项目五：三维动画制作Maya

项目五

三维动画制作Maya第一单元MAYA基础知识本单元学习要点：1.了解、认识Maya界面2.掌握Maya的软件基本特点3.熟练掌握Maya的界面及操作技巧Maya是目前世界上最为优秀的三维动画的制作软件之一，它最早是由美国的AliasWavefront公司在1998年推出的三维制作软件。虽然在此之前已经出现了很多三维制作软件，但Maya凭借其强大的功能、友好的用户界面和丰富的视觉效果，一经推出就引起了动画和影视界的广泛关注，成为顶级的三维动画制作软件。Maya的应用对象是专业的影视广告、角色动画、电影特技等。Maya功能完善，工作灵活，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。其售价高昂，声名显赫，是制作者梦寐以求的制作工具，掌握了Maya，会极大地提高制作效率和品质，调节出仿真的角色动画，渲染出电影般的真实效果。所以Maya自从其诞生起就参与了多部国际大片的制作。如早期的《玩具总动员》、《精灵鼠小弟》、《金刚》到前段时间热映的《汽车总动员》等众多知名影视作品的动画和特效都由Maya参与制作完成。任务1

认识MAYA界面

【任务描述】1.启动Maya2013软件2.认识Maya2013的界面｡3.了解Maya的窗口｡4.退出Maya软件【任务实现】1.启动Maya2013软件启动Maya2013常用以下三种方法：（1）在操作系统窗口选择“开始”→“所有程序”→“Autodesk”→“AutodeskMaya2013”命令，如右图。（2）双击桌面的AutodeskMaya2013。（3）在“资源管理器”中找到AutodeskMaya2013的启动文件，双击该文件。2.认识maya界面双击桌面上Maya2013图标，激活Maya。出现在我们面前的是一个Maya典型工作界面。像大部分三维软件一样，Maya提供标准的四视图的观察方式（图1－2）。（1）Maya工作区Maya工作区是您执行Maya内的大部分工作的地方。工作区是显示对象和大多数编辑器面板的中心窗口。（如图1-3）一般工作区是一个标准的四视图窗口，正（top）视图、前（front）视图、侧（side）视图和一个透视图（persp）。视图菜单中的View主要控制摄像机；Shading控制视图中物体显示方面；Lighting用来控制灯光在视图中的作用；Show用来过滤物体在窗口是不显示；Renderer用来控制渲染视图类型；Panels控制显示窗口类型。（如图1-4）第一次启动Maya时，默认情况下工作区显示在透视窗口或面板中。默认的透视视图面板中还有以下其他组件：面板底部标记为“透视”表明正在从透视摄影机视图查看Maya场景。面板在其左上角均具有自己的菜单栏。这些菜单允许访问与特定面板相关的工具和功能。栅格显示为两个粗实线在Maya场景中心处相交。该中心位置称为原点。原点以Maya的3D世界为中心，并包含从该位置测量的所有对象的方向值。在Maya中，就像许多其他的3D应用程序一样，三维空间标记为X、Y和Z轴。原点位于X、Y、Z轴位置0,0,0。栅格也位于X、Z平面。Maya使用颜色方案标记X、Y和Z轴：X轴为红色，Y轴为绿色，Z轴为蓝色。您在Maya中使用的许多工具都使用该颜色方案指示您正在访问某种程度上与X、Y和Z轴相关的特定条目。（如图1-5）（2）主菜单栏主菜单栏显示在Maya标题栏正下方的Maya界面顶端，其中显示选择的菜单集。每个菜单集分别对应Maya内的一个模块：“动画”（Animation）、“多边形”（Polygons）、“曲面”（Surfaces）、“渲染”（Rendering）和“动力学”（Dynamics）。模块是一种用于分组相关功能和工具的方法。选择相应的模块，可以在不同的菜单集之间切换。在菜单集之间切换时，菜单的右侧部分将发生变化，但左侧部分保持不变；左侧菜单是通用于所有所有菜单集的菜单。（如图1-7）（3）工具架“工具架”（Shelf）位于“状态行”（Statusline）的正下方。Maya“工具架”（Shelf）用于存储经常使用或为自己使用而自定义的工具和项目。可以将最常用的工具和项目保留在方便访问的位置。Maya预配置了一些“工具架”（Shelf）项目供您使用。（如图1-8）（4）通道盒“通道盒”（ChannelBox）用于查看和编辑该类型的基本信息。某些数值信息显示在用户界面右侧的通道盒编辑器中。该信息与活动对象的X、Y和Z的平移、旋转和缩放相关。X、Y和Z的平移数值当前设定为0。这表示球体的位置位于原点处。（如图1-9）ChannelBox所显示的物体属性在编辑时几乎都是可以设置关键帧并进行动画的，同时ChannelBox还会对操作过程中施加在物体上的命令作历史记录。通过ChannelBox，Maya用户在命令已经结束后依然可以对其属性进行修改或设置关键帧进行动画。3.退出Maya软件完成所有的操作后，就需要退出Maya软件。常用的退出操作有三种。（1）执行“文件”→“退出”命令，退出程序。（2）单击工作界面右上角的“关闭”按钮，关闭所有面板。（3）按【Alt】+【F4】组合键或按【Ctrl】+【Q】组合键即退出程序。任务2

