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Maya基础与应用实用教程 下 第4章摄像机与灯光第5章材质与纹理第6章编辑变形第7章骨骼蒙皮和绑定第8章角色建模第9章动力学动画第10章动画的运用 第4章摄像机与灯光 创建摄像机是在我们制作完模型导出图片的时候 我们就需要来创建摄像机 为我们进行各种角度图片导出并保存 4 1摄像机 4 1 1摄像机的种类选择 Create 创建菜单 Cameras 摄像机 Camera 命令如图4 1所示 4 1 2摄像机的应用及参数设置摄像机的常用参数设置 在创建菜单中选择 Create 创建菜单 Cameras 摄像机 Camera 后面的图标进行参数调整 1 视角和焦距设置2 近 远剪切面设置3 摄像机位置4 导入图片 4 2摄像机的应用实例 4 3灯光 我们能够看到这个五彩斑斓的世界 就是因为有了光 如果没有光 世界就是一片黑暗 光影是塑造空间层次 质感 的重要手段 如果新创建的场景中没有打灯光 Maya会自动创建一盏光照亮场景 当在场景中添加一盏灯后 即使灯光强度为 0 Maya也会关闭自动创建的灯 光是塑造氛围的有力武器 在这里介绍的只是光源在三维软件中的属性参数 有关打光技巧请参阅相关书籍 4 3 1光线和色彩对于在MAYA制作后期 为模型做作出各种灯光效果也是非常重要的一部 通常我们会以打三点光的方法为基础来给模型主体打灯 根据模型的不同三点光的基本位置也会有所调整 通常我们会将光打在模型的正45度角以上一点 在模型的两个侧后方各有一点 当然这些位置也不是完全固定不可调整的 具体的灯光位置还要看不同模型 还有我们想要做出的效果来定 对于灯光的色彩 我们还是要遵循艺术中的光线色彩 如天光 环境光 反光 这其中还要包括冷光源与暖光源相互间的搭配 这些灯光的表现依旧是要根据模型 和最终需要的效果来决定的 4 3 2灯光的种类选择 Create 创建 Lights 灯光 下提供了六种灯光类型 光源自身属性不是很复杂 但在实际操作中用好却不容易 在三维场景中打光可以借鉴传统打光方式 逐渐掌握光的运用 4 3 3灯光属性1 颜色与强度在所有灯光属性中 灯光的强度和颜色都以Intensity和Color来设置 如图所示 在Color色块上单击鼠标左键 可弹出色彩调节界面 如图所示 2 照射控制3 衰减速率4 聚光灯效果5 灯光阴影 课后习题与实验 1 叙述题 1 简述摄像机的3个种类 2 简述DirectionalLight 平行光 的作用 2 练习题 1 使用maya2008软件 打开台球桌模型 为场景中创建聚光灯并编辑其属性 灯光完成后效果如图所示 2 创建多功能座椅模型 然后为场景创建聚光灯并编辑其属性 灯光完成后效果如图所示 3 运行素材文件 第4章摄像机与灯光 文件夹中的图像进行练习 并由此掌握工具命令的操作方法 第5章材质与纹理 初学Maya看到 Hypershade 材质超图 里各种各样的图标 五颜六色的连线经常会一头雾水 当慢慢习惯后 就会发现Maya的材质体系是非常优秀的 它尽量把数据流向清晰的展现在你面前 软件提供的工具节点也为创造更多的可能提供了必要条件 5 1Maya材质 5 1 1Hypershade选择 Window 窗口 RenderingEditors 渲染编辑器 Hypershade 材质超图 如图所示 材质的编辑工作在这里进行 左侧列出了Maya材质类型 纹理贴图 工具节点 可以拖动滑块查看 右侧分为二部份 上部列出了当前场景中的材质 选项卡决定这个窗口显示的内容 下部为材质编辑区 主要制作材质的连接 5 1 2MAYA材质球种类MAYA默认共给出12种材质球 他们的作用各不相同 5 1 3MAYA材质球的属性1 