕塑用具同样直观的现代创作方式，来修改模型。选择控制点或指定簇的权重等。采用Artisan，我们甚至可以为柔体的不同部位画上不同的目标权重，或在NURBS曲面上画出粒子发生器。我们可以象捏橡皮泥般地捏出一个造型。使艺术家们觉得原来计算机也这么友好，这么方便。2、 Maya F/X灯火升腾起的烟雾渐渐变成一个妖怪泥地中的一串脚印火海喷气引擎尾气曾几何时，要想惟妙惟肖地生成以上这些效果是那么的艰难，而现在有了Maya F/X，我们可以简便地生成灵活的软性物体和复杂的粒子系统，使其与真实世界的物理运动相一致，并与场景中其它模型协调作用。3、 Maya power ModelerMaya power Modeler是Maya人物建模工具的完美补充。它为动画师们提供了在设计真实世界机械装置时所必须的精确度。使得我们所要求的每个精确数值（如某个转角的半径）皆不差分毫。1.4 开创性的制作工具1、Maya ClothMaya Cloth是Maya中的一种布料模拟和仿真的软件工具。三维动画师可以利用它创建真实生动的布料。比如为动画中的三维形象制作各种上衣、裙子、裤子、飘带、披肩等布制或其他材料制作的柔性饰物。还可以应用动力学系统对布料对象的动态动作进行模拟和仿真，制作出现实世界中布制物品的运动效果。以前我们不得不面对这种令人尴尬的现实给心爱的角色千篇一律的套上生硬无比的铁衣钢裤子，而现在Maya Cloth不但能为我们设计的角色配上柔软飘逸的时装，而且还能制作许多其它类型的布料，包括被单、被褥、帷帐、旗帜、皮革等所有类型的织物。当然最重要的是它可以把这些虚织物制作成迷人的柔体动画。2、FurFur是Maya2.0和2.5Unlimited版本的一个组件，利用Fur可以在多层面NURBS曲线模型上创建带有纹理和阴影的逼真的毛皮和短发，既可以设置毛皮的属性，如颜色、长度、宽度、秃度、透明度、凹凸、卷曲度，伸展方向等，也可以局部画出。同时我们还可以利用Maya Artisan，把大多数毛皮的属性直接画到表面上并且梳理毛皮。可以利用牵引系统（Attractor System），定出毛皮的运动，或是毛皮对动力场的反应。4、 Maya liveMaya live，它能把非线性编辑及后期合成的部分内容加入三维制作过程中，解决了三维虚拟对象与视频图象对位合成的难题。Maya live能自动进行并加速完成与移动匹配的这种耗时的处理任务。匹配移动是由计算机产生（CG）场景的活动电影胶片来匹配摄像机或物体的移动。为了做到这一点，必须重建活动场景中三维对象的复制品，它包括物体间的相对位置和场景中摄像机或物体的移动。由于与Maya集成，匹配移动过程与我们做的动画配合得天衣无缝。可以很容易地把CG物体载入到场景中去，以进行对处理的检验。还可以在两种处理中转换，这两种处理是：摄像机绕静止的点的移动;点绕静止的摄像机移动（称之为物体跟踪）。在前段时间上映的影片紧急迫降里，镜头从三维飞机的外观摇到驾驶员在机仓里操作的活动画面的运动衔接便是用了Maya live完成的。1.5 Maya 的工作流程Maya的用户界面直观、方便，同时为高级用户提供了所需的灵活性和全局控制性。现在我们可以在全屏范围内工作了，不再有菜单和图标的拥挤。用户界面可以简便地设定为只包含现时工作所需的部分工具。同时我们还可自行编写简单的MEL过程，来自动执行重复性任务。或为特定项目设计特定环境。可随意撤消或重做某一操作，直接用艺术级的三维操纵工具来调整场景的各个组成部分。或是利用拖放式的图形用户界面来改变Maya内部的基于结点的体系结构。这种用户界面往往吸引我们做种种不同的尝试。1.6 Maya个性化的操作不妨再设想一下：您定制一个控制面板来控制某个角色的头部运动（其中一些极其细微，如皮肤上的皱纹、发音时的口形、眉毛运动、眨眼等），结果是你可以可视化的把角色的面部表情与其配音相匹配。而这，只是MEL强大威力的一部分。MEL允许我们对Maya实施个性化控制。有了MEL，用户可以自行扩充Maya的功能，以迎合某些特殊的创作需求。如某些特殊角色、高级动力学效果、程式化的建模或动画过程等。另外，我们还可以根据各自不同的创作习惯和不同创作本身的需要，来剪裁、定制各自不同的用户界面。 Maya的C API设计使得技术导演们可以把为特殊创作任务所定制的插入程序加入到系统中。