项目操作

【任务描述】1.Maya的视图操作2.创建工程目录3.文件基本操作【任务实现】1.Maya的视图操作在Maya软件中，经常会切换到不同的视图下以满足制作的需要，如切换到侧视图来调整侧面对齐等。编辑视图的方式有以下三种。（1）快捷布局按钮快捷布局按钮中已预设了6种视图布局方式，如右图所示。（2）自定义布局按钮用鼠标左键单击“模型视图”，将弹出快捷菜单，从中可以选择想要的视图作为当前视图。（3）视图的“面板”菜单在视图的菜单栏中单击“面板－面板”即可展开“面板”菜单，从中可选择想要的视图；单击“面板－布局”可选择合适的布局；单击“面板－保存的布局”可选择已有的布局。（4）视图操作快捷键视图切换－空格键旋转视图(只针对透视摄影机类型的视图)—Alt+鼠标左键拖拽视图以水平或垂直方向单方向旋转－Shift+Alt+鼠标左键拖拽移动视图－Alt+鼠标中键缩放视图－Alt+鼠标右键或Alt+鼠标左键+鼠标右键视图以水平或垂直方向移动－Shift+Alt+鼠标中键区域放大到最大视图－Ctrl+Alt+鼠标左键框选出一个区域2.创建工程目录工程文件是创建的文件目录来对Maya各类型的文件进行分类，以方便整理场景文件。在Maya的菜单栏中执行“文件－项目窗口”命令，打开项目窗口即可看到工程项目，如下图所示。单击“新建”，为当前工程项目设置名称，然后选择保存的位置，改好之后单击“接受”。若不需要修改下面各个项目的名称，则可直接单击“接受”按钮，保存当前的工程文件，这样在场景中创建物体时，就会相应地保存在所创建项目的各个文件夹中了，便于管理。强调一点的是在Maya中对文件以及任何有关于命名应该尽可能的不要用中文，最好不要用，以免带来不必要的麻烦。3．文件基本操作（1）新建

方法1：File（文件）菜单下的New

Scene命令可以新建一个场景；

方法2：通过工具栏中的“Create

a

new

scene（新建一个新场景）”按钮来创建一个新场景；方法3：快捷键Ctrl+N；

在新建一个新场景之前，若要设置场景是对象的长度单位、角度单位及动画播放的起始帧或结束帧等，可单击File（文件）菜单下的New

Scene命令后的属性设置小方块，弹出如下对话框，其中，Linear项是用来设置单位的，系统默认是centimeter（厘米），角度单位默认为度，帧数设置是每秒24帧，播放/动画起始帧是1，播放/动画结束帧是24。