Lambert材质球基本参数属性如图所示 2 Blinn的材质球属性如图所示 5 2平面与PSD纹理属性 5 2 1平面纹理属性切换到Surface模块下 选择 SubdivSurfaces 细分表面 Texture 纹理 PlanarMapping 平面纹理 打开平面纹理选项如图所示 在弹出饿设置菜单中进行设置 如图所示 5 2 2PSD纹理属性 选在创建的物体 切换到Rendering模块 选择 Texturing 纹理 CreatePSDNetwork 创建新的PSD纹理 如图5 30所示 弹出 CreatePSDNetworkOptions 创建新的PSD纹理对话框 如图所示 5 3工具节点 选择 Window 窗口 RenderingEditors 渲染编辑器 Hypershade 材质编辑器 弹出 Hypershade 对话框 左边的下拉菜单为创建的MAYA节点 如图所示 课后习题与实验 1 叙述题 1 简述PhongE和Phong材质区别 2 简述SurfaceShader材质作用2 练习题 1 使用maya2008软件 制作简单的海面场景添加材质并使用聚光灯 平行光以及点光打出灯光 如图所示 2 创建手机模型 添加材质并使用2个平行光打出灯光效果 如图所示 3 运行素材文件 第5章材质与纹理 文件夹中的图像进行练习 并由此掌握工具命令的操作方法 第6章创建编辑变形 Maya提供了多种变形的功能 变形是通过某些方式来修改模型顶点在空间中的位置 而不是逐点推拉使物体的形状发生变化 6 1非线性变形 Maya提供了多种变形器 在 Nonlinear 非线性 栏下的Bend Flare Sine Squash Twist Wave变形工具属于一类 都是比较简单的功能 变形沿着变形物体的局部Y轴从 1开始到1结束 会自动缩放适应被变形物体 可用操纵器手柄交互的调节变形属性 1 Bend 弯曲 Bend 弯曲 可将模型弯曲成圆弧状 2 Flare 扩张 Flare 扩张 可将模型进行类似局部膨胀的命令 3 Sine 正弦 Sine 正弦 可以将模型调整成曲折的状态 4 Squash 挤压 Squash 挤压 可以将模型进行挤压和拉伸 5 Twist 螺旋 Twist 螺旋 可以将物体按固定轴进行反向旋转 6 Wave 波纹 Wave 波纹 可以制作出类似水波一样的效果 6 2变形 1 Lattice 晶格 Lattice 晶格 可以使模型中的元素以一个整体格单位改变 从而使模型可以不受太大的变形 2 Wrap 包裹 Wrap 包裹 通过一个模型 来控制变形另一个模型 3 Cluster 簇 Cluster 簇 选择物体的点 来控制物体的变形 4 SoftModification 软修改 SoftModification 软修改 对面片进行软修改 5 SculptDeformer 雕刻变形 SculptDeformer 雕刻变形 使用变形球设置模型可以与圆球体相关的变形 6 JiggleDeformer 抖动变形 JiggleDeformer 抖动变形 可以将模型有抖动效果 7 WireTool 线变形工具 WireTool 线变形工具 可以使用NURBS曲线来改变物体形状 变形曲线改变模型 8 WrinkleTool 褶皱工具 WrinkleTool 褶皱工具 改变模型 产生褶皱效果 9 PointOnCurve 曲线上的点 PointOnCurve 曲线上的点 可以为曲线的点来制作控制器 来改变曲线 10 BlendShape 融合变形 BlendShape 融合变形 将一个或多个经过变换的相同模型的特征融合到一个模型中 6 3改变变形顺序 为一个模型创建多个变形 结果会因顺序的不同而不同 在场景中创建一个多边形立方体 修改 