动画分工的外部硬件也可随时插入Maya，而无须进入某一特定模式。借助于工具架上的揿钮可轻松自如地重新定位外部控制。第二章 骇客帝国机器人Maya建模 （初步）2.1 观察资料由于当时黑客帝国给我的印象十分深刻，而且看到幕后花絮，发现他们的一些特效就是运用Maya来做的。我找到了一些图片进行参考，准备着手制作一个骇客帝国里的机器人。图2-01 这是一张黑客帝国漫画中的原图。场景中主要描绘的是众多的该类机器人。 图2-02 官方制作的模型图 图2-03 电影发烧友自己制作的模型。借助这些参考图片，我正式开始建模。2.2 建立粗模所有Maya制作的人物、场景，必定先确定下大致的几何图形，来定型大致的模型结构。根据图片资料，这个机器人大体由椭球组成，于是我拉出一个Polygons的圆球，然后运用缩放工具对其压缩，使其成为一个椭球形，如图2-04. 图2-042.3 细化粗模接着反复运用球体以及其他类型的Polygons来操作拉伸、变形等工具，并直接赋予了类似金属的材质，将机器人的身体逐步完成，达到如图2-05所示的效果。机器人的大体粗模完成。 图2-05第三章 骇客帝国机器人Maya建模 （详细）做好了粗模，机器人大致的形态也就表现出来了。但是还是有不少地方看上去很死板生硬，不够活灵活现。于是，我对它进行进一步的详细制作。3.1 细节柔化从图2-05 可以看出，在机器人“眼睛”边缘很生硬。起初，我想到的解决方法是用Smooth命令来解决。不过想要达到很好的效果的话，我就必须再次细化模型上的线条分布，无疑使模型复杂化了。后来经过反复琢磨，我想到了一个办法。我从和这些“眼窝”相同的模型上取出一小段来，然后贴在模型的边上，按照模型的变化来进行操作。最后得到的结果如图3-01所示。图3-01结果圆滑了不少，而且也没经过Smooth，保持了模型的简略性。3.2 部件制作以及材质增添结合图片，我接着做出了机器人的“眼睛”、“手”和“尾巴”。如图3-02所示。对“眼睛”赋予了相应的材质，以及其余部分需要细致刻画的部分进行深入。如图3-03、图3-04所示。 图3-02 图3-03 “眼睛”材质 图3-04 其余部位材质第四章 渲染一个好的CG当然最重要的是最后的结果，渲染就起到了画龙点睛的作用！4.1 初次渲染最开始渲染的时候，我只用了一只机器人摆造型。结果发现很单调，整体很空洞。于是我又复制添加了几只机器人，并且按照一定的位置摆放了一下。然后打好灯光，设置好渲染级别和参数，试着渲染出一张图来。如图4-01. 图4-014.2 修改最终渲染效果看上去效果还可以，但是还是觉得没有背景感觉不出效果。于是我从书中的一个教程中看到了一个我可以利用的类似云雾的效果，便添加入我的作品里。后来从朋友那了解到摄像机调节一下景深会达到更好的效果，于是在朋友的帮助下我慢慢修改。最终效果如图4-02所示。 图4-02第五章 学习总结作为一个CG人，使用Maya有一段时间了，可以说对Maya已经有了一定的了解和理解，也对图形图像学有了更广泛的接触。5.1 什么是CG？我想作为一个没有经过正规CG教育，对CG这个学术词语没有理解的一般老百姓和学生来说其实是很难说清的。英文里CG=Computer Graphics， 翻译成中文我们叫它计算机图形图像学，那么就其实质来说，CG就是一个电脑IT届的产物，它从出生起就带有一身的高技术性，所以CG是什么？CG是电脑，CG是人控制的各种功能，CG是人创造出的各种逻辑，我认为这才是CG的根，也是大家为什么学不好CG的根本原因和问题所在。但我们总说，理论要与实践相结合，那么结合之后，CG是什么呢？那就是我们常见的各种图像、图片效果， 比如：电影电视剧中的特效、动画片、PC游戏和网络游戏、建筑浏览和建筑效果图、广告宣传片中的包装和效果、数码照相机和数码照片、医疗透视使用、军事模拟等等等等，可以说包含了我们生活中的方方面面，所以我要特别强调一点，对于CG这个行业来说，或者说对于CG所能给我们带来的东西来说，并不是像中国人那样狭隘的理解和了解的，或是像某些培训中心和学校所狭隘的宣传的，CG=动画片（什么大闹天宫、哪吒闹海、小蝌蚪找妈妈、神笔马良、黑猫警长、葫芦娃），如果我们只是看到CG就是动画片，CG只能做动画片这一项，我们可就大错特错，而且是误人子弟了。