（2）保存/另存为方法1：File（文件）菜单下的SaveScene命令；方法2：通过工具栏中的“Savethecurrentscene（保存场景）”按钮来创建一个新场景；方法3：快捷键Ctrl+S；需要注意的是maya通常情况下都是存为MB格式。MA格式输出节点比MB要多，所以文件会比MB的要大。因此MA能兼容各种版本。MB只能同版本或者高版本能打开。默认Maya软件支持从高版本到低版本的兼容。（3）打开方法1：File（文件）菜单下的OpenScene命令；方法2：通过工具栏中的“Openascene（打开一个场景）”按钮来打开一个场景；方法3：快捷键Ctrl+O；（4）合并场景

将多个已经创建好的MAYA场景合并到一起。使用File（文件）菜单下的Import（导入）命令，依照所弹出的对话框的要求，选择要合并的MAYA文件，将之导入进来进行合并。任务3

Maya中物体的创建【任务描述】1．在场景中创建物体，观察物体的各属性；2．选择物体；3．物体的复制和吸附；4．物体轴向的修改；【任务实现】1．创建物体，观察属性在Maya中创建物体主要有两种方法：方法1：通过工具架创建物体选择多边形工具架标签，单击多边形立方体按钮，然后在场景视图中拖曳鼠标即可。方法2：通过“创建”菜单中的命令创建物体执行“创建－多边形基本体”命令，然后在场景视图中拖曳鼠标即可。如果要创建正方形，可以按住Shift键拖曳即可。注：Maya创建物体分为：交互式创建（需要鼠标拖曳）和非交互式创建（不需要鼠标拖曳）物体属性当物体创建好之后，在Maya界面右侧的通道盒中可以观察该物体的各个属性，如平移、旋转、缩放等，再单击下面物体的名称展开属性列表，从中可以修改所创建物体的属性，如宽、高、深度、细分等。如右图所示。2．选择物体在Maya中，物体的显示方式有以下4种：（1）数字键4：以线框方式显示物体，对应视图状态栏中的；（2）数字键5：以实体方式显示物体，对应视图状态栏中的；（3）数字键6：以纹理材质方式显示物体，对应视图状态栏中的；（4）数字键7：以灯光方式显示物体，对应视图状态栏中的；示例：

线框实体材质灯光选择物体是Maya操作中最基本的命令，这里我们介绍几种常用的方法：选择工具：选择该命令后，通过单击或框选的方法来选择物体，若多个物体，则先选中的物体以白色显示，后选中的物体以绿色线框显示；套索工具：选择该命令后，通过框选的方法来选择物体；绘制选择工具：该工具用来选择物体的元素。先选择一个物体，然后选择该命令，最后在选择的物体上绘制即可；3． 物体的复制和吸附（1）复制复制的方法有很多种，Maya中常用以下三种：第一种：通过Ctrl+D组合键进行复制，也可以执行“编辑－复制”，需要注意的是，不能对复制出来的物体修改属性；第二种：复制并变换，通过Shift+D组合键进行复制并变换，也可执行“编辑－复制并变换”，它会记录对首次复制出的物体做过的修改，并将该修改应用于下一次的复制中；第三种：特殊复制，通过Ctrl+Shift+D组合键进行特殊复制，也可执行“编辑－特殊复制”，打开对话框，可在属性框中设定复制的条件，从而得到更加精准的复制效果；（2）物体的吸附吸附常用于对齐物体，这里主要介绍以下三种吸附方式，它们都位于状态栏中；网格吸附：按S键的同时移动物体，寻找吸附的位置，松开鼠标即可；曲线吸附：按C键的同时将物体移动到曲线上，这样物体只能在曲线上移动；点吸附：按V键的同时拖曳物体，寻找要吸附的点，然后松开鼠标即可。4． 物体轴向的修改；移动工具（W）：用于移动场景中所选中的物体，可分别沿三个轴向(x，y,z)移动，也可任意移动；旋转工具（E）：用于旋转场景中所选中的物体，可分别沿三个轴向(x，y,z)旋转，也可任意旋转；缩放工具（R）：用于缩放场景中所选中的物体，可分别沿三个轴向(x，y,z)缩放，也可任意缩放；Maya中的轴向分为世界轴向和同向两个部分。世界轴向与场景左下角