SubdivisionsHeight 高度细分 为一个较高的数值 如图中左图 选中模型选择 CreateDeformers 创建变形 Nonlinear 非线性 Twist 螺旋 调整参数如图中图所示 再为模型添加 Blend 弯曲 变形 结果如图右图所示 在模型上右击选择 Inputs 输入 AllInputs 所有输入 选择 ListOfInputOperations 列出所有的操作 对话框 如图左图所示 在这个对话框中 变形器对模型的修改顺序是自下而上的 以鼠标中键选中 Blend 弯曲 拖动到 Twist 螺旋 下 模型因变形器作用顺序改变而变为图右图所示形状 课后习题与实验 1 叙述题 1 简述Lattice 晶格 命令的使用方法 2 简述JiggleDeformer 抖动变形 参数设置 2 练习题 1 使用maya2008软件 使用BlendShape 融合变形 工具制作一个简单的不稳定的球体爆炸变形效果 完成后效果如图所示 2 使用Bend 弯曲 Sine 正弦 Twist 螺旋 变形工具改变铁链的造型 完成后效果如图所示 3 运行素材文件 第6章创建编辑变形 文件夹中的图像进行练习 并由此掌握工具命令的操作方法 第7章骨骼 蒙皮与绑定 要使Maya的角色动起来 就需要创建骨骼 并使骨骼控制模型 在这个任务中 会学习到骨骼和IK的创建 在动画软件中 骨骼不仅仅是应用于人物或动物角色 它的作用可以进行延伸 如控制机械的弯折 为角色创建完成模型后 还要使骨骼能够控制模型 蒙皮就是使骨骼与模型结合起来 7 1创建骨骼 7 1 1创建骨骼也是一种变形器 它可以带动模型表面顶点的移动 7 1 2编辑骨骼1 ConnectJoint 连接骨骼 2 DisconnectJoint 打断骨骼 3 RerootSkeleton 重定根关节 4 OrientJoint 定向骨骼 5 RemoveJoint 移除骨骼 RemoveJoint 移除骨骼 是可以在不打断骨骼组的前提下移除所选关节的命令 6 MirrorJoint 镜像骨骼 MirrorJoint 镜像骨骼 是将所创建好的骨骼包括骨骼属性 以及IK手柄都可以被镜像复制 7 1 3骨骼的显示模型的大小会对骨骼的显示尺寸提出一定要求 如模型过小 即使按照Maya默认的尺寸创建骨骼仍然过大无法看清骨骼的摆放位置 如图所示 如模型较大 最大化模型后 骨骼就像一道细线 不方便调节 如图所示 7 2骨骼动力学 7 2 1FK与IKFK ForwardKinematics 前向动力学IK InverseKinematics 反向动力学1 FK使用骨骼的基本旋转关节 无特殊情况下 只使用旋转命令执行骨骼操作的我们称为FK前向动力学 通常类似走路时骨骼的摆动 我们只需旋转命令并设置关键帧 就可以得到我们需要的效果了 如图所示 2 IK但有些情况 FK不能满足制作要求 如人伸手去取桌子上的物品 或者做一个开门的动作 由于父关节的运动会影响子关节的运动 在这种情况下将子关节 手 定位到某一点是相当困难的 这时就需要使用IK 3 IK与FK转换在实际工作中 会需要IK与FK互相转换的问题 这里比如走路双臂摆动则使用FK 就需要用到IK 这里就简单的介绍下转换的使用 7 2 2IK解算1 ikRPsolver创建IK时Maya默认使用ikRPsolver IK旋转平面解算器 2 ikSCsolver使用ikSCsolver IK单链解算器 要比使用ikRPsolver IK旋转平面解算器 简单 3 ikSplinesolver ikSplinesolver IK样条解算器 使用一条NURBS曲线作为手柄的一部分 按照曲线的形状调整IK链条 这种方式很适合制作尾巴 蛇 触须 的动画 7 3蒙皮 