我们需要的喜欢动手做CG，喜欢动手做动画，喜欢动手做特效的“人才”，而不是需要喜欢看漫画、喜欢看动画、喜欢看电影特效的“人”。所以要掌握好CG，我们就必须搞清楚动画片和CG之间的关系。5.2 什么是Maya？ Maya是一个工具，一个从事CG这个行业的人所使用的一只笔，这支笔很强大、功能很多，它可以做工业和生物模型，可以做照片级的图片效果、可以做动画片、可以做电影电视中的视觉特效、可以绘制图片等等。 Maya真的很强， 但它也真的很让人头疼， 这是为什么呢？第一，Maya是一款全英文的软件，连帮助文件都是英文的，而中国很多人对英文都很头疼，虽然我们从小学就开始学习英文，可谓是全民学英语，可是当我们真正走上社会的时候才发现，原来我们的英文用不上去。我并不是说不懂英文的人学不了Maya，或者说学不好Maya，而我的意思恰好相反，不懂英文决不应该成为我们学习Maya的一个障碍和借口，人的大脑是很神奇的，几个英文单词花点儿时间背背不会把我们的脑细胞都杀死吧？不过我们确实应该对英文有一定的掌握，因为无论从软件的深层次开发，对最新的前沿技术引入和了解，还是目前CG行业所用的软件来说，真正由中国人开发的，由中国人完全掌握的软件简直是天文数字，我们还处于技术的初级阶段，处于向国外学习的阶段，处于没有自己含金量的阶段，因此英文的掌握从一个方面可以提高我们向国外学习借鉴的速度，提高我们对软件的掌握和应用，也即提高我们CG行业整体进步的速度 。第二， 我们对计算机过于依赖，我们已经开始习惯于让电脑为我们进行计算，习惯于让电脑为我们做一些日常事情，习惯于让电脑为我们服务，而且确实在进入到21世纪的时候，我们发明的电脑也确实充斥在我们生活的点点滴滴之中，但这就给我们人类子孙后代带来了新的问题、麻烦和挑战，他们认为，计算机是非常智能的，我们只要点按一个键就可以完成一项复杂的任务，就会做好一件事情，但实际上呢？电脑并不能为我们完成所有的任务，电脑能为我们判断疾病，但却不能治愈疾病，电脑可以为我们提供信息和解决问题的多种途径，但却不能为我们解决爱情问题，电脑能为我们服务，能像日本人发明的机器人那样做各种各样的日常事情，但我们却害怕电脑会像美国电影终结者中的机器人那样让我们死于非命，我们人类希望得到什么样的结果呢？答案是可想而知的。从学习Maya两年多以来，我发现很多同学只愿意做不超过3个步骤的操作，步骤为5个是他们的极限，多于5个的话，他们就完全没有办法接受了，因为他们始终认为，在Maya中我们只需要点击一次就可以实现我们所需要的效果，而殊不知即使是最傻瓜的软件，能够点击一次就可以完成一个漂亮效果的软件，它那一点击的背后凝结着多少开发人员的汗水和智慧！另外，我们从80年代开始出生的这些年轻人对于痛苦理解的浅薄，对于生活艰辛预料的不足，对于父母依赖的过大，国家、社会、用人单位和学校对于社会、用人单位、学校和家长对人才的界定以及如何对待人才的问题上的偏差，年轻人独立思考和独立生活能力的过差等等问题也影响着我们这些年轻的一代，也影响着他们学习Maya的能力。在我的学习过程中发现，很多同学都是在被动的、没有头脑的接受着新的知识和事物，完全没有一点点思考和动脑动手的能力，他们只会听从人家的摆布和安排，吃人家吐出来的东西，而自己完全不会创造，而CG这个行业正是靠创造才发展起来的，没有了创造力，CG也就失去了生命力，CG也更无从谈起。因此，学习CG的人必须是头脑灵活、有创新意识和创造力、有毅力有韧性的人，一个懒惰到连吃饭都要人家喂的人，我们怎么能指望他去把Maya吃透？所以我说学习Maya和能够学好Maya的人应该是能够独立思考，有创造力和创新意识，能够对事物有独到的见解和看法，能够不“纸上谈兵”，勤奋刻苦，有毅力有韧性的人， 只有这样我们才会看到大家在Maya上有建树，在CG上能成功。另外，我们一定要注意对于理论的学习，这些理论的包含面很广，比如：1.绘画功底：虽然说绘画、素描这些内容并不影响一个人成为CG大师，因为CG包含的内容本身就很多，并不是每一个CG人都是艺术家，狭隘的CG界定和范围中我们是需要艺术家和技术家的共同合作和努力的。但也正是这个狭隘的CG界定是我们目前日常生活中所能够接触到的最多内容，而这些内容既包含艺术上的视觉效果，又包含技术上的后台支持，所以无论是对谁，艺术家自然要掌握绘画，技术家也应该有一些图像概念，能够在头脑中为自己所设计的技术程序形成一定的前期草图概念。