所显示的轴向相同，而物体轴向只针对物体自身，与世界轴向不一定相同。（1）轴向设置的方法按Shift+Ctrl键的同时在物体上单击鼠标右键，从弹出的菜单中可选择轴向；按Insert键可单独移动物体的轴向；双击工具盒中的移动、旋转或缩放工具按钮，打开属性面板，也可以设置轴向；（2）编辑轴向的方法先在菜单栏中执行“显示－变换显示－局部旋转轴”命令将轴向显示出来，然后单击状态栏中的“按组件类型选择”

按钮，再单击状态栏中的“选择杂项组件”

按钮，这样物体的轴向呈黄色显示，即可编辑。如果要使轴向回到物体中心，可先选择物体，然后在Maya的菜单栏中执行“修改－居中枢轴”命令。第二单元多边形建模本单元学习要点：1．掌握多边形建模的常用命令；2．简单材质的赋予一个多边型，包含了三种原素，即点，线（也称为边），面，点与点之间的连接形成了边，而边与边之间形成了面，所以多边型之中最小的原素为点，次之为边，再次为面。面与面之间有规律的衔接形成模型。多边型顾名思义，即允许n边的存在，最小边数为三边型，也就是三角型面。既然多边型包含了这三种原素，那么所有多边型建模命令也就是围绕这三种原素进行操作。任务1

水杯的制作【任务描述】1．水杯杯体制作2．水杯杯盖制作3．美化水杯【任务实现】1．水杯杯体制作（1）选择多边形模块，创建一个多边形圆柱体，调整好大小和位置，在右侧通道栏中改变物体端面细分数为0,按5键以实体状态显示，右击进入圆柱体顶点模式，框选点，用移动和缩放调整水杯初始形状。（如下图）（2）右击进入圆柱体面模式，选中上表面，点击菜单栏“编辑网格－挤出”，执行挤出命令，先缩小挤出，再向下挤出（按G键可重复进行上次的操作），即可挤出杯子的厚度。（如下图）（3）按数字3键显示细分状态查看，感觉杯子的整体线条少很软，不足以支撑杯子框架，可采用“编辑网格－插入循环边工具”方法来将边硬化。(4)对杯子加边，进入面模式，执行向外“挤出”操作（下图左），继续添加循环边，进入点模式，做缩放操作（下图中）进入面模式，做杯底挤出操作（下图右）2.水杯杯盖制作杯体制作完成后，选中杯体，在右侧显示层中“从选定对象创建层，点击层1中隐藏框，将杯体隐藏起来，准备制作杯盖。（1）创建一个多边形圆柱体，调整好大小和位置，在右侧通道栏中改变物体端面细分数为0,按5键以实体状态显示，进入面模式，删除不需要的面，只保留一个项端的面片，显示层1通过四视图，调整面片与杯口大小一致，隐藏层1，进入面模式，进行向内向下两次挤出操作，并将内圆上面片删除，这样内圆凹陷形成，进入边模式，选择外边，执行四次挤出命令（第一次向下挤出，第二次向下向外挤出，第三次向下向内挤出，第四次向外挤出），接着利用加边工具在杯盖做一凹槽，加线将必要线条加硬，杯盖即完成。3.美化水杯（1）选中杯盖，右击选择“指定收藏材质－Blinn”,在右侧“公用材质属性”中颜色设置深绿色，杯体设置为白色Blinn。任务2