创建完模型并为其制作骨骼后 需要将表皮连接到骨骼上 使骨骼控制表皮产生正确的变形 这个过程就是蒙皮 Maya有两种蒙皮方式 刚性和柔性蒙皮 在蒙皮后 尽量不要改变模型顶点的个数 会出现无法预料的变形结果 7 3 1刚性蒙皮使用刚性蒙皮 模型的每个顶点受到一个关节的影响 关节弯曲时需要使用屈肌变形或改变顶点权重来得到柔和的弯曲表面 7 3 2柔性蒙皮使用平滑蒙皮 模型的每个顶点受到多个关节的影响 默认每个顶点的权重值为1 这个值被影响它的关节以不同的百分比分配 某个关节得到的百分数越高 它对该顶点的控制越强 7 3 3编辑柔性蒙皮绑定姿势是选择蒙皮时骨骼的姿势 蒙皮完成后 模型并没有被变形 当调整角色骨骼制作动画骨骼会变形模型 如果用户在完成蒙皮后决定再次修改骨骼 或绑定到另外对象就要回到绑定姿势 7 3 4为模型添加影响物体来影响表面7 3 5导出蒙皮权重图使用 ExportSkinWeightsMaps 导出蒙皮权重图 时 Maya会以模型的UV为基础 在模型UV上绘画权重图 如果UV间有重叠会造成错位的结果 课后习题与实验 1 叙述题 1 简述创建骨骼的使用方法 2 简述刚性蒙皮与柔性蒙皮的区别 2 练习题 1 使用maya2008软件 运用创建骨骼方法 使用 JointTool 关节工具 IKHandleTool IK手柄工具 移动工具等命令创建一个腿部骨骼 如图所示 2 使用 JointTool 关节工具 IKHandleTool IK手柄工具 ConnectJiont 连接骨骼 MirrorJoint 镜像骨骼 SmoothBind 柔性蒙皮 创建身体骨骼并绑定 然后调节其动作 完成后效果如图所示 3 运行素材文件 第7章骨骼 蒙皮与绑定 文件夹中的图像进行练习 并由此掌握工具命令的操作方法 第8章角色建模 建模 是三维艺术的基础 若想做出理想的模型 就需要大量了解客观世界中的事物 掌握基本规律 在这里我们重点介绍的是人物造型建模 因为 人体是大自然美景中最复杂最完美的一种形式 研究人体造型可以使艺术家在各种造形艺术创作中获得所需要的专业知识 所以造型艺术大师的创作生涯都是从研究艺用解剖学开始的 但这里要强调一点的就是 角色建模主要是训练你的三维空间的感知能力 而在场景和道具等建模中有很多的软件使用技巧还是需要你去认真学习的 8 1Maya角色建模基础 角色建模 同样也是属于美术造型的范畴 所以在作品形象的内涵中 都必须将角色客观内在的结构视觉感受 根据需要表现出来 对结构的表现不应局限在作品外在刻画中 更多的应是艺术家对其内涵的感受与把握 使作品形成自己独特的艺术魅力 人体造型解剖学是通过剖析正常人体组织 从中获得对人体造型结构 表情及运动规律的科学认识 在我们这里只能简要介绍一些基本知识 要想能有所突破 必须把仔细观察与造型实践练习紧密结合起来 只有这样才能逐渐将其中的知识变为人体造型的潜在能力 8 1 1人体的结构在正确掌握了一定的人体结构基础上 才能够画出符合视觉欣赏角度的各种人物的体态 也才能够正确的绘制出人物的各种动作 在现实生活中 人物的身体比例是千差万别的 但是人们总结出了一个最一般的 标准比例 使绘画的人在观察各种人物的比例特征时 有了一个参考 得到了不少方便 在了解了人体结构的基础上 要把身体各个主要的部分当作整体 进行创建 下面人体结构知识做一个简单的描述 男女在比例上的差别 男女成年人一般身高是七个半头 如图所示 男性 男性肩膀较宽 锁骨平宽而有力 四肢粗壮 肌肉结实饱满 女性 女性肩膀窄 肩膀坡度较大 脖子较细 四肢比例略小 腰细 胯宽 胸部丰满 男性 由于男性没有女性那么明显的胸部 很容易表现平板的体型 因此 在创建男性时 要想最大限度地突出男性的特征 就要把肩膀建得又宽又厚 如果再表现出锁骨 人就会显得很魁梧 