绘画、素描是所有艺术的基础，自然也是狭隘CG界的一个基础。2.数学逻辑能力：CG行业是归属于IT行业中的一个分支的，而IT的基础是对于计算机的控制，而只有计算机语言才能够于计算机进行沟通和交流，这也对我们提出了一个更高的要求，那就是我们需要学习计算机语言的相关内容来满足我们对于CG的控制和应用。无论是哪一个软件，即使是像Maya这样的高端三维软件靠其自身现有的功能并不能满足目前CG领域的制作要求，所以实际上Maya只是为我们提供了一个三维应用平台，就像windows操作系统一样，如果我们要想在windows中使用其他的软件，做某些高级操作，就需要使用到计算机语言去与windows进行交流，Maya里也一样，要想满足目前CG的要求我们就需要以Maya为平台去使用计算机语言与Maya进行沟通交流，去开发出新的工具和功能。像目前在Maya中，无论是哪一个模块，我们都需要而且也有必要使用Mel脚本语言来进行开发、控制和提效。而在游戏行业，计算机语言的应用更是广泛和深入。那么怎么样才能学好计算机语言？我觉得，数学逻辑思维能力、英语运动能力和经验，这三方面是缺一不可的。3.观察表演能力：观察表演能力其实是对动画师提出来的一个能力。调动画的过程实际上就是一个表演的过程，只不过，电影中、话剧中的演员是在现实中存在的，我们在三维中的人物和角色是没有生命的，但如果我们着眼于实际表演观察，我们完全可以把没有生命的角色变为有生命力的三维角色。而这个表演观察能力也并不是说就是简简单单的看看，而是需要我们在观察中总结运动的规律-物体运动的方向、轨迹、时间、速度、特点等等，这些都是在实际观察中所应该进行判断和获取的，并逐渐培养自己的动画感觉，我们还要注意一点，每一个人都是有自己的个性的，所以每一个动画师的动画感觉都是不一样的，而正是这一点，我们才会有那么多精彩的荧幕瞬间。 这就是我在这两年多的时间里学习和运用Maya的总结体会。致谢时光的流逝也许是客观的，然而流逝的快慢却纯是一种主观的感受。当自己终于可以从考试、找工作、毕业论文的压力下解脱出来，长长地吁出一口气时，我忽然间才意识到，原来三年已经过去，到了该告别的时候了。一念至此，竟有些恍惚，所谓白驹过隙、百代过客云云，想来便是这般惆怅了。感谢和我共度三年美好大学生活的2007级动漫设计班的全体同学。感谢信息技术学部的所有授课老师，你们使我终身受益。谢谢我的爸爸妈妈，没有他们的爱，我无法坚持这么久。我要谢谢我的指导老师，如果不是他的兢兢业业的指导，这次得毕业设计我是不可能完成的。而在这次得毕业设计中，我学到了很多，而这些全部得益于他。再就要感谢教育过我的老师们，正是因为有他们的耐心和关心，才会有现在更加更加懂事的我，最后，要谢谢那些和我一起奋斗的好朋友们，同学已经不能用来形容我们之间的关系，我们是兄弟姐妹，我相信在我未来的路上，无论多艰难，你们都会一直陪着我，坚强的走下去。 还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。参考文献：1 Maya6超级手册(1)基础与合成 武汉人马 编著2 Maya6超级手册(2)造型篇 武汉人马 编著3 电影周刊黑客帝国机械设计 4 CGM工房杂志 42期黑客帝国幕后花絮5 用Maya技术创作数码动画的研究 天津轻工业职业技术学院 赵旸 编著硕士论文 是硕士研究生所撰写的学术论文，具有一定的理论深度和更高的学术水平，更加强调作者思想观点的独创性，以及研究成果应具备更强的实用价值和更高的科学价值。硕士论文是硕士研究生所撰写的学术论文。优秀的硕士论文能够反映出作者对所学习专业的理论知识掌握的程度和水平，能够帮助作者构建起良好的完整的知识体系，还能够反映作者独立的科研能力和学术理论的应用水平，对研究的课题的思考和独立见解。较之学士论文，硕士论文应当具有一定的理论深度和更高的学术水平，更加强调作者思想观点的独创性，以及研究成果应具备更强的实用价值和更高的科学价值。因而撰写硕士论文将对作者提出更高的要求数据资料翔实充分、论证分析详尽缜密、推理演算思路清晰、论文结构规范清晰、专业词汇运用准确。电路与系统 学科研究电路与系统的理论、分析、测试、设计和物理实现。它是信息与通信工程和电子科学与技术这两个学科之间的桥梁，