车轮的制作【任务描述】1.轮胎外形制作2.轮胎花纹制作【任务实现】1．轮胎外形制作（1）创建多边形圆环，通过四视图将圆形调整，属性平移三个轴向均设置为0，使轮胎居中，右侧输入中设置轴向细分数为60，高度细分段设置为10，右击进入面模式，选择轮胎内侧面删除（两组）（2）进入面模式，将轮胎多余面删除，只留其中一块，为此物体添加循环边；再进入点模式，选中开口入6个点，按B键进入软选择状态，再按B+鼠标左键将软选择范围定在选中的6个点上，利用缩放R，将开口调整得大些，按B键取消软选；（3）进入边模式，选择中间一个边，执行“编辑网格－倒角”，偏移值为0.05，进入面模式，选择如图四个面，执行向外挤出命令，选择对像模式，“编辑－特殊复制”，对话框中旋转6度（360/60，60为轴像细分），副本数59（轴像细分60），框选所有物体对象，执行“网格－合并”；进入点模式，选中所有点，点击工具栏上合并点按钮;2.轮胎花纹制作进入点模式，在顶视图中选择中间的一圈点，执行旋转命令，产生轮胎花纹，再选择两边的点，执行旋转命令第三单元NURBS建模本单元学习要点：1．掌握NURBS建模的常用命令；2．曲线曲面绘制与编辑NURBS是一种非常优秀的建模方式，在高级三维软件当中都支持这种建模方式。NURBS能够比传统的网格建模方式更好地控制物体表面的曲线度，从而能够创建出更逼真、生动的造型。NURBS的建模流程通常是“由线成面”的过程，其中包含：绘制曲线、编辑曲线、曲线成面和编辑曲面几个过程。绘制曲线是建模的首个步骤，因此很重要。任务1

水瓶的制作【任务描述】1.瓶体的制作2.瓶底的制作3.瓶盖的制作1.瓶体的创建（1）在曲线选项卡中选择NURBS圆环，在场景中心绘制（即平移x,y,z均为0），右击控制顶点，将圆环形状缩放调整如图所示，复制（ctrl+d）圆环移至上方放大；（2）再绘制一圆环，复制缩小，移动位置如图所示，框选所有物体对象，选择曲面模块，在曲面菜单中执行“放样”命令，观察瓶子下方圆滑不够，故再如图位置再添加一圆环，由下往上依次选取物体对象，再次执行“曲面－放样”命令，按5键显示物体对象的实体；（3）通过各曲线，微调瓶子的外形，删除瓶子实体，回到曲线界面，进行瓶口制作，复制上移，选择2，3圆环，ctrl+D缩放，以便产生瓶口的挤压效果，先将除瓶颈外物体由下而上依次选取后放样，瓶颈放样顺序：先内后外，再外向内，连接放样，这样可使瓶口有较硬的感觉，利用“编辑NURBS-圆化工具”可为瓶口比较硬的部分添加圆角：选择编辑NURBS-圆化工具，用鼠标左键框选要圆角的边，调整孤度，回车确定；2.瓶底的创建选择瓶底圆环，复制缩小上移，制作瓶底凹陷感，由外向内依次选择放样，选择最内侧的边，执行“曲面－平面”，将漏空补成平面，对瓶底做圆角处理3.瓶盖制作（1）新建一圆环，右侧makenurbcirde3选项卡中“圆形历史”中设置分段数为20，右击进入控制顶点模式，如图选取点缩放，进入对像模式下移，复制上移，执行放样命令，再将顶面进入平面（曲面－平面）处理。（2）美化瓶盖，将瓶盖的边进行圆角处理，选择瓶盖的下边，复制缩小，并将两条边放样，使瓶盖产生一定的厚度。最后清空历史，取消“选择曲面对象”