此外 还应注意男性关节的起伏感 手 胳膊与腿要粗壮些 手腕处要比女性的手腕部位画得要偏下 创建男性的侧身像时 锁骨和肩头的线条应是连在一起的 胸部 后背不要成直线 要表现出肌肉的起伏 从颈部到后背的线条要稍有曲线 这样 可以表现出男性身体的厚度 女性 女孩子的特点是全身曲线圆润 柔美 要注意胸部和臀部的刻化 手 胳膊与腿要纤细 手腕和大腿根部在同一个位置 胳膊肘的位置在腰部附近 创建侧面像时 要注意画出关节部位 臀部与大腿根部处的关系 肩膀的位置画准确胳膊就显得自然了 8 1 2头部的基本结构一般把头部分为两个大块 头的上半部 归纳为一个椭圆形 而头的下半部归纳为梯形 细部的结构位于头部椭圆形的中央 眉弓画成一个长方形 颧骨也看成长方体 它位于头部梯形的上半部 穿插结构要比眉弓部分的长方形要向里一些 在颧骨的下面 口部归纳为一个圆柱体 它插在颧骨长方形下部的那个面 最下面是下腭 把它看成一个长方形将它与梯形穿插起来 鼻子起始于圆柱形的上半部 终止于眉弓长方形的根部 它也是一个长方体 眼睛也位于眉弓长方形的根部 嘴在圆柱形一半向上一点儿的位置 通过对头部的基本结构的理解 可以画出头部的基本形状 这样会使其形体结构更准 然后在此基础上通过轻微变化便可以画出不同的人体头部 头部的基本结构关系 人们常常说道的一个词汇 三停五眼 如图所示 实际上讲到的就是人的头部的五官比例 掌握了人的正确的五官比例后 最为重要的掌握各种透视下的人的头部的绘制 因为现实中人不可能永远是一个姿态 头部是经常活动的 如果没有掌握好透视关系 就会直接影响到形象的真实 掌握头部运动的姿态和各种透视变化 同样可以用立方体和卵形来帮助理解 并可以运用辅助线来确定头部的动势和五官的位置 1 头部结构与透视因为人的头是一个卵形体 就是说 是立体的 用十字和圆表示的话很简单 在卵形体的基础上 将人头部十字线画出来 根据十字线的位置将人物眼睛 鼻子 嘴画出来 如图所示 下面讲的方法就是从运用辅助线和卵形体来帮助我们认识和描绘头部的运动和结构 2 头部的五官特征头部五官包括眼 眉 鼻 嘴 耳 五官外形直接影响着人体头部的造型 造型实践表明 表现好五官的关键 并不在于细部的刻画 而在于能否正确地表现出 五官在头部当中的正确位置和基本结构关系 下面简单分析部分器官的表现 鼻 鼻位于颜面中央 上端狭窄 下端宽大 鼻外形可分为鼻根 鼻梁 鼻背 鼻尖 鼻翼 鼻孔 鼻底等部分 鼻子和嘴的尺寸和形状可根据不同的人物而调整 但必须保证它们在一条直线上 为助于定位 可以画一条的垂直辅助线 在绘画中鼻的基本形状可以想象为楔形 如图所示 耳 耳分内耳 外耳两部分 其外耳显于外形的部分称为 耳廓 它的位置应在头侧1 2处稍后 这是因为耳孔恰好位于头侧1 2处 如图所示 嘴 嘴唇是由肌肉组成的 并且有各种各样的形态 上唇要向内弯曲 而下唇 在侧面像中要稍微靠后些 是向外的曲线 如图所示 8 1 3人体运动的基本规律头部 胸部和骨盆部是人体中三个最大的体块 这三个部分本身都是固定而不会活动的 身体的活动除了四肢以外主要是靠颈和腰部的活动而产生运动的 如果这些体块是彼此处于平行和对称的情况下 人体是静止的 相反 当这些体块向前后左右屈伸 旋转 扭动时 它们的变化就产生了人体的动作 如图所示 课后习题与实验 1 叙述题 1 简述男女在比例上的差别 2 简述头部结构五官特征 2 练习题 1 使用SplitpolygonTool 分离多边形 InsertEdgeLoopTool 插入环形工具 Extrude 做出手指 手掌 并将手指复制使用Combine 合并 与MergeEdgeTool 缝合边 缝合到手掌上 如图所示 简单制作脚 最终再将手脚和之前的角色头部与身体合并 并缝合到模型上 效果如图所示 2 