删，除曲线。第四单元绑定本单元学习要点：1．Maya的不同类型的约束2．骨骼设定的基本操作3．了解父子关系的概念在三维动画的制作流程中，绑定设置在建模和动画之间，起到了一个桥梁的作用，它将静止的模型变成可动画的角色。绑定本身包括的内容是非常广泛的，我们这里所指的绑定特指Maya中关于骨骼设定方面的内容，包括骨骼的创建、骨骼IK与FK的创建和蒙皮三大部分。任务1

约束绑定的基础知识【任务描述】1.父子关系的概念2.几种常用的约束【任务实现】1.父子关系的概念约束是用一个或多个物体的位置、方向和大小来控制另外一些物体的位置、方向和大小，以此来辅助创建一些有特殊要求的动画。父子关系：选择一个物体再加选另一个物体，按下键盘上的P键，两个物体之间就建立了父子关系，子物体将会跟着父物体移动、旋转和缩放。当然一个父对象可以有多个子对象，但是一个“子物体”只能有一个父物体。“父子关系”是一种从属关系，选中父物体也就意味着同时选中了从属与这个物体的相关子物体。在maya中创建的骨骼也是按照父子关系联系在一起的。创建：先选择的为“子物体”后按着Shift加选的为“父物体”然后按下小写字母“P”键“父子关系”创建关系完成。菜单位置：Edit>Parent。断开父子关系：Edit>Unparent（需要先选择“子物体”再执行断开，快捷为大写字母“P"键）“父子关系”你可以在大纲视图里，展开它的层级查看，“约束”就不可以，只能通过选择右边的属性栏查看变蓝的属性，以判断它属于那种类型的约束。比如：点约束控制移动的方向约束、控制旋转的父子约束，同时控制移动和旋转属性的缩放约束。父子关系的选取是：先选为子后选择为父，这和约束的顺序是不一样的，约束是先选择虚拟控制体再选择被约束物）2.几种常用的约束（1）点约束：能够使一个物体的运动带动另一个物体的运动，这种约束在一种情况下非常有用，就是将一个物体的运动匹配到另一个物体上。（2）目标约束：用目标物体控制被约束物体的方向，使被约束物体的一个轴向总是瞄准目标物体，这就是目标约束。目标约束在动画制作中的就用非常广泛，如灯光。（3）方向约束：方向约束匹配一个或多个物体的方向，此约束对同时控制多个物体的方向是非常有用的。方向约束在角色设定中的主要用途是作为眼球运动的定位器。（4）缩放约束：缩放约束可以使物体跟随一个或多个物体缩放，创建方法与方向约束相同。（5）父对象：使用父对象约束可以使约束对象像目标体的子物体一样跟随目标体运动，它们会保持当前的相对空间方位，包括位置与方向。（6）极向量约束：极向量约束使极向量终点跟随目标移动，在角色设定中，胳膊关节链的IK旋转平面手柄的极向量经常被限制在角色后面的定位器上。一般情况下，我们运用极向量约束是为了在操纵IK旋转平面手柄时避免意外的反转。任务2

卷轴的制作【任务描述】1.卷轴模型的创建2.变形器设置3.动画设置【任务实现】1.卷轴模型的创建创建一个多边形立方体，按5键显示实体，选择编辑中复制并变换（shift+d），复制移动物体如图2，执行N次shift+d实现卷轴模型的建立，选中所有物体，移至场景中间。2.变型器设置（1）全选所有物体，选择动画模块，在菜单栏中执行“创建变形器－非线性－弯曲”命令，按E键以z轴方向顺时针旋转90度（右侧属性旋转z框输入90），使曲线变形器与物体曾水增方向，调整右侧输入“bend1”的曲率大小，可发现卷轴会根据曲率的大小发生一定的弯曲。（2）做一侧卷曲效果：调整右侧输入“bend1”的下限为0，利用移动、旋转、缩放调整上限如图，这样通过左右移动，即可发现左侧卷轴已完成弯曲效果，利用缩放工具可将卷轴的圈再缩小。（3）全选物体，在菜单栏中执行“创建变形器－非线性－弯曲”命令，操作同前（1），将上限设置为O