使用SplitpolygonTool 分离多边形 InsertEdgeLoopTool 插入环形工具 以及复制命令 为我们上面所制作的模型添加服装 效果如图所示 第9章动力学动画 动力学动画相当于在Maya软件内模拟在现实世界中物体在力的作用下或是物体间相互碰撞所发生的情景 试想这样一个动画 一个物体从空中落下 砸在另一个物体上 被砸中的物体再对其它物体产生影响 这对于关键帧动画来说比较麻烦 通过使用Maya提供的刚体动力学可以很好的解决这个问题 9 1刚体动力学 刚体动力学动画可以分为主动刚体和被动刚体两种 主动刚体受场的影响 会因受到碰撞而改变运动 被动刚体不受到场的影响 在碰撞时并不因碰撞而发生运动 但可以为它设置变换 旋转等属性的关键帧 在刚体动画中 物体相互碰撞不会穿透 9 1 1简单刚体动力学模拟大体来说 相对位置比较固定的物体如墙壁 桌子 地板等可以被作为被动刚体 而各种下落或会因碰撞而位移的物体被作为主动刚体 主动刚体不能被设置关建帧 9 1 2刚体属性选择一个物体并把它创建为刚体 按 Ctrl a 键 打开属性编辑器切换到rigidBody选项卡 为刚体修改属性 可以在RigidBodyName 刚体名称 栏为刚体设置名称 如图所示 一 刚体属性二 刚体初始设置属性三 刚体性能属性 9 1 3刚体解算器属性之前一直使用简单的几何形体制作刚体动画 但在制作形状比较复杂的刚体动画时 Maya的默认设置可能会达不到要求的速度或精度 刚体动力学和刚体约束由Maya解算器控制 通过设置参数 可以控制刚体解算的精度和速度 选择 Solvers 解算 RigidBodySolverAttributes 刚体解算属性 可以打开属性窗口 如图所示 如果用户已经创建好了刚体 按 Ctrl a 组合键打开属性编辑器 找到RigidSolverAttributes选项卡 这两种方法是相同的 一 刚体解算器属性二 刚体解算方式三 刚体计算状态四 刚体解算器显示选项 9 1 4刚体约束刚体约束限制刚体的运动 约束模拟真实世界中用户熟悉的物品 例如钉 销 铰链等 利用约束可以将刚体约束到场景中的某个位置或其它刚体上 如果为物体创建了一个刚体约束 Maya会自动将该物体制作为刚体 一 CreateNailConstraint 创建钉约束 二 CreatePinConstraint 创建销约束 三 CreateHingeConstraint 创建铰链约束 四 CreateSpringConstraint 创建弹簧约束 五 CreateBarrierConstraint 创建屏障约束 9 1 5将刚体动画转换为关键帧动画创建完刚体动画后 如果对结果满意 或者希望在某些方面按照用户自己的意图进行修改 可以将刚体动画转换为关键帧动画 9 2柔体动力学 柔体是一种使用粒子来带动几何体变形的技术 通过对粒子施加场等效果 使粒子产生运动 进而带动几何体表面变形 用户还可以设置每个粒子在柔体上的权重数值或为柔体创建弹簧丰富它的制作效果 柔体可以用来模拟果冻 泥等柔软物体 也可使用柔体来创建一些模型 9 2 1柔体的创建选择准备创建为柔体的物体 选择 Soft RigidBodies CreateSoftBody 创建柔体 后面的图标 弹出窗口 如图所示 9 2 2创建弹簧选择 Soft RigidBodies CreateSprings 创建柔体 后面的图标 弹出窗口 如图所示 一 创建弹簧方式二 弹簧属性 9 3粒子 Maya中粒子是一些能够被渲染的点 粒子运动属于物理模拟而非传统意义的动画 用户无法直接控制粒子的形态 但用户可以对粒子的属性 粒子发射器 场等影响粒子运动的元素设置关键帧 也可以使用表达式来控制它 粒子被大量应用于模拟自然界中的火 烟 云 雪 空气中的尘埃等效果